淺談護(hù)壁堵漏工藝在某探礦孔中的應(yīng)用

1 鉆孔施工區(qū)域地質(zhì)特征

鉆孔施工礦區(qū)位于下?lián)P子準(zhǔn)地臺下?lián)P子臺坳，沿江拱斷褶帶某凹斷褶束內(nèi)。區(qū)內(nèi)地層自下而上有三疊系下統(tǒng)南陵湖組、中統(tǒng)月山組及銅頭尖組，上統(tǒng)拉犁尖組與下侏羅統(tǒng)磨山組。發(fā)育的巖漿巖，主要為燕山期月山閃長巖體，此外，煌斑巖脈也相當(dāng)發(fā)育，發(fā)育的脈巖則以中基性巖脈為主。

鉆孔施工位置位于百子山倒轉(zhuǎn)背斜北部傾伏端東側(cè)，月山巖體東枝接觸帶，構(gòu)造基本為單斜層，地層走向北西～南東，傾向北東，傾角中等～平緩。由于受東西向壓力影響，地層頻繁褶皺，構(gòu)成一個復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜。該背斜西翼，月山巖體東枝前緣部分沿巖層界面貫入至核部附近，造成中上三疊統(tǒng)地層相互脫開，東翼深部存在一北西向斷裂構(gòu)造，巖體沿此構(gòu)造侵入。同時，礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，共有六條較大的斷層。

2 可能出現(xiàn)的漏失類型及原因分析

綜合考慮鉆孔施工區(qū)域地質(zhì)特征和計劃投入的設(shè)備、采用的工藝等因素，判斷鉆孔施工所遇巖層存在破碎、裂隙發(fā)育等，可能會出現(xiàn)四種類型的漏失：

2.1 滲透性漏失

主要發(fā)生在滲透性良好、孔隙度大的地層中，擁有較粗的地層巖石顆粒，顆粒之間沒有膠結(jié)或膠結(jié)狀態(tài)不佳。主要漏失原因是孔內(nèi)壓力不平衡，鉆井液的循環(huán)當(dāng)量密度超過了地層壓力系數(shù)，鉆進(jìn)鉆井液被壓入孔壁地層。主要集中在和龍山組、殷坑組和大隆組內(nèi)，表現(xiàn)為鉆井液漏失量不大，孔口返出的鉆井液小于泵入鉆井液，鉆井液池的鉆井液液面緩慢下降，且出現(xiàn)漏失情況后會一直持續(xù)，直至鉆井液中的固相顆粒順漏失流入孔隙通道，將其堵塞才會停止。

一是政府督導(dǎo)，確保項目順利推進(jìn)。為確保全縣所有易地扶貧搬遷項目在時間節(jié)點內(nèi)按時完工，達(dá)到基本入住條件，確保搬遷對象按時搬遷入住，由紀(jì)檢、財政、扶貧等單位為成員的縣聯(lián)席辦通過下發(fā)縣長督辦令、分級約談等方式，層層明確責(zé)任。在保安全、保質(zhì)量的前提下，督促施工單位采取增加機械設(shè)備、增加勞務(wù)人員、加強施工單位內(nèi)部管理、加班加點等有效措施，全面加快項目工程建設(shè)；加強對進(jìn)度緩慢施工單位的督導(dǎo)，對施工進(jìn)度要求每日一報，全面推進(jìn)項目建設(shè)。與此同時，按照一邊建設(shè)一邊搬遷的原則及時組織對象搬遷入住，竣工一個安置點，入住一個安置點。

左小龍進(jìn)門先看見了楊臣剛的大臉，而且仿佛是把照片貼在圓桌上裁出來的一般圓，這張臉足有兩米乘兩米那么大，這張大臉就確定了這個包房的功能發(fā)生了變化，不能再以吃飯為主了。在楊臣剛的旁邊是龐龍的臉，這兩大至尊的唯一區(qū)別就是龐龍的臉是兩米乘以一米九。旁邊散落了不少臉，他們的臉的大小仿佛是根據(jù)手機彩鈴的下載率來決定的，這些臉都沒有身體依附，直勾勾看著進(jìn)房間的每一個人。

