引言 

 

　　復(fù)雜地層是指巖心鉆探中孔壁不穩(wěn)定（坍塌、掉塊、遇水膨脹、遇水溶解等）、鉆孔漏水或涌水的地層。地質(zhì)巖心鉆探在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的有著舉足輕重的地位，近幾年發(fā)展速度也非常迅速的。由于礦山地表的礦產(chǎn)資源被過(guò)度的開(kāi)發(fā)，而現(xiàn)有地質(zhì)巖心技術(shù)的落后，礦山的深部礦產(chǎn)資源得不到有效的利用，導(dǎo)致礦山現(xiàn)有的服務(wù)年限非常短暫，市場(chǎng)礦產(chǎn)資源需求也得不到滿(mǎn)足。為了解決以上問(wèn)題，我國(guó)大部分地區(qū)將地質(zhì)找礦的重心轉(zhuǎn)向礦山深部資源的開(kāi)發(fā)上。開(kāi)發(fā)礦山深部資源將會(huì)大大增加復(fù)雜地層深孔鉆探的施工難度，這對(duì)于復(fù)雜地層巖心鉆探技術(shù)的要求大大提高。因此，提高我國(guó)復(fù)雜地層情況的巖心鉆探技術(shù)水平的任務(wù)就顯得十分緊迫。 

 

 

　　在鉆探生產(chǎn)中，從復(fù)雜地層的護(hù)壁角度來(lái)說(shuō)，是指阻礙鉆進(jìn)的一些特殊巖性的地層。地層松散、膠結(jié)不良、軟硬互層、吸水膨脹，遇水溶解或地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而造成的破碎、裂隙、斷裂，再加上地下水的融蝕活動(dòng)等等，給鉆探生產(chǎn)帶來(lái)坍、掉、涌、漏不利因素。 

 

　�。�1）風(fēng)化作用形成的復(fù)雜地層。風(fēng)化作用破壞了堅(jiān)固巖石的全部或部份的顆粒之間的聯(lián)結(jié)，使巖石變得疏松，具有較大的縫隙，易于坍塌掉塊與漏失。 

 

　　（2）流水作用、沉積作用形成的復(fù)雜地層。流砂層、沉積的泥質(zhì)地層，皆為流水沉積作用從而使巖石膠結(jié)不牢而造成極為嚴(yán)重的坍塌、縮經(jīng)。 

 

　�。�3）地質(zhì)構(gòu)造引起的復(fù)雜地層。在地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的壓力、振力和扭力等作用下，造成所謂壓性、張性、扭性、壓扭性和張扭性各類(lèi)斷層，這些大都由斷層泥、糜棱巖、斷層角礫，壓碎巖、碎塊巖和片狀巖等分別組成，此類(lèi)斷層的延伸和寬度可以達(dá)幾米、十幾米、數(shù)百米不等。當(dāng)鉆進(jìn)在破碎帶時(shí)，由于鉆具的頻繁碰撞和沖洗液的沖刷，往往形成不同程度的坍塌和漏失。 

 

　�。�4）地下水溶蝕作用形成的復(fù)雜地層。水化和溶解是地下水溶蝕對(duì)巖石的主要破壞作用。當(dāng)花崗巖中的長(zhǎng)石被水化和溶解時(shí)，本來(lái)堅(jiān)硬的長(zhǎng)石，經(jīng)過(guò)變化后，碳酸鉀溶于水中被帶走了，剩下松軟的高嶺土和石英�；旌象w。（2KAlSiO3O8+CO2+2H2O※Al2Si2O5（OH）4+4SiO2+ K2CO3），鉆進(jìn)時(shí)極為坍塌。正長(zhǎng)石高嶺土石英碳酸鉀石灰?guī)r（主要成份為Ca2CO3）遇水中的碳酸（氣）變成碳酸氫鈣，就今形成常見(jiàn)的溶洞，從而帶來(lái)漏水、涌水等各種復(fù)雜問(wèn)題。 

