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煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题探究

作者:张金刚 来源:科学与财富 202019期 时间:2020-11-19

摘要:随着煤田开采的不断进行,在进行地质钻探的过程中,如果遇到情况复杂的地质环境,会对钻孔施工带来一定的影响,出现漏失现象,需要进行及时的堵漏处理,来更好的保证整个...

  摘要:随着煤田开采的不断进行,在进行地质钻探的过程中,如果遇到情况复杂的地质环境,会对钻孔施工带来一定的影响,出现漏失现象,需要进行及时的堵漏处理,来更好的保证整个施工过程的稳定性和安全性。本文对煤田地质钻探中钻孔漏失的现象进行分析,并提出堵漏的措施。

  关键词:地质钻探;钻孔漏失;堵漏措施

  前言:

  煤炭资源的需求量在不断的增长,煤炭开采的效率也在不断的提升。在煤田地质钻探施工的过程中,造成钻孔漏失现象发生的原因既有主观因素,也有客观因素,要根据不同的漏失现象进行有针对性的堵漏处理,才能有效的保证地质钻探施工的安全性,更好的提升整个煤田开采的效率。

  一、煤田地质钻探中钻孔漏失的原因

  (一)主观原因

  在煤田地质钻探施工的过程中,由于主观原因造成的钻孔漏失现象比较复杂,冲洗液的选择、钻头的使用,冲洗方法的选择,钻进速度的控制以及各种具体的施工操作过程中,稍有失误,都会造成钻孔漏失现象的发生。另外,在进行钻孔施工的过程中,如果钻井液的液柱压力与地表层压力存在一定的差异,会出现裂缝的现象,而造成漏失现象的发生。尤其是在容易产生漏失现象的地层中,如果施工过程中钻速和钻压的控制不准确的话,更会很容易产生漏失现象。

  (二)客观原因

  客观原因造成的煤田地质钻探钻孔漏失现象,主要表现在煤田的地质情况和水文情况两个方面。首先,在地质情况的影响中,岩层中的孔隙,溶隙性环境,岩层的含水情况等都是造成漏失现象的主要原因。在不同的岩层环境中进行钻探施工,需要使用不同的方式进行具体的开展,一旦出现失误,对岩层的情况判断失误,或者对地下水的走向分析不准确,都会造成煤田在地质钻探的施工中出现钻孔漏失的现象,影响整个施工的顺利展开,严重的还会造成安全事故。

  二、煤田地质钻探中钻孔漏失的常见类型

  (一)渗透性漏失

  这种漏失现象主要发生在颗粒较粗的地层中,在这些地层中,由于岩层中的胶结性能较差,会很容易产生渗透漏失。比如在进行钻井施工的过程中,由于钻孔内的压力与地层的压力不平衡,钻井液在进行循环使用的过程中,由于压力的差异性造成了钻井液渗漏到地层中的现象发生,进而发生钻孔漏失的现象。在渗透性漏失现象发生后,钻井液的渗透过程中,会在地层的空隙中形成胶结的泥团。影响钻探施工的顺利进行。

  (二)裂隙性漏失

  在进行煤田地质钻探的过程中,施工的环境是复杂的,在一些天然形成的裂缝中,即使在这个钻探施工的过程中,钻井液的压力和地层压力之间的差异很小,也会很自然的发生裂隙性漏失现象。又或者是在一些溶洞性的施工环境中,也会很容易产生裂隙性的漏失,而且在这种漏失的过程中,漏失的速度会很快,造成的影响也更大,需要在进行施工的过程中格外注意,提前做好各种施工的准备工作,对岩层的属性进行正确的分析和判断,保证钻井液的充分准备。

  (三)压缩性漏失

  在进行煤田的地质钻探过程中,由于地层被压缩而形成的钻孔漏失现象也是常见的一种表现,这种现象的发生主要是由于钻孔内的压力很大,在达到一定程度的时候,超出了自身具备的抗张强度,在周围的挤压压力作用中,地层会被这种强大的压力挤压产生裂缝的现象,进行造成钻井液的渗入,产生钻孔的漏失现象。这种漏失现象的发生会对孔壁造成一定的影响,需要在施工的过程中进行注意,避免出现孔壁坍塌的安全事故。

  三、煤田地质钻探中钻孔漏失的堵漏方法

  煤田在地质钻探的过程中,针对发生的各种漏失现象采用的堵漏措施基本上有套管堵漏和浆液堵漏等两种形式,而浆液堵漏的使用最为实用,成本较低,效果突出。主要又分为以下三种具体的使用方法。

  (一)用水泥进行堵漏

  水泥堵漏方法的使用效果比较明显,而且由于水泥原材料的成本较低,堵漏的经济效益较好。使用泽中方法进行堵漏,可以根据水泥的实际凝结强度、时间进行必要的控制,根据不同的漏洞现象选择使用水泵灌注或者干粉投入等两种具体的办法进行堵漏操作。

