奎 中， 黃晟輝

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所,四川 成都 611734； 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)中心,四川 成都 611734)

1 概述

隨著世界能源消費(fèi)的不斷攀升，包括頁(yè)巖氣在內(nèi)的非常規(guī)能源越來(lái)越受到重視。美國(guó)和加拿大等國(guó)已實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)性開(kāi)發(fā)。我國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力大，2011年，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)頁(yè)巖氣為新的獨(dú)立礦種，為我國(guó)第172種礦產(chǎn)。可以預(yù)見(jiàn)，通過(guò)不斷探索和實(shí)踐，我國(guó)的頁(yè)巖氣定將迎來(lái)爆發(fā)式的增長(zhǎng)。

2018年1月14日，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)探礦工藝研究所)承擔(dān)的中揚(yáng)子地區(qū)古生界頁(yè)巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查湘永地1井按地質(zhì)要求順利完成鉆探、錄井及測(cè)井工作，完鉆井深2224.69 m，完鉆口徑96 mm，全孔平均巖心采取率98.80%，最大井斜為4.3°，在孔底2201 m處，閉合位移為24.28 m，平均井徑擴(kuò)大率為4.83%，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿(mǎn)足地質(zhì)設(shè)計(jì)要求。

湘永地1井位于湖南省湘西州永順縣芙蓉鎮(zhèn)孔坪村，是部署在屬保靖-黃平?jīng)_撞帶涂乍-松柏復(fù)向斜的頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井，鉆探目的是為了獲取寒武系敖溪組和牛蹄塘組巖心，評(píng)價(jià)寒武系黑色頁(yè)巖含氣性。該井所屬工程為“南方頁(yè)巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工程”，是中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心牽頭的二級(jí)項(xiàng)目的預(yù)算單列鉆井工程項(xiàng)目，屬“雪峰山地區(qū)1∶25萬(wàn)頁(yè)巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查”子項(xiàng)目的鉆探工程，由探礦工藝研究所組織實(shí)施。設(shè)計(jì)井深為1500 m，由于鉆達(dá)設(shè)計(jì)深度時(shí)未鉆遇目的層，根據(jù)專(zhuān)家組意見(jiàn)，并經(jīng)有關(guān)單位同意，湘永地1井加深700 m至2200 m。

該井2017年7月11日開(kāi)鉆，一開(kāi)采用?150 mm金剛石取心鉆進(jìn)至井深10.86 m，下?146 mm套管至井深10.86 m，固井；二開(kāi)采用?96 mm金剛石繩索取心鉆進(jìn)至井深2224.69 m終孔。本井實(shí)際鉆遇地層自上而下依次為第四系-追屯組-比條組-車(chē)夫組-花橋組-敖溪組-清虛洞組-杷榔組(未穿)，鉆穿了目的層敖溪組，未鉆遇另一目的層牛蹄塘組，考慮到鉆探施工的安全性和設(shè)備能力而終孔。與預(yù)測(cè)地層相比，所揭示地層層序正常，厚度明顯增厚。2018年1月21日，探礦工藝研究所組織專(zhuān)家對(duì)該項(xiàng)目的人員配備、原始資料整理、目標(biāo)任務(wù)、工作量及完成情況、委托業(yè)務(wù)實(shí)施情況、質(zhì)量體系運(yùn)行和項(xiàng)目三級(jí)質(zhì)量檢查情況進(jìn)行了室內(nèi)檢查，并對(duì)湘永地1井的巖心實(shí)物資料進(jìn)行了野外實(shí)地檢查，項(xiàng)目野外驗(yàn)收綜合評(píng)定為優(yōu)秀。巖心已交由武漢地質(zhì)調(diào)查中心保管。

