孫和偉，高磊，張文勁

（吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○五隊(duì)，吉林延邊133000）

復(fù)雜地層巖心鉆探綜合治理技術(shù)

孫和偉，高磊，張文勁

（吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○五隊(duì)，吉林延邊133000）

本文主要對(duì)復(fù)雜地層巖心鉆探工作的影響因素和綜合治理技術(shù)進(jìn)行介紹，并對(duì)可能影響復(fù)雜地層巖心鉆探工作的因素進(jìn)行了分析。

復(fù)雜地層；巖心鉆探；綜合治理技術(shù)

1 復(fù)雜地層巖心鉆探工作的影響因素

1.1 鉆探設(shè)備的影響

在進(jìn)行復(fù)雜地層巖心鉆探時(shí)，有許多因素會(huì)影響巖心鉆探工作的質(zhì)量和進(jìn)度，在這些影響因素中，鉆探設(shè)備對(duì)復(fù)雜地層巖心鉆探的影響最大。巖心鉆探時(shí)，對(duì)于不同的地層結(jié)構(gòu)要采用不同強(qiáng)度的鉆探設(shè)備。目前，我國(guó)大部分進(jìn)行巖心鉆探工作的施工隊(duì)伍在鉆探時(shí)使用的鉆探設(shè)備都是立軸式的鉆孔機(jī)。立軸式鉆孔機(jī)的成本相對(duì)較低，且便于攜帶，對(duì)于長(zhǎng)期在野外礦井施工的隊(duì)伍來(lái)說(shuō)，非常實(shí)用。立軸式鉆孔機(jī)在使用時(shí)有明顯的弊端，鉆孔取芯的成功率較低，不能滿足人們對(duì)鉆孔取芯效率的要求。由于立軸式鉆孔機(jī)的動(dòng)力部分設(shè)計(jì)是采用機(jī)械振動(dòng)原理，因此，在立軸式鉆孔機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的作用力，一旦地層的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，就會(huì)發(fā)生地層斷裂或者坍塌事故，對(duì)施工人員的人身安全造成很大的威脅，而且?guī)r心鉆探的成功率也不高，所以，鉆探設(shè)備對(duì)于復(fù)雜地層巖心鉆探工作的影響較大，只有加強(qiáng)對(duì)鉆探設(shè)備的研究，提高鉆探設(shè)備的成功率，才能更好的促進(jìn)復(fù)雜地層巖心鉆探工作的進(jìn)行。

1.2 沖洗液的影響

在進(jìn)行巖心鉆探工作時(shí)，要用大量的沖洗液將巖心周?chē)膸r屑沖洗掉，方便巖心的鉆探，但是，由于復(fù)雜地層的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以，普通的沖洗液不能應(yīng)用到復(fù)雜地層中，因此，沖洗液也成為影響復(fù)雜地層巖心鉆探工作質(zhì)量的重要因素之一。在巖心鉆探工作中，使用沖洗液最主要的作用就是保護(hù)孔壁，使其不致發(fā)生坍塌。由于復(fù)雜地層的結(jié)構(gòu)相對(duì)于普通地層更為復(fù)雜多變，在復(fù)雜地層巖心鉆探時(shí)使用普通的沖洗液，不僅不能起到保護(hù)孔壁的作用，還會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜地層出現(xiàn)坍塌或者膨脹，影響鉆孔取芯的成功率。為了避免以上情況的發(fā)生，研究者們研究出了更為適合復(fù)雜地層巖心鉆探的泥漿沖洗液和無(wú)固相沖洗液，這兩種沖洗液與普通的沖洗液在組成成分上有很大的區(qū)別，這兩種沖洗液中含水量更少，因此，在使用時(shí)不會(huì)導(dǎo)致地層膨脹或者坍塌，經(jīng)過(guò)多次的研究實(shí)驗(yàn)表明，泥漿沖洗液和無(wú)固相沖洗液對(duì)于孔壁的腐蝕程度更小，從而大大提高鉆孔取芯的成功率。

2 復(fù)雜地層巖心鉆探綜合治理技術(shù)