2.2 裂縫性漏失

主要發(fā)生在斷層、破碎帶、地層不整合面以及巖體侵入地層等，漏失通道為巖石孔隙洞穴和大裂縫。主要集中在和龍山組、大隆組和龍?zhí)督M，隨時可能發(fā)生，主要表現(xiàn)為孔口不返漿或少量返漿，鉆井液池內(nèi)鉆井液液面下降迅速，鉆進(jìn)阻力增大，孔內(nèi)表現(xiàn)異常等。

2.3 溶洞漏失

常常出現(xiàn)在大理巖、石灰?guī)r等地層中，漏失通道為地層溶洞，可能發(fā)生在和龍山組、大隆組和棲霞組內(nèi)。主要表現(xiàn)為突然發(fā)生，鉆孔鉆井液有進(jìn)無出，鉆井液池內(nèi)鉆井液急劇減少，甚至超過了鉆井液配置的速度，需要停機等待鉆井液的配置，對正常的鉆進(jìn)施工影響嚴(yán)重。

2.4 人為因素引起的漏失

擬定專項操作規(guī)程，嚴(yán)格控制上下鉆和下入套管的速度，以及泥漿泵的開泵速度，避免造成孔內(nèi)壓力激動而引發(fā)孔內(nèi)漏失。

隨著國際社會對中國維和貢獻(xiàn)的需求和肯定不斷增加，中國參與維和行動也將面臨更大挑戰(zhàn)。我們應(yīng)以更加務(wù)實和積極的姿態(tài)，以符合國家外交政策和國家利益的方式在多個方面做出努力，以使我們的維和行動在未來更加富有建設(shè)性。

（1）遇水膨脹型，包括鋸木屑、干海帶等材料，遇水能夠產(chǎn)生一定程度的膨脹，如果能夠?qū)崿F(xiàn)及時進(jìn)入漏失通道后開始吸水膨脹，則能夠達(dá)到非常好的堵漏效果。

（3）根據(jù)需要下入套管時，下放速度過快，造成壓力激動破壞平衡，引發(fā)地層破裂從而造成漏失。

我們判斷漏失的嚴(yán)重程度主要是依據(jù)孔口返水量的大小和泥漿池液面的變化情況。當(dāng)孔口返水正常，能有效攜帶巖粉上返，僅需在清理循環(huán)槽后再加入新鮮鉆井液，基本視為不漏失，不對鉆井液成分和循環(huán)參數(shù)作出大量調(diào)整。當(dāng)鉆井液完成2～3個循環(huán)，需要加入0.3m

～0.5m

的新鮮鉆井液時，基本判斷為滲透性漏失，孔壁巖石有一定的孔隙度，但漏失通道不是太大，及時處理可有效減輕漏失程度。這種情況主要采用稠漿靜止法：提鉆后，從鉆井液循環(huán)槽內(nèi)撈取少量巖粉，保留其流動性從孔口倒入，視漏失程度嚴(yán)重與否靜置8～36小時，配合孔內(nèi)存余鉆井液及其所含固相沉淀物，在隨鉆井液漏失過程中進(jìn)入孔壁裂隙，對漏失通道進(jìn)行封堵，達(dá)到堵漏效果。

3 制定漏失預(yù)防措施

在該探礦孔的施工中，從開孔即出現(xiàn)鉆井液漏失情況，在施工至孔深1400m左右的過程中，全孔漏漿。后期漏失情況雖然有所緩解，但仍時常出現(xiàn)孔內(nèi)液面急劇下降的強漏失情況。根據(jù)漏失發(fā)生的類型、原因分析及其嚴(yán)重程度，我們采用了多種方法積極應(yīng)對，有效開展了護(hù)壁堵漏工作，保證鉆孔順利閉孔。

選擇適宜的井身結(jié)構(gòu)，設(shè)計合理的套管級配和套管鞋坐放位置，有效穿過漏失易發(fā)地層。鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1：

如鉆孔漏失位置和判斷位置有較大誤差，再重新調(diào)整套管鞋坐放位置，盡量以較少的套管層數(shù)降低鉆井液漏失程度，減弱鉆孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。

