胡 栋

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701队，新疆 昌吉 831100）

护壁又称护孔。堵漏是处理冲洗液漏失的作业。对于高质量的泥浆或冲洗液的漏失，无疑会加大钻探成本或影响正常钻进工作，因而钻孔的护壁堵漏就显得十分重要。在实际岩芯钻探施工中经常遇到复杂地层，裂隙大，孔壁掉块、坍塌严重。冲洗液漏失严重，钻头寿命缩短，容易诱发各种事故，甚至造成钻孔报废。这时护壁和堵漏措施的选择和应用就至关重要，采取恰当的措施可以有效的稳定孔壁，促成顺利成孔。

1 矿区钻探施工中常用的护壁堵漏方法

（1）泥浆护壁堵漏。泥浆的护壁作用主要是泥浆具有造壁能，形成泥皮，保护孔壁。泥浆液静压力，可以起平衡地层压力的作用，调节相对密度和其他性能，可起护壁堵漏作用。一些有化学处理剂的泥浆，其滤液进入地层可以减缓表面水化压力和参透水化压力。抑制复杂地层吸水膨胀，防止超径、缩径、坍塌和掉块。泥浆的堵漏作用主要是通过泥皮和一些架桥物质的阻塞作用，以及泥浆的性能或改进后的性能（提高泥浆的黏度）与结构作用来堵塞漏失通道，达到堵漏的目的。泥浆对于渗漏地层具有较好的堵漏效果。

（2）灌注水泥浆护壁堵漏。水泥护壁堵漏又称水泥灌浆，水泥灌浆是以水泥为灌浆材料进行堵漏或护壁的操作工艺技术。其工艺过程是将水泥和水按一定比例配制成水泥浆，用水泵或专门工具送到需灌注的坍塌或漏失孔段，将孔壁复杂的岩石胶结成一个整体或堵塞漏失通道，达到护壁或堵漏的目的。

（3）化学浆液护壁堵漏。化学浆液护壁堵漏又称化学浆液灌注，它是以有机或高分子化学物溶液为灌浆材料进行堵漏或护壁的操作工艺技术。护壁堵漏时，将配好的化学灌浆材料用专门工具送到灌注孔段，使其凝结，以达到加固孔壁、堵塞、封闭漏失通道的目的。岩心钻探应用的化学浆液是一种以高分子物质为基体的、黏度低、流动性好、渗透性强的浆液，它可以人为的控制和调节固化时间，有些浆液还可以发泡膨胀。常用的有水泥、水玻璃、等。

（4）惰性材料护壁堵漏。将黏土、棉籽壳、碎云母、麻刀及碎纸片等加工成不同规格，将其中一种或几种混合与泥浆一起灌注孔内漏失孔段，达到堵漏的目的。

（5）套管护壁堵漏。套管护壁堵漏是向孔内下入套管来封隔坍塌或漏失孔段。需要指出，套管底端必须安置在稳定的岩层上，并且用黏土或水泥等材料进行封闭止水；下入套管前，要考虑保证套管的起拨回收，以降低钻探成本。

2 施工区域概况

2016年我单位承接了新疆富蕴县别也萨麻斯锂矿钻探施工任务.该矿区位于新疆阿尔泰山东段富蕴县吐尔洪乡境内地处边陲，交通极为困难，该矿区地层较为复杂，矿区内为海西晚期二云母花岗岩地层，仅局部有第四系冰川堆积以及残坡积和冲积物。鉴于工程的重要性，对现场钻探质量提出了很高的要求。在钻进100m处塌方、漏水较为严重，根据钻探取芯情况，我们将100m～115m确定为塌方区域。由于现场施工条件受限及钻探采用的传统工艺，钻探取芯质量都很差，对复杂地层的结构性状及地质条件无法精准的判断。