2.1 注重地質(zhì)因素對(duì)工藝選擇的影響

在巖心鉆探工作開(kāi)始之前，施工隊(duì)伍需要對(duì)施工地點(diǎn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多次分析，一旦確定為復(fù)雜地層時(shí)，更需要進(jìn)行多次的勘探，并根據(jù)勘探結(jié)果估測(cè)形成復(fù)雜地層的原因，再根據(jù)具體的分析結(jié)果，采取適當(dāng)?shù)你@探技術(shù)。復(fù)雜地層的形成原因是多種多樣的，每一種原因都會(huì)導(dǎo)致地層情況的不同，只有徹底的掌握復(fù)雜地層的形成原因，并分析地層的具體情況，才能夠采取更好的措施，避免孔內(nèi)事故，降低成本，提高鉆效。目前我國(guó)存在最多的復(fù)雜地層就是力學(xué)不穩(wěn)定巖層和水敏性地層，這兩種地層結(jié)構(gòu)都會(huì)導(dǎo)致鉆孔取芯時(shí)出現(xiàn)孔壁不穩(wěn)定情況，因此，在對(duì)巖心鉆探之前，需要判斷該地層屬于哪一種地層，再選擇恰當(dāng)?shù)拇胧?，提高孔壁的穩(wěn)定性，避免孔壁坍塌，從而影響鉆孔取芯的成功率。對(duì)于力學(xué)不穩(wěn)定巖層，由于其巖層較為松散，因此，鉆孔取芯時(shí)可以采用泥漿沖洗液，提高孔壁的穩(wěn)定性，避免孔壁坍塌。而對(duì)于水敏性地層來(lái)說(shuō)，對(duì)沖洗液中的含水量要求較高，只有采用低失水、高礦化度、適當(dāng)比重和黏度都適當(dāng)?shù)臎_洗液，才能更好的提高鉆孔取芯的成功率［1］。

2.2 復(fù)雜地層護(hù)壁技術(shù)

復(fù)雜地層巖心鉆探綜合治理技術(shù)中的重要組成部分就是復(fù)雜地層護(hù)壁技術(shù)，由于復(fù)雜地層的結(jié)構(gòu)都比較松散，容易出現(xiàn)坍塌事故，因此，可以在進(jìn)行巖心鉆探時(shí)，在復(fù)雜地層的孔壁上附著一層泥漿，利用泥漿的聚合力和黏性，將松散的地層黏合在一起，當(dāng)前，在普通地層巖心鉆探中使用的泥漿沖洗液不符合復(fù)雜地層的需求，因此，研究人員研發(fā)了一種新型的低固相泥漿。這種新型的低固相泥漿沖洗液中加入了植物膠，使得其黏度有了很大的提高，新型泥漿表觀黏度比較高，即使采用較小的泵量，排粉的能力也很強(qiáng)。加入植物膠后的泥漿是一種黏彈性液體，這種黏彈性膠體在孔壁和巖芯的表面及一定深度的表層具有膠結(jié)作用和黏彈性強(qiáng)度，在一定程度上可抵抗鉆具的振動(dòng)破壞和地表其他外力的破壞。而普通細(xì)分散泥漿產(chǎn)生的泥皮是黏塑性體，膠體很少，大多是固體顆粒，護(hù)壁效果差。一旦鉆具開(kāi)始工作后，會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，普通的泥漿沖洗液不能抵抗這種振動(dòng)，低固相泥漿卻能夠憑借其超強(qiáng)的黏度保護(hù)孔壁不受外力的影響，對(duì)于提高復(fù)雜地層巖心鉆探的成功率有重要的作用［2］。

3 結(jié)語(yǔ)

復(fù)雜地層巖心鉆探的難度較大，如果不采取綜合治理技術(shù)對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù)，容易導(dǎo)致孔壁坍塌或者膨脹，影響鉆孔取芯的成功率。因此，復(fù)雜地層巖心鉆探綜合治理技術(shù)對(duì)于提高鉆孔取芯的成功率有重要的意義。

［1］任亮.煤田地質(zhì)鉆孔各地層段相應(yīng)技術(shù)措施討論［C］//安全高效煤礦地質(zhì)保障技術(shù)及應(yīng)用——中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)煤田地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)煤炭工業(yè)勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)水害防治專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)文集，2013.

［2］宮述林，趙光貞，欒元滇，等.復(fù)雜地層的普通電阻率測(cè)井響應(yīng)快速模擬［C］//2014年中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十五屆年會(huì)論文集，2014.

Comprehensive Control Technology of Complex Formation Core Drilling

SUNHe-wei,GAOLei,ZHANGWen-jin
(Jilin Province Nonferrous Metal Geological Exploration Bureau of605 team,six,Yanbian 133000,China)

In this paper,the influence factors and comprehensive control technology ofthe core drilling in complex formation are introduced,and the factors that mayaffect the core drillingin complexformation are analyzed.

Complexformation;Core drilling;Comprehensive control technology

P634.5

B

1674-8646（2015）08-0014-01

2015-05-16