地质钻探堵漏新技术研究

地质钻探堵漏新技术研究

董林伟 ,惠斌

河南省资源环境调查四院   河南郑州450000

摘要：我国科技水平和我国矿山地质钻探施工十分快速，矿山地质钻探是矿产资源开采中一项比较重要的工作，该工作具有较强的复杂性和专业性，在地质钻探过程中，经常性地出现地层漏失问题。若不能有效解决此类问题，会导致钻井循环体系被打乱，钻孔内部的平衡状态将不复存在，可能会导致严重的钻探事故。在应用地质钻探堵漏新技术后，不但能够解决地质钻探常出现的地层漏失问题，还能够提高矿山钻探工作效率以及整体工作质量，在提升矿产资源开发利用率的同时，可以创造出更高的经济效益。

关键词：矿山地质钻探；堵漏新技术；反循环清孔技术

引言

钻孔漏失问题是在矿山地质钻进过程中极易出现的问题现象，尤其是在松散砂岩及断层破碎带等地层结构存在地区频繁出现，因此，为减少此类问题影响预防发生井塌及卡钻等严重事故，应根据不同情况及周围环境特点制定有效堵漏方案，并认真研究方案使用合理性及使用效果能否达到施工保障水平，确保钻探钻孔施工作业的安全开展。

1堵漏技术在钻探中的应用现状分析

1.1矿山地质钻探中的渗透性钻孔漏失

矿山地质钻探中的渗透性钻孔漏失主要发生在各种颗粒比较粗的地层中，这些地层基本都是未胶结或是有的是胶结性比较差，但是都有比较良好的渗透性，如在砂石类的土、碎石类的土、砂岩等地层中。造成这种钻孔漏失的主要原因是钻孔内压力的不平衡，即钻井液的当量循环密度超过了地层压力系数，由于两端的压力差而使得钻井液流入到地层当中，形成渗透性的钻孔漏失。这种渗透性的钻孔漏失形成的结果往往是钻井液会层层深入到地层的各层，并在地层的空隙中形成胶结的泥团。

1.2化学试剂固结堵漏方式

这种堵漏方式运用的手段十分简单，也就是将堵漏处理的化学试剂泵入地层漏失层段位置，待采取的化学试剂完全固结后，在对应的漏失通道中出现胶塞结构，实现漏失通道完全封堵，达到地层堵漏的基本目的。目前典型的化学试剂固结堵漏方式主要包括水泥成分、脲醛树脂成分等。然而需要特别注意的是，这种处理方式应该需要准确分析计算替水量情况，严格管理浆液具体配方等，施工工艺十分复杂，同时设备停待时间比较长，堵漏成功率不足。

1.3浆液粘稠度

在堵漏技术中比较常见的方法就是提高浆液粘稠度，其主要是通过对自身钻井浆液粘稠度进行相应改变，并对其产生的切力进行改变，使液体能够更加顺畅地在地层的通道中进行流通，从而使钻孔中所具有的压力能够与地下水层所含的压力相一致，通过两者之间的协调，使其准确的堵漏。在实施堵漏的时候，较为常用的方式就是“静止堵漏”，但是，“无机凝胶堵漏”也属于钻探施工中使用较为普遍的堵漏方式。当下，我国在地质钻探的实际施工中，对堵漏技术的应用还比较少，主要是在孔壁承受力比较小的施工中应用。

2堵漏技术分析

2.1反循环清孔技术

反循环清孔实际上就是将导管内部的沉渣排出去，这种方式又被称作反循环清孔处理技术，在实际应用该技术时，需要使用多种处理方式，其实就是沉渣直接从导管当中排出，这种工艺手段就可以称之为是反循环清孔。这种工艺手段在实际应用过程中，需要运用多种方式，例如：泵吸法以及洗泥机法等。反循环清孔处理技术，操作流程比较简单，具有鲜明的清孔处理效果，推广使用的速度比较快。在使用该技术时，可以运用空压机压缩的空气，最终会在导管内产生一种密度值比较小的混合浆液，因为导管的截面面积比较大，通常会出现流速较快、流量较大的反向循环。