湘永地1井是目前為止湖南頁(yè)巖氣調(diào)查井鉆探施工最深的井，施工中遇到的井漏、燒鉆、鉆桿折斷等孔內(nèi)事故均得到了很好的解決，形成了一套頁(yè)巖氣調(diào)查井深井施工鉆探工藝技術(shù)及孔內(nèi)事故處理技術(shù)體系。通過(guò)湘永地1井的鉆探及測(cè)錄井施工工作，收獲了巖心，建立了該地區(qū)寒武系地層序列，揭示出該地區(qū)各地層巖性組合特征，獲取地層厚度及有機(jī)化學(xué)、巖石礦物學(xué)、物性、含氣性等參數(shù)，為區(qū)域頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)資料。通過(guò)湘永地1 井的施工組織，積累了頁(yè)巖氣調(diào)查井的施工經(jīng)驗(yàn)，提高了探礦工藝研究所調(diào)查井施工管理水平，培養(yǎng)了頁(yè)巖氣鉆探技術(shù)人才，加強(qiáng)了探礦工藝研究所頁(yè)巖氣鉆探團(tuán)隊(duì)建設(shè)，為今后頁(yè)巖氣調(diào)查井施工打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。湘永地1井鉆探施工現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)圖1。

圖1 湘永地1井鉆探施工現(xiàn)場(chǎng)

2 使用的主要鉆探設(shè)備器具

湘永地1井使用的主要鉆探設(shè)備器具見(jiàn)表1。

采用的錄井設(shè)備為SK-2000G型綜合錄井儀測(cè)井設(shè)備選用西安物勘電子科技有限公司生產(chǎn)的MTC6600型數(shù)控測(cè)井系統(tǒng)采集測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。

表1 湘永地1 井主要鉆探設(shè)備器具

3 巖心鉆探工藝技術(shù)

3.1 鉆孔結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)方法

一開(kāi)：0～10.86 m。?150 mm普通金剛石取心鉆進(jìn)，穿過(guò)1.6 m表層粘土后見(jiàn)灰?guī)r，鉆至10.86 m時(shí)，由于表土與巖層界面鉆井液漏失嚴(yán)重，鉆進(jìn)困難，下?146 mm套管，用水泥固定井口，封閉井口，防止掉塊、溢流。

二開(kāi)：10.86～2224.69 m。待水泥凝固后用?130 mm普通金剛石取心鉆進(jìn)鉆穿水泥塞至11 m，然后用?114 mm普通金剛石取心鉆進(jìn)5.98 m深的引導(dǎo)孔。最后用?96 mm金剛石繩索取心鉆進(jìn)至終孔井深2224.69 m。 井深523.38 m處安裝2SFZ18-35型雙閘板防噴器。因上部地層發(fā)生井漏，泥漿漏失，用?114 mm金剛石鉆頭擴(kuò)孔至井深170 m，用?130 mm金剛石鉆頭擴(kuò)孔至井深10.54 m，并下?110 mm套管至井深170 m起封隔漏失層的作用，下?127 mm套管至井深10.54 m起導(dǎo)向作用。

3.2 鉆具組合與鉆進(jìn)參數(shù)

3.2.1 鉆具組合

根據(jù)區(qū)內(nèi)主要巖石的物理機(jī)械性質(zhì)，巖石研磨性在弱-中之間，本著保證質(zhì)量、降低成本、提高鉆探效率的綜合考慮，湘永地1井開(kāi)孔采用?150 mm普通取心鉆進(jìn)，二開(kāi)采用?96 mm繩索取心鉆進(jìn)一徑到底。

全井段主要鉆遇灰?guī)r地層，為保證鉆孔在鉆進(jìn)過(guò)程中安全，不出事故，順利完成鉆孔的施工，選用無(wú)錫鉆探工具廠生產(chǎn)的S96繩索取心鉆具。繩索取心鉆具主要由繩索取心鉆具外管、繩索取心內(nèi)管總成兩部分組成。具有單動(dòng)性、內(nèi)管到位報(bào)信功能、巖心堵塞報(bào)信功能，可以有效防止沖洗液沖刷巖心和避免機(jī)械力對(duì)巖心的破環(huán)作用，保證取心質(zhì)量。?96 mm繩索取心鉆具(生產(chǎn)廠商為無(wú)錫鉆探)參數(shù)為：鉆具外徑89 mm，配套鉆頭外徑96 mm，擴(kuò)孔器外徑96.5 mm，內(nèi)管內(nèi)徑67 mm，取心直徑64 mm，鉆具長(zhǎng)度4500 mm。