 

 

　　鉆探生產(chǎn)，施工與預(yù)防必須同步進(jìn)行，采取完善、有效的預(yù)防措施是高效、高質(zhì)施工的重要前提和保證，制定預(yù)防措施必須結(jié)合生產(chǎn)的每個(gè)方面、每項(xiàng)環(huán)節(jié)和每道工序。進(jìn)行復(fù)雜地層綜合治理，既要有技術(shù)保障預(yù)防措施也要有保證技術(shù)工藝落實(shí)的制度管理措施。復(fù)雜地層綜合治理的目標(biāo)是：鉆頭壽命長(zhǎng)、鉆進(jìn)效率高，沖洗液沖孔護(hù)壁堵漏效果好、鉆孔孔壁完整、巖粉排除沉淀好、孔內(nèi)干凈，杜絕各類(lèi)孔內(nèi)事故。通過(guò)多年鉆探實(shí)踐，筆者認(rèn)為：用有效的管理使機(jī)臺(tái)官兵堅(jiān)持和使用好鉆頭、沖洗液是綜合治理復(fù)雜地層最根本的方法。 

 

　　2.1解決堅(jiān)硬致密地層鉆頭壽命短、鉆進(jìn)效率低下問(wèn)題的鉆頭措施 

 

　　此類(lèi)地層，機(jī)臺(tái)通常采取四種做法：一是選取軟胎體鉆頭 二是酸溶法 三是投砂法 四是微燒法。這些方法都不能從根本上解決這類(lèi)地層的正常鉆進(jìn)問(wèn)題，而且還會(huì)大大縮短鉆頭壽命，甚至發(fā)生卡鉆、燒鉆事故。因此，可以選用一種用于有效解決“打滑”地層及金礦常見(jiàn)地層鉆進(jìn)的廣譜鉆頭。這種鉆頭在鉆進(jìn)堅(jiān)硬致密地層時(shí)的鉆進(jìn)效率可以達(dá)到2.9～3.1m/h、壽命60～75m，而常規(guī)鉆頭的時(shí)效僅為0.2m/h、壽命3～5m。這種廣譜鉆頭在其他金礦勘查鉆探的相似地層中，可以達(dá)到單顆鉆頭達(dá)600m的壽命紀(jì)錄。因此，解決堅(jiān)硬致密地層鉆頭壽命短、鉆進(jìn)效率低的問(wèn)題，選取優(yōu)質(zhì)廣譜鉆頭是關(guān)鍵。 

 

　　2.2解決不穩(wěn)定地層的沖洗液配制措施 

 

　　多數(shù)不穩(wěn)定地層，都可以通過(guò)沖洗液解決鉆孔孔壁穩(wěn)定問(wèn)題，尤其在層位較深，套管無(wú)法下達(dá)的情況下，沖洗液就顯得更加重要。在施工實(shí)踐中，不停鉆的隨鉆護(hù)壁堵漏技術(shù)通常被采用，其好處是大大縮短施工周期，減少施工工序。 

 

　�、倨扑椋�漏失）地層用沖洗液的配制。中度破碎（漏失）地層：對(duì)于此類(lèi)地層宜使用PHP-水玻璃沖洗液 該沖洗液的特點(diǎn)是：在鉆孔內(nèi)沖洗液靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)呈膠凍狀，在沖洗液循環(huán)時(shí)呈液體狀，既能滿(mǎn)足沖孔要求也能滿(mǎn)足堵漏要求。其配方為：PHP0.1%～0.3%+水玻璃5%～8%+水。嚴(yán)重破碎（漏失）地層：如果漏失裂隙不大，可以使用不分散水泥漿液（隨鉆堵漏沖洗液），漏失裂隙較大時(shí)可以在水泥漿液中填加鋸沫等填充材料。 

 