2.2使用水泥补漏

用水泥对钻孔漏失进行堵漏的方法是应用得比较广泛且比较经济实惠的一个办法。因为水泥浆的流动性比较好，在外面比较容易泵入，而且水泥浆的凝固的时间比较合适，除此之外像水泥的早期的凝结的强度、终凝结强度比较的高，细度有比较的合适等一系列的优点，所以在具体的运用的过程中，水泥运用得也相对的比较多。在应用水泥对钻孔漏失进行堵漏的时候，以下有几种比较常见的堵漏的方法。在使用水泥时有两种作业方法，一种是水泵灌注法，另一种是干料投入法，第一种方法主要是在作业时利用水泵泵入水泥，可以在漏孔范围较大时不受深度影响，并保持操作过程简单有效。但是在作业时要注意实际配比控制情况，以免造成水泵和钻杆的堵塞造成施工困难。另一种干料投入法则是为避免漏洞中存在大量水分造成影响，降低水泥泥浆的混合质量，导致出现超过凝固时间但未达到凝固效果的问题情况。所以可以在施工时根据现场情况预估内部水分含量，按照合理配比投入干料后混合搅拌，以起到良好补漏效果。

2.3高强度快失水堵漏技术

高强度快失水堵漏技术的出现与应用，对解决漏失问题非常有效。从技术原理的角度来分析，高强度快失水堵漏技术应用时，需配置特定的堵漏液。这些堵漏液在地层孔隙内产生一定的压力，但因为快速失水特性，堵漏材料在钻孔内形成了高强的致密堆积物并快速实现对裂隙与孔隙的封堵处理，从而达到了良好的堵漏处理效果。如果在地质钻探工作中面临的是宽度为5mm以内的孔隙或者裂隙，就可以采用这一堵漏技术。高强度快失水堵漏技术应用时，尤其要重视快失水堵漏剂的配制，这一材料的调制结果将会关系到堵漏效果。为提升堵漏处理水平，相关人员应选取对应的拉筋材料、架桥材料、助滤剂等，经由正交试验结果的分析来确定相应的配方，在机械复合、机械活化处理等多种方式下，实现快失水堵漏剂的高性能。

2.4化学触变方式钻探过程堵漏技术研究

化学触变方式堵漏技术，主要应用原理就是根据化学触变剂材料实施合理配置。作为一种存在粘稠性质的液体，如果实施将这种粘稠液体灌进产生漏失的地层内部的时候，就会导致地层内部的大量水分被不断取代。如果粘稠液体与化学触变剂彼此之间发生实际接触之后，一般就会产生化学作用，然后通常就会出现难以与水完美融合的凝胶体状态，通常来说这样水失去了流动性能力。因为液体存在该种特殊能力，因此，能够在产生漏失问题的地层内部灌进一定数量的化学触变剂材料，然后再灌进无机触变剂材料。当上述二者发生反应的过程里，在流动通道中实现固化，最终完成快速堵漏处理。

2.5套管隔离技术

套管隔离也是比较常见的一种堵漏技术方法，相比其他技术工艺，此种方法牢固性更强，并且作用时间长，能够有效适用于任何复杂地层条件，维持良好的堵漏效果。但是在选择套管各类技术堵漏时要注意，提前对地层条件进行综合分析，因为其对地层有严格要求，需要穿透复杂地层直接下到硬质地层上，避免出现断、脱、下沉等事故。并且，套管下地时还需要换径钻进。

结语

综上所述，技术人员不仅需要对漏失层所具有的特性进行判断，以及对堵漏方法所具有的关联性进行不断研究，还需要对固化堵漏配方所使用的防冲蚀以及防收缩等工艺技术熟练掌握，以满足保障相关堵漏要求。同时，需要对强度较高的失水堵漏技术、化学堵漏技术等材料进行认真了解，对高效随钻防漏材料以及防漏冲洗液等性能特点很好把握，从而更好地提高地层的承压能力得。

参考文献

[1]马壮.地质钻探堵漏新技术的初步研究[J].建筑工程技术与设计，2017，（4）：254.

[2]苏海日，吴建坤.地质钻探堵漏技术及应用实践微探[J].江西建材，2016，（24）：211-212.

[3]张承飞.地质钻探堵漏新技术的应用及效果分析[J].低碳世界，2017，（32）：99-100.