摘要：地质钻探的钻孔技术目的是获取矿山地质资料和岩土层的各项物理、力学、化学参数。钻探工作中经常遇到地层渗漏、孔壁坍塌、钻孔缩径等复杂地质情况，由于孔壁的不稳定，常会出现卡钻、埋钻事故。若不及时治理，就可能造成孔内事故频繁发生，处理时间过长，或将导致钻孔报废。为了快速、安全、准确的钻探取心，就要从最初钻探设计时便开始采取“预防为主，防治结合”的原则。
关键词：经济；钻探；防治；措施
引言
自改革开放以来，我国的经济总量和科技发展水平都得到了显著的提升，各行各业的发展都进入了一个高速增长的时代，全国各地的城市建设规模在不断扩大，矿产资源消耗量也在不断增加。因此很多建筑项目、矿井、铁矿、油田等工程在改建扩建的同时，就可能要面临更为复杂的地质条件，比如产状较陡、软硬不均的岩石地层、断层破碎带、岩溶地区、海洋湖泊等，很容易在钻进过程中出现卡钻、掉钻、埋钻以及钻孔弯曲等现象，导致钻孔报废，严重者可能会出现重大的安全事故，因此复杂地层中的钻探施工难度更大，这时就必须加强复杂地层中的钻探技术研究，提出更为合理有效的钻探措施，提高钻探工作的效率，避免安全事故的发生。
1复杂地层的性质分析
在钻探过程中，遇到的复杂地层通常可分为两类：一是在构造运动作用下形成的复杂破碎地层，即由地质构造运动所产生的挤压、张拉、剪切等作用，使岩层产生节理、裂隙、裂缝、断层和片理，其中坚硬的脆性岩石受构造力的剧烈作用最容易形成复杂破碎地层。二是由外力地质作用所形成的复杂破碎地层，即风化层、河流冲积层、洪积层，风积层。岩层经风化作用变为岩性较松散、胶结不良的风化层，而冲积、洪积、风积作用形成的各种沉积层一般含有粘土、流砂、卵石、砾石、漂石成为复杂的地层。由于在破碎地层中，碎块状岩石的大小不均、胶结性差、结构松散、换层频繁、软硬悬殊、颗粒级配悬殊等特点，所以在钻进过程中碎块不能稳定受力，容易发生滚动，产生多个切削面，使得破岩效率降低，岩心采取率低，容易出现垮孔、掉块和卡钻等事故；再者因为破碎地层渗透性强，容易造成冲洗液漏失，或者出现涌水等事故。钻探实践表明，在复杂破碎地层钻进施工，技术上主要存在“三难”——钻进难、护壁难、取芯难。
2预防措施
2.1采用大于常规口径一级的口径开孔
采用大于要求口径一级的钻孔口径开孔，目的是应对上部复杂地层。由于采用的口径级别大两级，当钻遇复杂地层时，即使下人套管，换用小一级口径钻头继续钻进时，仍能保证采取岩心的直径符合要求。
以大华钨矿孔410为例。其终孔口径要求不小于φ75 mm，取心的钻具选用S75的绳索取心钻具或φ76 mm普通单动双管钻具，开孔口径便选取了φ111mm，钻头入岩时便下入φ108mm的孔口套管。 φ108 mm的孔口套管下过后，换S95绳索取心钻进100～300 m（现在有深孔复杂地层系列绳索取心钻具S95一SF），此时便遇到钻井液漏失严重等复杂状况，钻至此段钻孔时，使用堵漏泥浆快速穿过，然后下人φ89 mm套管，隔离上部复杂地层。这时，再换φ75 mm（钻头φ76.5～77.5 mm）绳索取心钻进。注意不可看到岩心稍完整便下入孔口套管，应该选择没有复杂情况的岩层时下入，如蚀化层与破碎地层等就不适宜下人孔口套管。
2.3钻井液选配
一般的钻探工作中，尤其在水资源丰富地区，均采用清水加润滑剂钻探。清水加润滑剂钻探经济易得，而且减少钻进阻力，提高机械钻速。但是，当遇到复杂地层时，清水加润滑剂就显得力不从心，往往会与选用清水加润滑剂的初衷背道而驰。因此，在钻进工作前，首先应查看此地以前的钻孔资料，如果原有的资料记录了地层复杂情况，为了全局的经济性，应该选用低固相泥浆。
1、水敏性地层，易吸水膨胀、缩径的地层： （1）一般水敏性地层：SH和ST-1按基本无固相配方制浆后加入0.2%以上（按浆液重量）的Na-CMC（钠羧甲基纤维素），降低失水量； （2）较强水敏性地层：SH或ST-1按低固相泥浆配方制浆后加入0.2%-0.3%（按泥浆重量）Na-CMC，可进一步降低失水量，抑制地层水化膨胀。 2、基岩挤压破碎带，护壁比较困难，易坍塌掉块地层；可在SH或ST-1无固相或低固相泥浆中加入：KHm（腐植酸钾）1-1.5%Na-CMC0.2%以上
3治理措施
在某些地区，即使事先采取预防措施，孔下的复杂情况仍然难以对付。通过上面复杂地层性质分析可以知道，常见的地层复杂情况包括力学不稳定地层和漏通地层。这两种复杂情况成因不同，应该分而治之。
3.1力学不稳定地层
力学不稳定地层也即指外力地质作用形成的地层，由于受地质成因或受构造运动产生多向挤压作用，地层内部受力不均匀，一旦被钻穿后，就破坏了原始的平衡状态，加之受重力作用使孔壁产生不稳定的坍塌、掉块现象。
此种复杂地层分布不均，一般占钻孔进尺的几十至几百米。针对这种地层不稳定的性质，其应对方法一般为采用“三高”钻井液，并应用高速钻进配合。可总结为以下施工顺序：高性能泥浆护壁→先止涌后堵漏快速穿过→惰性材料高分子交联冻胶泥浆封堵→建立水泥孔壁→套管隔离→延伸钻进。
参考文献
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