該井一開(kāi)采用?150 mm普通金剛石取心鉆進(jìn)，并用?114 mm普通金剛石取心鉆進(jìn)作為二開(kāi)鉆進(jìn)的引導(dǎo)孔，二開(kāi)采用?96 mm繩索取心鉆進(jìn)，其取心鉆具組合如表2所示。

表2 取心鉆具組合

3.2.2 鉆進(jìn)參數(shù)

鉆進(jìn)參數(shù)的原則：在較軟地層鉆進(jìn)，采用低轉(zhuǎn)速、小泵量和適當(dāng)?shù)膲毫?；在?jiān)硬的研磨性強(qiáng)的巖層鉆進(jìn)，則采用大鉆壓、較高的轉(zhuǎn)速和泵量；在裂隙發(fā)育的破碎巖層和研磨性強(qiáng)的巖層鉆進(jìn)，則采用小鉆壓、中低轉(zhuǎn)速和適當(dāng)?shù)谋昧?。在深孔鉆進(jìn)時(shí)，為保證孔內(nèi)安全，則要限制轉(zhuǎn)速和鉆壓。

在低固相泥漿鉆進(jìn)條件下，為避免鉆桿內(nèi)結(jié)泥垢，應(yīng)限制鉆具轉(zhuǎn)速和回次時(shí)間。鉆探開(kāi)孔地層為寒武系上統(tǒng)比條組，自上而下依次鉆遇：寒武系上統(tǒng)比條組、中統(tǒng)車(chē)夫組、花橋組、熬溪組，下統(tǒng)清虛洞組、杷榔組(未鉆穿)。本井使用的鉆進(jìn)參數(shù)如表3。

表3 鉆進(jìn)方法及鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)選擇

注：具體施工時(shí)，需根據(jù)孔內(nèi)情況及鉆機(jī)的額定轉(zhuǎn)速選用，鉆采頁(yè)巖時(shí)選用低鉆進(jìn)參數(shù)。

3.3 鉆井液設(shè)計(jì)

3.3.1 鉆井液配置

鉆井液是鉆井工作的“血液”，使用不同類(lèi)型的鉆井液是鉆井工作中克服漏失、垮塌、縮徑等復(fù)雜地層需要解決的主要技術(shù)問(wèn)題。配制鉆井液的主要材料：膨潤(rùn)土、纖維素、磺化瀝青、腐植酸鉀、聚丙烯酰胺等。

配制程序：鉆井液配制前，首先加純堿浸泡粘土，進(jìn)行預(yù)水化處理，溶解度較差的纖維素事先按要求溶于水中；按照地層要求配制基漿，按比例加入鉆井液添加劑。

施工鉆進(jìn)第四系粘土層及上部較松散地層(?150 mm口徑施工的孔段)，采用不分散低固相鉆井液的配方為：1 m3清水+4%～6%鈉土粉+0.1%～0.3%純堿+600 ppm聚丙烯酰胺+0.1%～0.2%CMC羧甲基纖維素，輔之以磺化瀝青護(hù)壁劑等，以防孔壁坍塌。配制后鉆井液性能指標(biāo)控制在： 密度1.03～1.08 g/cm3；漏斗粘度22～24 s；失水量8～12 mL/30 min；pH值8～9。

進(jìn)入完整基巖地層或破碎地層后，改用防塌性好，排粉能力強(qiáng)，流變性好的不分散低固相鉆井液，具有良好的剪切稀釋作用和選擇性絮凝作用。具體配方為：1 m3清水+6%納土粉+600 ppm聚丙烯酰胺+1%腐植酸鉀KHm+0.1%～0.2%CMC羧甲基纖維素，配制后鉆井液性能指標(biāo)控制為： 密度1.03～1.07 g/cm3；漏斗粘度20～25 s；失水量9～12 mL/30 min；pH值8～9。