3 钻孔的设计

Zk-301,孔深260米，倾角75°，方位40°

3.1 地层情况

0.00m～8.50m为第四系，主要由粘土、砂石等组成。砂石为中粗粒二云母花岗岩。砾径大小在0.5cm～1cm。

8.50m～52.60m为中粗粒二云母花岗岩：灰白色，中粗粒不等粒花岗结构，块状构造。岩石主要由：钠长石60%～65%，石英约占20%～25%，黑云母约占10%，白云母及其他暗色矿物约占5%等矿物组成。

52.60m～62.36m为石英-锂辉石伟晶岩：灰白-粉红色、伟晶结构、块状构造，岩石主要由：微斜长石约占30%～35%，钠长石约占20%～25%，石英约占20%～25%，透明-半透明状，块径1cm～3cm，锂辉石（10%～15%）粉红色，板状分布，最大块径2cm×6cm，白云母约占5%，片状分布，片径0.5cm～1cm。

62.36m～95.30m为石英-白云母伟晶岩：灰白色、伟晶结构、块状构造，岩石主要由：微斜长石约占35%～40%，钠长石约占20%～25%，它行块状分布，块径1cm～2.5cm，石英约占20%～25%，透明-半透明粒状、块状分布，块径0.5cm～2cm，白云母约占10%，鳞片状分布，片径1cm～3cm。岩石局部见团块浸染状黑色铌钽铁矿，矿物集合体大小在0.2cm～0.5cm。

3.2 施工中遇到的问题

Zk-301钻孔施工至98米处全孔漏水，120米以上孔壁不稳定，掉块、坍塌较为严重，特别是100米至115米这一段，提钻坍塌封门，钻头、扩孔器、钻具磨损严重，导致第一个钻孔报废。后移10米后重打。

3.3 施工方案钻进、护壁方法的选择

采用三径成孔，以Ф110口径开孔，钻进至基岩下Ф108套管，换Ф91口径钻进，入完整基岩下Ф89套管，换Ф75口径终孔。

钻进方法：Ф110口径以合金单管钻进；Ф91口径以金属钻头钻进，Ф75口径用绳索取芯钻进。该矿区施工的关键是100m至120m钻孔的护壁，所以护壁工作必须为重点。该孔段的岩石不仅掉块、坍塌、溶洞严重，钻进至101m处，出现漏水、溶洞、掉块、坍塌等现象，钻进受阻。起初采用化学浆液按比例配制化学浆液进行护壁堵漏，再无效果的情况下又采取惰性材料护壁堵漏，将黏土、棉籽壳、等加工，将其中几种混合与泥浆一起灌注孔内漏失孔段，达到护壁堵漏的目的。在没有效果的情况下经反复调研论证，钻进至105m时，最后采用水泥护壁堵漏的措施。采用水泥护孔，水泥和水按一定比例配制成水泥浆，用水泵送到需灌注的坍塌、漏失105m处孔段，将孔壁的矿物胶结成一个整体达到护壁、堵漏的目的。等72小时后水泥将101m～105m处的坍塌地层凝结继续钻进施工。钻进至112m处采用同样的方法继续采用水泥灌注的方法等72小时后水泥将105m～112m处的坍塌地层凝结继续钻进施工.钻进至118m处采用同样的方法继续水泥灌注等72小时后水泥将112m～118m处的坍塌地层凝结继续钻进施工101m～118m分别三次灌注水泥，成功穿过复杂地层。

4 效果

采用水泥灌注的护壁堵漏措施，顺利完成了ZK-301钻孔的施工，有力的保障了该项目的找矿目的。是孔内事故大大的减少，钻具的磨损大大减轻。

5 结语

复杂地层矿井钻进施工非常困难，稍有疏忽就会发生孔内事故，严重的导致钻孔报废。施工的主要困难就是钻孔的护壁，选择合理的护壁措施是钻孔施工成孔的关键。在复杂地层施工时采用水泥护壁措施证明是有效果的。

[1]徐国辉,马志明.青海拉陵高里河沟脑矿区钻探技术研究[J].中国锰业,2017(5):196-199.

[2]程志涛,张小磊,杨永春.甘肃金山矿区复杂地层钻探施工技术[J].矿产勘查,2017,8(5):902-905.