沖洗液在鉆探施工中的重要性

馬玉軍 榮忠良

1.遼寧省有色地質(zhì)局107隊，遼寧大連 116113；2.遼寧省有色地質(zhì)局103隊，遼寧丹東 118008

沖洗液在鉆探施工中的重要性

馬玉軍1榮忠良2

1.遼寧省有色地質(zhì)局107隊，遼寧大連 116113；2.遼寧省有色地質(zhì)局103隊，遼寧丹東 118008

對于金剛石繩索取心鉆進(jìn)而言，沖洗液的主要功能是冷卻鉆頭、排除和攜帶巖粉、保護(hù)孔壁、潤滑鉆具、傳遞孔底沖擊功等。要想使沖洗液達(dá)到我們需要的效果，在沖洗液的選擇，處理劑的使用、沖洗液的配置、日常的維護(hù)管理等方面都得做的很好才能使我們選用的沖洗液，達(dá)到我們預(yù)期的效果，提高鉆進(jìn)效率，降低鉆探成本。

1 沖洗液的種類

鉆探用的沖洗液的種類有多種，大致可分為以下幾種：按流體介質(zhì)：分為水基、油基、泡沫、氣體型、合成基鉆井液；按密度：分為非加重和加重鉆井液；按水化作用強弱：分為非抑制性和抑制性鉆井液；按固相：分為高、低、無固相鉆井液。目前金剛石繩索取心鉆進(jìn)廣泛采用的沖洗液多為水基沖洗液，以低固相和無固相為主。

2 沖洗液的制作工藝

在實際工程施工中，根據(jù)地層的情況和以往的施工經(jīng)驗對該地層相適應(yīng)的沖洗液進(jìn)行設(shè)計，對采用的沖洗液的處理劑進(jìn)行選配，特別是對于復(fù)雜地層鉆進(jìn)時沖洗液質(zhì)量的好壞對鉆進(jìn)的效果尤為重要。沖洗液的制作工藝具體應(yīng)該按照如下的步驟進(jìn)行。

2.1 首先應(yīng)根據(jù)地層情況選擇沖洗液和處理劑，并了解處理劑的性能；

2.2 確定沖洗液的性能參數(shù)，進(jìn)行室內(nèi)實驗確定固相和處理劑的用量，得出沖洗液的配方；

2.3 確定配制工藝，具體應(yīng)做到嚴(yán)格計量、分別溶解、依次加入、充分?jǐn)嚢?。并能夠做好記錄，以利于泥漿性能的調(diào)整。

3 沖洗液的維護(hù)

3.1 切實做好對返漿性能的測定

定時、定人對返漿性能進(jìn)行認(rèn)真的測定，使鉆井液的性能保持在最佳值。掌握鉆井液性能的細(xì)微變化對鉆進(jìn)工作的影響，并能及時地進(jìn)行維護(hù)和處理。

3.2 及時調(diào)整鉆井液性能和新液的補充

發(fā)現(xiàn)鉆井液或施工地層發(fā)生變化，應(yīng)根據(jù)變化情況及時調(diào)整鉆井液性能或配制新液替換或者補充，以滿足鉆進(jìn)施工的需要。

3.3 預(yù)防、解決地層特性對鉆井液的侵害

預(yù)防、解決地層特性對鉆井液的侵害，是鉆井液維護(hù)的一個重要措施。對地層中的鈣、鎂、鹽等對鉆井液的侵害，采取相應(yīng)的預(yù)防措施和解決方法。

3.4 防止自然條件和人為因素對鉆井液的損害

自然條件：如地表含泥沙水流、室外溫度等。人為因素：如意外加入、無知加入。

3.5 認(rèn)真、及時對有害固相進(jìn)行清除

認(rèn)真、及時清除有害固相，是保障鉆井液性能穩(wěn)定的一個積極措施。使鉆井液保持較低固相或設(shè)定比重，防止因固相偏高或偏低而造成各種施工困難和井下事故的發(fā)生。

4 沖洗液在工程施工的應(yīng)用

4.1 河南省盧氏縣夜長評鉬礦屬于矽卡巖型礦床，礦床產(chǎn)于花崗巖、花崗閃長巖、斜長花崗巖等巖體與石灰?guī)r的接觸帶及其附近的圍巖中。在孔深600米以上的巖石，由于巖石的風(fēng)化蝕變的程度較強，鉆進(jìn)的過程中在鉆桿轉(zhuǎn)動的作用下，孔壁的巖石顆粒脫落的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，這樣就嚴(yán)重的影響鉆進(jìn)的效率，有的程控都很困難，甚至出現(xiàn)了鉆孔報廢的現(xiàn)象。針對這種情況，我們采取了相應(yīng)的措施，配置了有針對性較強的PAB無固相沖洗液。沖洗液的主要成分有清水、PA粉2%、PB粉0.2%組成。