配備鉆井液測(cè)試儀一套，由小班副班長(zhǎng)負(fù)責(zé)管理鉆井液，定期測(cè)試鉆井液成分，以便及時(shí)對(duì)鉆井液成分進(jìn)行調(diào)整。為防止井噴發(fā)生，井場(chǎng)儲(chǔ)備高密度鉆井液材料，加重材料應(yīng)選用重晶石(BaSO4)。

3.3.2 鉆井液固相控制及現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)

控制鉆井液中的固相含量，鉆井液的循環(huán)系統(tǒng)不少于10 m，使鉆井液有充分的沉降距離；沉淀池的深度≮0.5 m，使鉆井液有充分的沉降深度；以清除鉆井液中大部分的固相顆粒。

每回次必須專(zhuān)人清理鉆井液，正常鉆進(jìn)時(shí)1班清理巖粉1～2次。

鉆井液越用越濃，鉆屑絮凝不好或固相無(wú)法沉淀，粘度較大時(shí)，不能直接加清水稀釋?zhuān)瑧?yīng)加入低粘鉆井液或稀釋劑降粘。

鉆井液越來(lái)越稀，有時(shí)產(chǎn)生水土分離現(xiàn)象。一般是孔內(nèi)鉆井液柱壓力小于地層徑流壓力，地下水浸入并稀釋鉆井液。應(yīng)加入高粘鉆井液或增粘劑增粘。

鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)?shù)貙幼兓淮髸r(shí)，一般每班應(yīng)向泥漿池內(nèi)補(bǔ)充一定同樣性能的鉆井液。如果地層變化較大，要加大監(jiān)測(cè)鉆井液性能的頻率，發(fā)現(xiàn)鉆井液不能滿(mǎn)足鉆進(jìn)時(shí)要及時(shí)調(diào)整。

4 鉆井事故處理

鉆探施工孔內(nèi)事故的處理，是保障鉆探施工工作順利完成的重要環(huán)節(jié)。在湘永地1井鉆井施工過(guò)程中，出現(xiàn)了井漏、燒鉆及鉆桿折斷等孔內(nèi)事故，這些孔內(nèi)事故均得到了妥善的處理，確保了鉆井工作的順利完成。

4.1 井漏事故的處理

一開(kāi)?150 mm普通金剛石取心鉆進(jìn)時(shí)，由于表土與巖層界面鉆井液漏失嚴(yán)重，鉆進(jìn)困難，直接下?146 mm表層套管固井解決了漏失問(wèn)題。

二開(kāi)?96 mm繩索取心鉆進(jìn)時(shí)，在30多米至160多米處發(fā)生井漏，調(diào)節(jié)鉆井液性能堵漏效果不理想，鉆至井深202.38 m處鉆井液全部漏失，無(wú)法鉆進(jìn)，用水泥封孔堵漏后繼續(xù)鉆進(jìn)。當(dāng)鉆至井深523.38 m時(shí)，上部水泥封堵段水泥皮被破壞，鉆井液再次漏失，決定用?114 mm金剛石鉆頭擴(kuò)孔至井深170 m，并下?110 mm套管至井深170 m進(jìn)行封堵。為了減小?110 mm套管與?146 mm孔口套管之間的間隙，在孔口下入?127 mm套管10.54 m。

4.2 燒鉆事故的處理

湘永地1 井在井深1185.77 m處發(fā)生燒鉆事故。用200 kN力、300 kN力多次強(qiáng)拉，沒(méi)有效果。然后采用S71鉆桿先打撈S96內(nèi)管總成，因把內(nèi)管撈茅頭拉斷，只好用?75 mm的金剛石鉆頭磨銑內(nèi)管總成。由于內(nèi)管總成的單個(gè)零件能轉(zhuǎn)動(dòng)、磨銑失敗。