  1.? 水泵灌注

  使用水泵将水泥直接灌注到发生漏失的位置,利用水泥的凝固作用

  进行堵漏效果的发挥。使用这种方法进行堵漏操作技术比较简单,使用成本较低,经常被使用在大面积发生渗漏的位置,并且不受钻孔深度的影响,在实际的使用过程中,应用较为普遍。这种堵漏方法在进行实际操作的过程中,要对水和灰的比例进行严格的控制,太稀的情况下会降低其作用的发挥,太稠的情况下会容易堵塞钻杆和水泵,影响其效果的发挥。

  2.? 干料投入

  这种堵漏方法的使用主要被运用在漏洞中有很多水存在的过程中,由于地下施工的环境各不相同,在产生钻孔漏洞的过程中,地下水的渗入或者施工的废水涌入,都会造成漏洞中存在很多的水这种现象发生,而在这种现象中,使用水泥浆进行堵漏的操作,水泥泥浆与水发生反应,产生稀释的效果,不仅影响水泥泥浆的凝固时间,还会影响其实用性能,降低凝固的效果。在这种情况下,可以根据实际的漏洞情况,选择一定的干料进行适当比例的配比,然后将这些干料投入,进行搅拌或者挤压的过程中,形成堵漏的效果。

  (二)用钻井液进行堵漏

  钻井液的堵漏操作也必将常见,在具体使用的过程中,主要是根据钻孔漏失的大小现象来进行不同方法的选择使用,而钻井液堵漏的方法主要表现在石灰乳泥浆堵漏、胶冻泥浆堵漏和絮凝浆液堵漏等三种。

  1.? 石灰乳泥浆的使用

  这种堵漏方法的使用,主要是将泥浆与熟石灰进行充分的融合,然后根据钻孔的大小,进行不同方式的泵入,进行堵漏操作。如果钻孔较小,可以直接进行泵入,如果钻孔较大,要先将融合后的泥浆灌入钻孔终,然后让其自行渗透,进而形成堵漏的效果。在实际的使用过程中,这种堵漏的方法主要适用于中型或者小型的钻孔漏失现象,并且堵漏的效果更为明显。

  2.? 胶冻泥浆的使用

  胶冻泥浆的使用,在进行堵漏的过程中,效果也很好。主要是使用粘度大于50S的泥浆与水或者熟石灰进行充分的搅拌,然后在搅拌的过程中胶乳适当比例的水玻璃物质,然后利用这些物质之间形成的胶冻效果进行堵漏效果的发挥。这种堵漏方法的使用与石灰乳泥浆的使用范围大致一致,要根据具体的施工环境进行选择。

  3.? 絮凝浆液的使用

  使用聚丙烯酰胺絮凝浆液进行钻孔堵漏的方法应用,主要是将HPAM按照0.1%的浓度与5%左右的锯末进行结合使用,将其与原浆进行融合,制作成聚丙烯酰胺絮凝浆液,并把这些制作成的浆液缓慢的灌注到发生漏失现象的钻孔中,在进行灌注之后,要间隔一定的时间之后,才能进行后续环节的操作,一般情况下,至少要间隔在16个小时以上,否则会影响到浆液的凝固效果,影响堵漏效果的发挥。

  (三)用化学浆液进行堵漏

  随着煤田钻孔堵漏技术的不断提升,在水泥和钻井液堵漏技术的应用之外,还形成了利用化学浆液进行堵漏的技术操作。在这种措施的实施过程中,采用化学物质形成的脲醛树脂浆液的方式进行堵漏操作,利用这种浆液在实际的操作过程中形成的一种保护壁作用,发挥出堵漏的效果。这种方法的使用需要较专业的技术,并且对使用的化学物质成本较高,在实际操作过程中应用较少,主要被使用在重要的钻孔漏失堵漏过程中。

  结语:

  综上所述,在煤田地质钻探的过程中,产生钻井漏失的现象并不少见,如果不能及时进行堵漏处理,将会产生重大的安全影响,根据当前施工过程中的技术水平,采用水泥、钻井液和化学浆液的方式进行堵漏处理,能发挥出最佳的应用效果,将漏失造成的问题减少,保障钻探施工作业的顺利进行。

  参考文献:

  [1] 闻家俊.煤田地质钻探中钻孔漏失与堵漏情况分析[J].科技风,2018(21):135.

  [2] 刘建标.煤田钻孔漏失孔段堵漏技术[J].西部探矿工程,2018,30(02):41-44.

  [3] 牛彥杰.煤田地质钻探中钻孔漏失与堵漏情况探讨[J].内蒙古煤炭经济,2017(20):56-57.

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