（1）配置的鉆井液密度過高，孔內(nèi)液柱壓力超過了地層壓力，引起地層破裂，從而造成漏失。

選用適當(dāng)?shù)你@井液密度，合理匹配地層壓力，并根據(jù)漏失情況及時調(diào)整鉆井液密度。設(shè)計采用不分散低固相鉆井液，基本材料為優(yōu)質(zhì)膨潤土，基漿失水量在40ml/h以下，比重1.03～1.10，粘度18s～25s，泥餅厚度0.5mm～1.0mm，含沙量＜4%，PH值7～10。

近代典型文學(xué)事件闡論——以柳亞子《分湖舊隱圖》征集題詠為例……………………………………羅時進(jìn)（143）

使用好鉆井液固控設(shè)備，維護(hù)鉆井液的性能，特別是鉆井液的流變性，嚴(yán)格防止鉆井液的靜切力過高。

主要是指工人操作失誤和鉆井液流變性變化等，具體有以下集中情況：

訊問筆錄通常是由監(jiān)察機關(guān)調(diào)查人員制作，內(nèi)容通常是一問一答的記錄雙方的語言，筆錄制作本身可能帶有傾向性，訊問筆錄不能完全真實地反映訊問過程中發(fā)生的情況；此外，被調(diào)查人的傷痕也并不意味著他一定受到了刑訊逼供，造成傷痕的可能性很多，比如打架斗毆，甚至不排除被調(diào)查人以自傷的方式來誣陷調(diào)查人員，況且非法取證手段多樣，并不一定會在身體上留下痕跡，若是采取精神摧殘或者惡劣訊問環(huán)境的方式，很難證明當(dāng)時的真實情況。錄音錄像不僅可以反映訊問時雙方的問答，還可以記錄當(dāng)時所發(fā)生的一切情況，可以起到證明是否有非法取證行為的作用。

在鉆入可能發(fā)生鉆井液漏失的地層前，對鉆井液配置成分進(jìn)行調(diào)整，加入堵漏材料，及時對滲透性漏失和部分裂縫性漏失進(jìn)行預(yù)防，避免鉆井液在漏失流動過程中，對裂隙造成沖刷，擴(kuò)大漏失通道，引起更嚴(yán)重的漏失出現(xiàn)。

4 可應(yīng)用的護(hù)壁堵漏方法

在鉆進(jìn)鉆孔所在礦區(qū)復(fù)雜地層的過程中，鉆井液的漏失不僅會造成原材料不同程度的流失，增加工程施工成本。更主要的是會改變孔內(nèi)平衡狀態(tài)和鉆井液的性能，使其難以發(fā)揮出應(yīng)有的作用，引起鉆進(jìn)困難，鉆速下降等問題，嚴(yán)重的會造成孔壁坍塌以致發(fā)生卡鉆、埋鉆等孔內(nèi)事故，甚至直接導(dǎo)致鉆孔報廢。因此，面對不同程度的漏失情況應(yīng)采用合適的護(hù)壁堵漏工藝，各種護(hù)壁堵漏方法及其適用范圍如表1所示。

5 護(hù)壁堵漏的實際應(yīng)用及效果

依據(jù)可能出現(xiàn)的漏失類型情況，堅持預(yù)防為主的方針，盡量避免人為因素引起漏失，提前制定了以下幾項措施，有針對性的開展漏失預(yù)防工作：

5.1 稠漿靜止

（4）配置的鉆井液切力偏大，特別是靜切力過高，在打開鉆井液泵的一瞬間容易引起瞬時壓力激動，破壞孔內(nèi)壓力平衡，造成漏失。

這種方法的優(yōu)點是基本不需要額外付出材料成本，對鉆井液的性能參數(shù)影響及其細(xì)微，安全性較高，合理使用一般不會造成孔內(nèi)事故。但缺點也較為明顯，適用范圍極其有限，僅適用于輕微滲透性漏失，即漏失通道細(xì)微，鉆井液固相成分在通道內(nèi)流動性較弱，能夠?qū)νǖ肋M(jìn)行堵塞。在遇有裂隙或孔隙度較大的漏失時，堵漏效果不明顯，即使采用該方法達(dá)到了一定的堵漏效果，在后續(xù)鉆進(jìn)過程中也有可能重新打通通道，堵漏效果難以長時間保持。