在孔深1178 m處割斷鉆具、起鉆，用水泥封孔至1078 m。采用5LZ73×7.0-3型螺桿鉆具進(jìn)行造斜繞障施工。2017年10月5日透孔至1140 m，采用上述螺桿鉆具帶復(fù)合片?89 mm無(wú)心鉆頭(圖2)造斜繞障，用時(shí)5 d，造斜繞障未成功。10月17日采用上述螺桿鉆具帶?89 mm平底鉆頭，在1170 m處開(kāi)始造斜鉆進(jìn)，施工過(guò)程中泵壓比較穩(wěn)定，進(jìn)尺均勻，隨著偏斜進(jìn)尺增加，泥漿槽內(nèi)的巖屑也逐漸增多，至10月22日側(cè)鉆繞障進(jìn)尺7.62 m起鉆。

圖2 ?89 mm無(wú)心鉆頭和平底鉆頭照片

10月23日下?96 mm繩索取心鉆具鉆進(jìn)，在1173.5 m處遇阻，輕壓慢轉(zhuǎn)掃至新孔底，鉆進(jìn)1.6 m取心打撈，巖心呈完整狀態(tài)，說(shuō)明側(cè)鉆繞障成功。分析認(rèn)為：這次燒鉆事故主要是因鉆桿接頭處密封不嚴(yán)引起，故繼續(xù)鉆進(jìn)2.5 m后，提鉆更換全部鉆桿接頭，10月26日起正常鉆進(jìn)。處理湘永地1井燒鉆事故歷時(shí)46 d，終于處理成功。鉆進(jìn)至1200 m時(shí)，用測(cè)斜儀測(cè)井斜，頂角是2.78°，表7是湘永地1井采用螺桿鉆具進(jìn)行人工造斜繞障后，鉆進(jìn)到1683 m時(shí)第一次測(cè)井測(cè)出的井斜數(shù)據(jù)。從表4可看出，最大井斜出現(xiàn)在1200 m處，正是側(cè)鉆繞障之處，頂角3.7°，符合設(shè)計(jì)要求的超過(guò)1000 m時(shí)井斜≯8°。

表4 湘永地1井1683 m孔深時(shí)測(cè)井的頂角數(shù)據(jù)

4.3 鉆桿折斷事故處理

湘永地1井施工過(guò)程中共出現(xiàn)3次鉆桿折斷事故，分別是2017年12月29日進(jìn)尺2064.53 m時(shí)于1173 m處折斷，2018年1月4日進(jìn)尺2212.42 m時(shí)于1180 m處折斷，2018年1月8日進(jìn)尺2224.65 m時(shí)于1173 m處折斷。第1 次折斷是在鉆桿絲扣處，后2次折斷都是新鉆桿接頭絲扣位置。1170～1180 m正是湘永地1井處理燒鉆事故時(shí)側(cè)鉆繞障的井段，顯然，采用側(cè)鉆繞障處理燒鉆事故形成的“狗腿彎”是造成這幾次鉆桿折斷事故的主要原因。這3次折斷都是用公錐打撈斷在井底的繩索鉆桿，由于鉆桿折斷位置較深，打撈鉆桿時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全隱患高。

5 小口徑頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井鉆探施工技術(shù)探討

湘永地1井的鉆探目的是開(kāi)展雪峰山地區(qū)寒武系牛蹄塘組頁(yè)巖氣鉆探調(diào)查研究，查明牛蹄塘組富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖的垂向分布、厚度，獲取有機(jī)地化、巖石礦物學(xué)、儲(chǔ)集性能、保存條件、含氣性和巖石力學(xué)等關(guān)鍵參數(shù)，為優(yōu)選頁(yè)巖氣遠(yuǎn)景區(qū)奠定基礎(chǔ)。屬小口徑頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井，設(shè)計(jì)深度1500 m，終孔直徑≮76 mm，全井段取心，平均巖心采取率≥85%，目的層段平均巖心采取率≥90%。據(jù)了解，我國(guó)此類(lèi)頁(yè)巖氣調(diào)查井的設(shè)計(jì)深度大多在1500～2000 m，超過(guò)2000 m的很少?，F(xiàn)結(jié)合湘永地1井鉆探施工技術(shù)，對(duì)小口徑頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井鉆探施工技術(shù)進(jìn)行初步探討。