　�、谒绍浀貙�。此類(lèi)地層的沖洗液必須有抑制地層水化變軟的作用，同時(shí)要保持沖洗液自身無(wú)失水現(xiàn)象。 

 

　　2.3保證順利鉆進(jìn)的施工操作要求 

 

　�、俨僮骷夹g(shù)及工藝參數(shù)要求。復(fù)雜地層鉆進(jìn)不同于常規(guī)的穩(wěn)定地層，機(jī)臺(tái)在制定具體措施的基礎(chǔ)上要對(duì)全員進(jìn)行操作培訓(xùn)和思想教育，使之既懂得如何操作又能認(rèn)識(shí)到正確操作的重要性，并養(yǎng)成良好的施工操作習(xí)慣。做到：提下鉆時(shí)必須限制卷?yè)P(yáng)速度，輕提輕放，防止出現(xiàn)壓力激動(dòng)及鉆具對(duì)鉆孔的抽吸作用；提鉆后必須保證沖洗液及時(shí)回灌，保持孔內(nèi)壓力平衡；鉆遇破碎、松軟地層時(shí)鉆進(jìn)參數(shù)要相應(yīng)改變，尤其是沖洗液量要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減小，防止高速液流對(duì)孔壁沖刷。 

 

　�、跊_洗液使用管理要求。許多情況下，復(fù)雜地層失穩(wěn)是由沖洗液得不到及時(shí)維護(hù)和調(diào)整致使性能失效引起的。鉆進(jìn)中，必須保證沖洗液性能的一致性和針對(duì)性。做到：盡量加大循環(huán)槽長(zhǎng)度和寬度，使沖洗液有足夠時(shí)間沉淀凈化，以保證孔底干凈，避免巖粉重復(fù)破碎和停泵巖粉沉降埋鉆；機(jī)臺(tái)和班組設(shè)專(zhuān)人管理沖洗液，及時(shí)制定和調(diào)整沖洗液配制方案，定時(shí)監(jiān)測(cè)沖洗液性能變化、隨時(shí)調(diào)整隨時(shí)配制填加和維護(hù)，始終保持沖洗液的性能。 

 

　�、墼O(shè)備、管材及使用要求。在條件允許的情況下，盡量使用進(jìn)尺行程長(zhǎng)的全液壓鉆機(jī)，管材尤其是鉆桿接手螺紋強(qiáng)度要滿(mǎn)足要求。做到：保證設(shè)備的良好運(yùn)行狀態(tài)，減少機(jī)故造成的鉆孔停待時(shí)間；鉆桿接手螺紋要涂抹絲扣油，擰卸時(shí)要同心，防止鉆桿絲扣非正常磨損；下鉆時(shí)仔細(xì)檢查鉆桿，避免不符合要求的鉆桿下入孔內(nèi)。 

 

　�、苌�產(chǎn)組織要求。機(jī)臺(tái)必須建立起完善的生產(chǎn)報(bào)告制度和班組間問(wèn)題反饋習(xí)慣，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題必須及時(shí)報(bào)告、及時(shí)通氣，以利于及時(shí)調(diào)整施工技術(shù)方案。 

 

　　結(jié)語(yǔ) 

 

　　綜上所述，復(fù)雜地層的鉆探施工，必須采取綜合治理方法，使施工生產(chǎn)中的每個(gè)方面、每項(xiàng)環(huán)節(jié)、每道工序的生產(chǎn)資源都能達(dá)到最優(yōu)化配置，這樣才能有效解決復(fù)雜地層鉆進(jìn)問(wèn)題，提高鉆孔完孔率和優(yōu)質(zhì)孔率。以上是筆者對(duì)巖心鉆探復(fù)雜地層治理技術(shù)的一些認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在此和同行們交流探討，希望對(duì)解決復(fù)雜地層鉆進(jìn)問(wèn)題有所幫助。 

 

　　參考文獻(xiàn) 

 

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