圖2為完整檢定法所采用的野外檢定場地。T1、T2、T3為目標(biāo)點，S1、S2、S3為儀器站，相鄰目標(biāo)點之間的距離約為60 m，儀器站至最近目標(biāo)點的距離為5 ～10 m，目標(biāo)點之間具有明顯的高差。

5.2 加入惰性材料的鉆井液

當(dāng)根據(jù)鉆井液表現(xiàn)情況判斷孔內(nèi)發(fā)生了裂縫性漏失或較為嚴(yán)重的滲透性漏失時，我們主要采用在鉆井液中加入惰性材料，對漏失通道進(jìn)行封堵，這些惰性材料均不會對泥漿的性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。依據(jù)漏失的嚴(yán)重程度和對漏失通道大小的判斷，分別加入過鋸木屑、紗頭、麻線、小麥殼、瓜子殼、麥秸稈、黃豆、花生殼、干海帶等惰性材料。這些材料主要分為三中類型：

（2）起下鉆時速度過快，造成孔內(nèi)壓力激動，破壞了孔內(nèi)壓力平衡狀態(tài)，引發(fā)地層破裂從而造成漏失。

該拉桿結(jié)構(gòu)中間螺紋桿不適合粘貼應(yīng)變計；耳環(huán)套筒螺紋段與螺紋桿相對位置不固定，受載時套筒傳力路徑不固定。此外，受尺寸和結(jié)構(gòu)限制，5號、6號點受尺寸限制，無法進(jìn)行應(yīng)變電橋改裝工作。因此，適合粘貼應(yīng)變片的位置為1號—4號點，其中1號和2號點位于套筒實心區(qū)域，位置對稱，3號和4號點分別位于腹板的正面與反面，位置對稱。

（2）外緣不規(guī)則型，包括瓜子殼、花生殼等材料，當(dāng)其隨鉆井液進(jìn)入漏失通道后，一旦發(fā)生翻滾，則極易在通道狹窄處卡住，進(jìn)一步縮小流動通道，同時阻礙其他堵漏材料的流動，加強堵漏效果。

（3）纏繞型，包括紗頭、麻線等線狀物，這類材料除了能對細(xì)微縫隙進(jìn)行封堵，還能與其他堵漏材料發(fā)生纏繞，增大惰性材料體量，擴(kuò)大可處理漏失通道的范圍。

例如在該孔鉆進(jìn)至850m處時，孔口間歇性返水，漏失情況較為嚴(yán)重。施工單位及時用鋸木屑、黃豆和紗頭配合鉆井液循環(huán)進(jìn)行堵漏，處理效果不甚明顯，判斷該處的巖層縫隙較大，堵漏材料均已流失。因此及時換用麻線、瓜子殼、黃豆和鋸木屑再次進(jìn)行堵漏，將麻線撕扯成鳥窩狀，包裹瓜子殼和黃豆投入孔內(nèi)，靜置一段時間等待材料下沉后，再投入鋸木屑，繼續(xù)靜置。最后再泵入鉆井液，孔口返水量明顯增大，取得了良好的堵漏效果。

5.3 聚丙烯酰胺鉆井液

聚丙烯酰胺（PAM）是鉆探護(hù)壁堵漏工作中較為常用的一種鉆井液材料，同時與之配合使用的還有膨潤土、隨鉆801、803堵漏劑、鈉羧甲基纖維素（CMC）等。在該孔的施工中，聚丙烯酰胺鉆井液主要用于護(hù)壁工作，應(yīng)用與絕大部分施工過程。當(dāng)鉆井液不漏失或有輕微漏失不影響正常鉆進(jìn)時，主要鉆井液配置為：0.4m3清水+10～20kg膨潤土+120～200gPAM，鉆井液粘度21s左右，護(hù)壁效果較好，可保持孔壁的穩(wěn)定及潤滑。在鉆井液發(fā)生漏失情況時，鉆井液配置作相應(yīng)改變：0.4m3清水+10～20kg膨潤土+10kg801（或803）堵漏劑+600～1200g純堿+400～500gCMC+120～400gPAM，鉆井液粘度17s左右，此鉆井液配比適用于滲透性或較小縫隙性漏失，堵漏效果十分顯著，其所形成的泥皮可持續(xù)堵漏。