5.1 鉆機(jī)選型

從施工效率、成本等綜合考慮，一開(kāi)井徑≤152.4 mm的小口徑頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井，宜選用XY系列巖心鉆機(jī)。鉆機(jī)的選擇是根據(jù)最大鉆具重和遇卡允許上提載荷進(jìn)行計(jì)算。依據(jù)鉆機(jī)負(fù)荷的選擇原則，同時(shí)考慮到鉆井加深的可能性，小口徑頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井鉆探施工優(yōu)先選用鉆進(jìn)能力大于XY-8型鉆機(jī)的巖心鉆機(jī)。

XY-8型鉆機(jī)是一種大通徑(118 mm)深孔(1000～3000 m)巖心鉆機(jī)。湘永地1井鉆探施工使用的XY-8B型鉆機(jī)是在XY-8型鉆機(jī)上增加了轉(zhuǎn)盤(pán),既可作為傳統(tǒng)的立軸鉆機(jī)使用,又可作為轉(zhuǎn)盤(pán)鉆機(jī)使用,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。正是選用了XY-8B型鉆機(jī)，湘永地1井才得以完成設(shè)計(jì)鉆孔加深700 m的鉆探目標(biāo)。

5.2 巖心鉆探工藝技術(shù)

對(duì)井深1500～2500 m的小口徑頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井取心鉆進(jìn)，優(yōu)先選用繩索取心鉆探技術(shù)。繩索取心鉆探技術(shù)最初用于石油、天然氣鉆探。1947年美國(guó)長(zhǎng)年公司(Longyear Co.)研究用于金剛石地質(zhì)巖心鉆探，到20世紀(jì)50年代形成系列，目前已成為世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣的一種巖心鉆探方法。1972年，中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部開(kāi)始研究繩索取心鉆探技術(shù)。金剛石巖心鉆探是鉆探技術(shù)的重大改革，而繩索取心又是金剛石鉆進(jìn)工藝的重要發(fā)展，繩索取心鉆進(jìn)是在回次終了，巖心裝滿(mǎn)巖心管時(shí)，不提升全套鉆具而是用帶鋼絲繩的打撈器從鉆桿中把取心管提出，待把巖心取出后又從鉆桿中把取心管投入孔底的鉆進(jìn)方法。其操作特點(diǎn)是取巖心時(shí)不需要提出鉆孔內(nèi)的全部鉆桿柱，而用專(zhuān)用帶鋼絲繩的打撈器，通過(guò)孔內(nèi)鉆桿中心孔將裝有巖心的孔底內(nèi)管提至地面，獲得巖心，從而減少了提下鉆次數(shù)和升降鉆具的輔助時(shí)間，提高了鉆進(jìn)效率。其特點(diǎn)是“三高、一低”，即鉆速高、金剛石鉆頭壽命長(zhǎng)、時(shí)間利率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。

此類(lèi)調(diào)查井的取心鉆進(jìn)一般是采用三開(kāi)方式鉆進(jìn)，備用四開(kāi)鉆進(jìn)。一開(kāi)采用?150 mm普通取心鉆進(jìn)，下?146 mm套管，固井，并安裝井口裝置；二開(kāi)采用?122 mm繩索取心鉆進(jìn)，下?108 mm套管，封隔中上部漏失垮塌地層；三開(kāi)采用?96 mm繩索取心鉆進(jìn)至終孔；并備用?76 mm繩索取心鉆進(jìn)：若遇地層特別復(fù)雜或設(shè)計(jì)加深井深時(shí)，需要套管護(hù)壁時(shí)，下?89 mm套管換徑，采用?76 mm繩索取心鉆進(jìn)至完鉆。湘永地1井的取心鉆進(jìn)采用二開(kāi)方式鉆進(jìn)，備用三開(kāi)鉆進(jìn)。一開(kāi)采用?150 mm普通取心鉆進(jìn)，下?146 mm套管固井并安裝井口裝置；二開(kāi)采用?96 mm繩索取心鉆頭取心至2224.69 m終孔。省去了?122 mm繩索取心鉆進(jìn)這一道鉆進(jìn)工序，實(shí)踐證明，這一鉆進(jìn)工藝技術(shù)方法是可行的。

