焦德全 李明昊

摘 要：针对提高地质钻探工作效率及质量、确保工作人员安全工作，需要对地质结构以及地质条件、环境等都需要进行充分且详细的调查与分析。通过对有关资料进行收集分析得知，地质钻探工作开展时，复杂地层中的钻进工作成本约占总工程的三分之一左，此部分的工作全部完成所需成本占工程整体施工费用的五分之三。因此需要对复杂的孔内状况开展地质钻探工作时需采用有效措施，来防范安全事故。

关键词：地质钻探；复杂孔内情况；措施；探索

1 浅析复杂地层的结构性质

地质钻探工作中经常会遇到的复杂结构类型为两种：一种是被地质结构影响之后产生的破碎性复杂地层。破碎性复杂地层形成原因大多是由于地质构造运动时收到了剪切、张拉及挤压，使岩石层出现节理、断层、缝隙和片理等状况，而在地层中最为坚硬的岩石由于被构造力影响比较多，从而形成了破碎复杂的地层结构；另一种是由于被外来地质影响，所以产生了破碎性复杂地层结构。此种结构的地层包括风积层、冲积层和洪积层。岩石受到风化作用之后，就会变得松散，继而产生薄弱的胶结状风化层。并且，因为破碎地层内碎块岩石的胶结性不高，换层的频率还比较频繁、岩石块的大小也不够均匀，地层结构也比较松散等特性。所以，在开展钻探工作时，碎块岩石是不能有效承受外来的荷载的，导致在进行钻进时出现岩石滚动的现象，从而出现较多的切削面，致使采集岩心的工作与破岩的工作开展效率较为低下，使掉块、垮孔和卡钻等钻进工作的安全性降低。并且，由于破碎的地层拥有极高的渗透性，所以在开展钻进工作时会发生涌水事故或是冲洗液漏失。

2 应对复杂孔内状况的有效策略

使应用超过常规开孔口径：利用超过常规口径大约一级的开孔口径是因为要对一些上部結构层较为复杂的钻孔。由于在进行钻探作业时所要应用的口径级别要高出普通口径，因此，当进行钻进工作时若是遇到较为麻烦的复杂结构时，在下入套管时需要更换一个小级别或是小一倍的口径钻头来继续开展钻进工作，从而确保对岩心进行采取时的直径可以满足地质钻探作业的作业标准。以A地区的金矿钻进工程为例，此工程所要求的直径是在90mm的绳索来开展取心作业，因此，开孔口径的直径要在150mm；若是钻探工程的施工要求是要利用直径是71mm的绳索来进行取心作业或是应用直径为88mm的普通双管来进行实际施工，在一致要求孔径大一级的施工原则上，其开孔的直径需要保持在110mm，以此来保障基于复杂的地质结构中开展钻探工作的质量与效率。深孔不要一径到底：深孔主要指钻孔深度在1200～3000m之内的钻孔；而小径主要是指直径基于80～55mm之内的绳索取心口径或是普通双管口径，但普通的双管口径要保持在74mm左右。在开展深孔钻进作业时，施工人员不允许在已经下过孔口管以后或是未存在过度孔段的基础上开展钻进工作，此种情况下需要将钻进过程中需要的工具变成通用口径，以此保证钻进的过程不受阻碍。当钻孔深度超过200m时，如果选择扩孔下套管的方法完成隔离，容易使孔段过长，继而影响钻进工作的进度；而若是在开展钻进工作时不利用下套管的方式进行隔离，就会不能高效治理复杂情况下的孔段，致使后期深孔钻进工作中，上部的钻进的孔段残留一些安全隐患，导致施工作业受到阻碍，无法高效率、高质量的完成工作。选取合适的钻井液：通常状况下，在一些水资源较为丰富的地域开展地质钻探工作，所要应用的方式几乎都是清水钻探。与其他钻探技术相对比，清水钻探技术具有操作便利、使用简单的特点，并且它具有较强的经济性，在进行钻进工作时所遇到的制约因素相对于较少，可以大力度提高钻探设备的钻进效率。在实际钻探作业时，钻探人员需要对施工场地的地质条件与以往的钻孔资料进行充分探索与研究，若是发现其之前有出现过复杂的地质结构的状况，为了确保钻进作业的经济性能，需要选取低固相泥浆，这对于保障钻进工作顺利完成具有不可或缺的地位。基于此可以看出，低固相泥浆在应用上比较适用在松散且稳固性能较差的钻进工作中。因为在遇到复杂的地层结构开展钻进工作是比较困难的，因为诸多因素影响，若想有效的保障施工安全需要充分依据施工要求来开展工作，全面探究所要进行工作的施工场地，从而规避安全事故发生。