5.4 普通水鉆井液

面對裂縫性或溶洞性漏失，普通鉆井液無法奏效，就可以使用水鉆井液來堵住裂隙或溶洞進(jìn)行堵漏。例如在該孔施工中，在鉆進(jìn)至660m處時進(jìn)尺突然變快，泥漿泵泵壓降為0且孔口不返水，上管后巖心管內(nèi)無巖心，可以判斷出遇到了溶洞或巖層裂隙，普通堵漏方法難以達(dá)到效果。基于此情況，我們按照質(zhì)量比為水：水泥：食鹽：三乙醇胺=46：100：1：0.03的比例配制了水鉆井液（如圖2）并注入漏失層，靜置24小時后等待水泥凝固后再次鉆進(jìn)，孔口返水量大，泥漿泵泵壓明顯，表明固化的水泥已將溶洞或巖層裂隙完全堵住，堵漏效果很好。

（2）微量物質(zhì)示蹤劑具有安全環(huán)保、成分穩(wěn)定、成本低、檢測精度高等優(yōu)點，將成為油田示蹤劑未來的主要研發(fā)和應(yīng)用方向。

5.5 粘土球

在遇到普通鉆井液堵漏無效且不需要灌注水鉆井液堵漏時，向孔內(nèi)投入粘土球是最為經(jīng)濟(jì)和有效的堵漏方法。該孔在870m左右遇嚴(yán)重漏失情況，我們用粘土和水泥混合制成大小不一的泥球并用塑料薄膜包裹，按順序依照固定的時間間隔投入孔內(nèi)，再下入炮彈鉆頭將其壓實進(jìn)入裂隙，靜置24小時候再次鉆進(jìn)，孔口返水正常，表明粘土球在處理此類漏失時非常有效。

（4）我們將向“一帶一路”沿線發(fā)展中國家提供20億元人民幣緊急糧食援助，向南南合作援助基金增資10億美元，在沿線國家實施100個“幸福家園”、100個“愛心助困”、100個“康復(fù)助醫(yī)”等項目。我們將向有關(guān)國際組織提供10億美元落實一批惠及沿線國家的合作項目。

5.6 下套管

在孔內(nèi)下入套管作為最可靠、強度最大的護(hù)壁堵漏工藝，在各類復(fù)雜地層的鉆進(jìn)中應(yīng)用非常廣泛。該孔由于地層復(fù)雜程度高，超出了施工設(shè)計時的預(yù)期，因此在實際施工中，根據(jù)實際需要及時調(diào)整了套管級配和套管鞋坐放位置，Φ146mm套管自孔口下至45.60m，Φ127mm套管自孔口下入76.79m，Φ108mm套管自孔口下至164.10m，Φ89mm套管自孔口下至925.80m，并在1647m至1697m的位置下入了30m的Φ73mm飛管，總計下入了4層套管和1層飛管，有效改善了鉆井液的漏失情況。

6 結(jié)語

護(hù)壁堵漏一直以來都是鉆探工作中不可避免的話題，面對不同的漏失情況選用合適的護(hù)壁堵漏方法尤為重要。但是，每種護(hù)壁堵漏工藝都不是孤立的、單一的，往往需要將多種工藝配合在一起使用才能達(dá)到最佳的效果。因此根據(jù)不同的地層情況靈活合理的運用多種護(hù)壁堵漏工藝，才能更好的解決復(fù)雜地層給我們的探礦工作帶來的種種困難。同時，我們也不能自滿于已掌握的護(hù)壁堵漏工藝，不斷分析，不斷探索和實驗新的工藝才能讓我們的探礦技術(shù)不斷進(jìn)步，無懼將來探礦工作所面臨的困難和挑戰(zhàn)。

[1]李維貞．淺談復(fù)雜地層鉆進(jìn)中護(hù)壁與堵漏方法的應(yīng)用[J]．西部探礦工程 ：2004,7：131-132．

[2]安徽銅都銅業(yè)股份有限公司．安徽省銅陵市安慶銅礦接替資源勘查項目鉆探施工設(shè)計[M]．安徽：安徽銅都銅業(yè)股份有限公司，2007．

[3]胡郁樂,張紹和等．鉆探事故預(yù)防及處理知識問答[M]．長沙：中南大學(xué)出版社,2010．

[4]湯鳳林,段隆臣等．巖心鉆探學(xué)[M]．武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社,2009．