5.3 鉆井事故的預(yù)防與處理

鉆井事故要以預(yù)防為主，施工中要注意采取預(yù)防鉆井事故發(fā)生的措施，但往往防不勝防，所以還要有一些行之有效的事故處理方法。從實(shí)鉆結(jié)果來(lái)看，湘永地1井的地層結(jié)構(gòu)不算特別復(fù)雜，鉆探施工中主要遇到了井漏、燒鉆及鉆桿折斷事故。這次井漏事故主要是由于地層孔隙發(fā)育引起，燒鉆事故主要是沒(méi)有及時(shí)更換密封不良的鉆桿接頭引起，鉆桿折斷事故主要是由側(cè)鉆繞障處理燒鉆事故時(shí)形成的“狗腿彎”引起。

探礦工藝研究所長(zhǎng)期進(jìn)行鉆探技術(shù)研究，堵漏方法很多，對(duì)于微裂縫漏失、裂縫漏失，大多采取隨鉆堵漏、惰性材料、水泥漿等堵漏方式，對(duì)于大裂縫漏失，需要采用綜合堵漏技術(shù)進(jìn)行堵漏。一般采用“三步曲”堵漏措施，第一步采用復(fù)合凝膠(FHD-1)進(jìn)行堵漏，該方法是將不同粒徑級(jí)配的堵漏材料、智能凝膠有機(jī)組合，形成一種新型“方便面”式堵漏材料，堵漏時(shí)間短，見(jiàn)效快、操作方便；第二步采用膠質(zhì)泥漿+水泥漿復(fù)合堵漏，膠質(zhì)泥漿超前封堵大裂隙，水泥漿置后的一種復(fù)合型堵漏，它是復(fù)合凝膠堵漏技術(shù)的一種互補(bǔ)，在破碎漏失地層可以起到護(hù)壁作用；第三步采用攔截式堵漏工具堵漏，該方法是將灌滿(mǎn)水泥漿的攔截袋用鉆桿送到大漏點(diǎn)位置，堵住大裂縫。對(duì)于大溶洞漏失，上述方法無(wú)效時(shí)，只能考慮頂漏鉆穿漏失層后下套管更穩(wěn)妥。湘永地1井最終采取擴(kuò)孔鉆穿漏失層后下活動(dòng)套管封隔漏失層的方法完成堵漏。

探礦工藝研究所在“汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探工程”、“高原生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)綜合鉆探技術(shù)應(yīng)用示范(四川省若爾蓋碳硅泥巖型鈾礦地質(zhì)調(diào)查”等工程項(xiàng)目中，多次應(yīng)用側(cè)鉆繞障技術(shù)成功的繞過(guò)井內(nèi)各種事故鉆具。這次湘永地1井處理燒鉆事故，用過(guò)去常用的拉、掃、撈、錐等方法處理均未成功，采用了螺桿鉆具側(cè)鉆繞障的方法才得以完成，積累了處理繩索取心鉆進(jìn)燒鉆事故的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

(1)處理燒鉆事故時(shí)，通常需反出孔內(nèi)的全部鉆桿，此次處理燒鉆事故時(shí)使用水力割管器，減少了使用反絲鉆桿起繩索鉆桿的次數(shù)，節(jié)約處理事故的時(shí)間和成本。

(2)采用螺桿鉆具進(jìn)行人工造斜不宜用無(wú)心鉆頭，應(yīng)配用平底鉆頭。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)湘永地1井的鉆探施工，有以下體會(huì)：

(1)在地層條件允許的情況下，鉆井結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好，可有效提高鉆探施工效率，節(jié)約施工成本；

(2)鉆探施工不可預(yù)見(jiàn)的因素較多，選用鉆探設(shè)備的能力要留有足夠的余地；

(3)在超過(guò)1500 m深的鉆探施工中，在上部200 m以淺發(fā)生井漏，直接用套管封隔漏失層，是一種簡(jiǎn)單有效的方法；

(4)使用水力割管器及螺桿鉆具進(jìn)行側(cè)鉆繞障，是一種處理1000 m以深燒鉆事故的有效方法。