3 治理复杂孔内地层情况有效策略

（1）因受力不稳定产生的复杂地层：力学不稳定的复杂地层主要是因岩石受到较大外力冲击所形成的，而又因其内部受力不均，若是钻穿的情况出现，原本平衡地层状态就会遭到破坏，进而在重力影响下造成孔壁不稳的状况。对于此种不稳定且复杂的地层，要对泥浆的粘稠度进行适当调试，使其被打成流塑的状态，随后需要应用擅长传输泥浆的螺杆泵来有效完成钻孔内的送浆循环工作，基于此来保障孔内钻进施工的质量与效率，确保在开展钻进工作时护孔效果可以达到地质钻探的施工标准及作业规范，这样才会使地质钻探工作顺利完成。（2）针对于漏通地层的处置措施：漏通地层主要是因其受到地质结构运动作用影响下，所造成地层中出现缝隙而连通的漏失模式，漏通地层的存在对于钻探工作顺利开展影响是巨大的。依据当前发展现现状来看漏失地层所包含的漏失形式有两种，其中包含了孔底与孔段。判断这漏通地层的方法有以下两点：一是基于钻进过程为前提所进行的判断。若在对地质进行钻进时突发漏失状况，并且还伴有钻进效率突然加大或是钻进工具忽然掉落的状况，遇到的地质结构是大裂缝与大溶度的地层。二是基于孔内水位为核心所进行的判断。但是不包含水位出现漏失现象，孔内的水位就会出现不稳定现象；若是含水层出现漏失情况，孔内中稳定的水位与地下水位是相一致的，只有基于此才会有效控制漏通地层对钻探工作的影响力度。（3）提升力学的稳定性地层在受到外力的作用下，对地层内部的结构会造很大程度上的影响，并且由于其内部的承受力相对不均匀。在这样的情况下，地质钻探的过程中，一旦发生穿透的现象，其内部的孔壁就会相对不稳定，很容易造成安全事故的发生。因此，在地质钻探的过程中，应当针对这一问题，可以利用“三高”钻井液的形式，采用高速钻进的形式，从而有效的提升了井内力学的稳定性。另外，在地质钻探的过程中，可以采用传统泥浆的形式，提升力学的稳定性。但是，在利用泥浆的过程中，应当对泥浆自身的粘稠度根据地质钻探中孔内复杂情况，进行的全面的调整，并且通过利用相应的技术达到流塑的形状。同时，在利用最为螺杆泵的形式，完成泥浆的传输工作，这样不仅仅有效的提升了地质钻探工作的效率，其质量也有着很大程度上的提升，增强内部孔壁力学的稳定性。

4 结束语

综上所述，在地质钻探工作逐步完善的今天，其运用范围愈发广泛，当钻探人员在对孔位进行设计与规划时，是需要充分依据以预防为主要目的的规划原则，通常使用封堵的方式处理复杂的孔内状况。当钻孔作业过程中发现孔内状况太过复杂时，钻探人员必须将漏失类型进行科学且规范的的分辨，从而构建出有效措施。除此之外，钻进液是影响地质钻探工作质量的直接因素，施工人员必须根据具体的地层复杂情况，选最佳施工作业的钻井液，从而保障钻探工作顺利进行.

参考文献：

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[2] 孙建华，刘秀美，王志刚，尹浩.地质钻探孔内复杂情况和孔内事故种类梳理分析[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2017（1）：4～9.