配制方法如下：首先PA粉按照5%比例將PA粉配制成的5%PA水溶液（配制水溶液的過程為將PA干粉按照5%比例加入水中攪拌24小時）；PB粉按照1.5%比例將PB粉配制成1.5%PB水溶液（配制水溶液的過程為將PB干粉按照1.5%比例加入水中攪拌24小時）。然后，在預(yù)先放好的清水中加入24%的5%PA水溶液充分?jǐn)嚢杈鶆颍s需要10～20分鐘），在加入13.3%的1.5%PB水溶液充分?jǐn)嚢杈鶆颍s需要10～20分鐘）。

配制好沖洗液的性能如下：漏斗粘度24S，表觀粘度8mPa·S，失水量中壓（0.7MPa）9ml/30分鐘。

在施工過程中，沖洗液的性能始終保持的比較穩(wěn)定，鉆進(jìn)基本上正常進(jìn)行，巖粉的脫落情況得到了控制，每回次孔底的巖粉量只有很小的一點?？墒窃谑┕K1202鉆孔時，由于工人操作的原因，沖洗液的性能得不到保證，時好時壞，嚴(yán)重時候孔底的巖粉達(dá)到4～5米，一度使得鉆進(jìn)不能正常進(jìn)行，重新調(diào)整沖洗液性能，經(jīng)過20幾個小時的調(diào)整和掃孔工作，才使得鉆進(jìn)正常進(jìn)行。

4.2 遼寧朝陽康杖子礦區(qū)施工時，由于地層漏失比較嚴(yán)重，局部還有坍塌的現(xiàn)象存在，采用PAB沖洗液一年內(nèi)成功完成了近千米的鉆孔5個；在這之前的幾次施工中每年最多只能完成1個鉆孔。

4.3 黑龍江七臺河北興農(nóng)場煤田勘探設(shè)計孔深1200m，直孔，分級鉆進(jìn)。要求終孔直徑80mm，巖心采取率90%以上，礦心采取率95%以上。地層構(gòu)造巖性大體如下：0～11m，沖積層；11m～245m，玄武巖層，致密，有氣孔，漏失現(xiàn)象嚴(yán)重；245m～1000.66m，砂巖、泥巖、頁巖互層，砂巖中粗砂、含水大，頁巖、泥巖水敏性強，極易坍塌、縮徑。該井地層特別復(fù)雜，地層上部與下部巖性差別大，且軟硬巖層互生。硬層破碎易坍塌，軟層松散易水敏。并伴有涌水和漏失。采取膠結(jié)性防塌和強抑制性護(hù)壁及中密度壓涌方式，加強防涌和防漏的預(yù)防。因此，采用低固相沖洗液，即：清水+膨潤土+多效天然植物膠SD-1+KP共聚物+聚乙烯醇+硅酸鈉+CMC+KCl+多效堵漏劑(隨鉆型)

沖洗液性能參數(shù)：粘度23s，密度1.12g/cm3濾失量10ml/30nim，PH值9，泥餅厚度0.8mm。

嚴(yán)格按照鉆井液配制工藝要求操作。即“嚴(yán)格計量、分別溶解、依次加入、性能調(diào)整、充分?jǐn)嚢琛?。記錄、總結(jié)，為后續(xù)工作打好基礎(chǔ)。

采用這種低固相泥漿作為沖洗液，每個班次至少簡單的測量一次泥漿的性能，發(fā)現(xiàn)性能改變及時調(diào)整，保證鉆進(jìn)的正常，中途也出現(xiàn)泥漿變化很大的情況，造成鉆進(jìn)終止，無法進(jìn)行下去，這時強迫重新調(diào)整泥漿，每次調(diào)整都得用去10幾個小時，孔深時達(dá)到20多個小時。一時的疏忽給工程造成極大地?fù)p失，這種泥漿管理的松懈嚴(yán)重時還會造成孔內(nèi)事故，甚至費孔。

5 結(jié)語

通過兩年多的鉆探施工中沖洗液應(yīng)用實踐證明，優(yōu)質(zhì)的沖洗液配方和良好的沖洗液維護(hù)和管理在鉆探施工過程中起到了節(jié)能增效的作用，提高了工程質(zhì)量。工人勞動強度、井內(nèi)事故率和鉆井液成本均有所下降，效率和效益明顯增加。

10.3969/j.issn.1001-8972.2013.06.028