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煤田地质的钻孔漏失与防治

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1裂隙

岩石中裂隙开口的大小变化较大,从0.1mm~lm甚至更大的裂隙,只要岩石中存在0.1~lmm的裂隙,在一定条件下就足以导致冲洗液的漏失。按裂隙开口程度,裂隙可分为5类,如表1所示。2.3洞穴洞穴主要存在于易溶岩石如碳酸盐、硫酸盐、岩盐层等分布的地带,大小差别较大,小的只有几毫米到几厘米,大的到几米至几十米,有的上百米。在洞穴性地层中钻进,但可能出现冲洗液漏失,还有发生钻具陷埋事故的可能。随着深度的增加,岩石的洞穴逐渐减弱。钻孔漏失日常观测工作由钻探人员完成,观测的项目主要有:第一,观测冲洗液循环池中液体体积的变化。第二,用流量计检测进、出孔的冲洗液量。第三,孔内静水位的变化。第四,采取岩心裂隙的分布情况。第五,钻孔进尺情况,机械钻速的变化等。

2增阻法

此法适用轻微漏失孔段。把非固结硬化泥浆注入漏失带,增大漏失通道中液体流动的阻力,减小漏失通道的断面,甚至能完全堵塞漏失通道,实现防漏治漏的目的。治理后要用泥浆恢复钻进。

非固结硬化泥浆主要有以下几种:第一,稠泥浆。它在静止时,岩粉和黏土沉淀,堵塞漏失通道,减小或消除漏失,需要静止沉淀24h才能有效。第二,高黏、高切、低相对密度泥浆。用优质膨润土造浆,并加入增黏及降失水用高聚物,注入漏失带,形成致密坚韧的泥皮,封闭微裂隙。第三,其他泥浆。泥浆中加入水泥、氯化钙、水玻璃、石灰乳、聚丙烯酰胺等制成性能不同的泥浆,如胶泥浆、石灰乳泥浆、聚丙烯酰胺泥浆等。第四,加惰性充填材料的泥浆。泥浆中加入各种形状的惰性充填材料,堵塞漏失通道,消除漏失。

惰性充填材料能单独使用,也可复配使用。堵塞效果与颗粒大小、形状、粒度、数量及级配等相关。粗颗粒在裂缝中形成堵塞骨架,细小颗粒充填其中,减少渗透性和提高稳定性。惰性充填材料的最大尺寸要等于裂缝开量的50%,填充材料要根据一定的比例配合,才能得到最佳效果。

3注浆固结法

采用各种堵漏浆液,注入漏失带,封堵漏失通道,此方法是固结硬化性的,治理后能得到强度较高的不漏失固结圈,所以,后续钻进时可采用不同种类的冲洗介质。常用的固结硬化堵漏浆液有水泥浆液与合成树脂浆液两类。

第一,水泥浆液。以水泥为基础原料,用水调制成。按需要还可加入速凝剂、早强剂、减水剂等,以调节浆液性能,水泥浆液应用广泛。主要优点为:材料来源广、价格便宜、浆液性能可调、无毒、结石强度高、操作简便。缺点:相对密度大、微裂隙难以渗入、泵送压力大、易被地下水稀释等。

第二,合成树脂浆液。即化学浆液,化学浆液主要有:脲醛树脂浆液、水玻璃浆液、聚丙烯酰胺浆液、不饱和树脂浆液等。它是以人工合成树脂为主要原料,在固化剂的作用下形成一定强度的固结物,封堵裂隙、洞穴等漏失地层。

作者:王久田单位:黑龙江省煤田地质110勘探队

中国煤炭地质杂志责任编辑:田老师    阅读:人次