浅谈钻孔护孔与堵漏工艺

朱冬钰，姜建建，王海镔

(连云港黄海机械股份有限公司，江苏连云港　222062)

浅谈钻孔护孔与堵漏工艺

朱冬钰，姜建建，王海镔

(连云港黄海机械股份有限公司，江苏连云港222062)

摘要：：随着我国地质勘探、工程建设等事业的不断发展，绳索取心钻进技术日渐成熟，提高了我国钻探技术水平，充分显示了这项技术的优越性，同时也累积了大量的珍贵经验。为了让绳索取心钻进技术得到发展，必须足够重视复杂地层的钻进工艺措施。

关键词：绳索取心；堵漏；护孔；泥浆

中图分类号：P634.8

文献标识码：A

文章编号：1009-282X(2015)06-0042-02

收稿日期：2015-07-08

作者简介：朱冬钰(1987-)，男，连云港海州开发区黄海机械股份有限公司工程师，从事岩心钻机、全液压钻机、煤层气钻机设计工作，Tel：0518-85383040,15161390598，E-mail：88470518@qq.com；姜建建(1985-)，男，江苏连云港人，机械设计制造及其自动化专业，主要从事立轴式岩心钻机及塔机一体钻机的开发，Tel：13851260193，E-mail：399260544@qq.com。

1绳索取心钻进

绳索取心法是不提钻取心方法之一，即在钻进过程中，当内岩心管装满岩心或岩心堵塞时，不需要把孔内部全部钻杆提升到地表，而是通过专门的打捞工具，用钢丝绳把内岩心管从钻杆柱内部捞上来。

2钻孔护孔与堵漏工艺的重要性

绳索取心钻进稳定地层时，是比较成熟的技术，但钻进一些复杂地层时，会发生漏、涌、塌等现象，更严重的可能会引起各种孔内事故，导致钻进效率低、价格高，不能使取心钻进的优越性得以发挥，所以必须认识复杂地层护孔与堵漏工艺的重要性，才能更好的使其得到应用。

3绳索取心钻进护孔常见问题和对策

护壁堵漏方法的选择主要是由地质条件决定，但具体问题具体分析：

3.1　钻进破碎、坍塌等复杂地层的处理措施

(1)在浅孔部(距孔口200m以内)钻进遇松散地层，宜采用快速钻进穿过该地层后下入套管隔离。

(2)钻进遇煤层、构造破碎带和吸水膨胀等易坍塌地层，宜采用防塌冲洗液护孔。

(3)在深孔钻进遇漏失严重、构造破碎带地层，宜采用绳索取心钻杆作套管，然后换小一级别钻具钻进；也可以采用泥浆或水泥护壁堵漏；还可以采用下飞管固井。

3.2　堵漏工艺对策

钻进发生冲洗液漏失是一个常见的、多发的问题。漏失程度从渗透性漏失、裂隙行漏失到小溶隙、大裂隙和孔洞性漏失不等，由于地层条件复杂多变，其漏失的部位、程度变化较大。有时个别情况会涌、漏并存，或钻进时漏，停钻时涌，或漏大于涌，或涌大于漏，给绳索取心钻进施工造成了很大的困难。为此，遇有漏失情况，本着一切从事实出发，必须分析、判断漏失类型，并有针对性地进行堵漏工作。常见的堵漏工艺技术有以下九种：

(1)综合材料堵漏，使用成都工艺所研制的细型综合材料以及常见的锯末等。对于渗透性漏失地层，选用细型综合材料渗入冲洗液中，通过泵入循环达到随钻随堵的目的；对于小至中等裂缝地层，采用集中灌注法，即将综合性材料或锯末与冲洗液混合、搅匀，当内管总成打捞上来后，从钻杆内灌入，灌入量根据损失程度确定，待孔口反水后可继续钻进下一回次。且一次不能堵住可反复操作几次，通常会取得满意效果。

(2)801随钻堵漏剂堵漏，使用多种高分子物质配制而成的复合材料。对于遇到的渗透性漏失，可将801堵漏剂直接渗入到冲洗液中，通过泵入循环达到随钻随堵的目的；用于小至中等漏失地层，可采用801堵漏剂，加量为泥浆的3%，和综合性材料或锯末0.5%～1%混合，用泥浆调节稠状从绳索取心钻杆内灌入，并开泵压送到漏失部位，即可起到堵漏作用。

它遇水后能产生联化等反应，形成网状结构，能在很短的时间内形成堵漏体，具有良好的的黏附性、弹性、耐水性、和一定的湿强度，可用于专门的堵漏，也可随钻堵漏，可单一使用，亦可混合其他材料使用。

(3)DTR高失水堵漏剂，使用渗滤性材料、纤维状材料和聚凝剂等复合而成的粉剂。这些材料具有巨大的比表面积，它与水混合后成为一种具有流动性、悬浮性和可泵性的堵漏浆液，进入堵漏通道后，受液注压差的作用，而形成有一定湿强度的堵塞物。

(4)高吸水树脂(PAN-HAK)堵漏，使用泉州腐植酸厂所研制产品，主要用于石油钻堵漏。其粒度粗细不等，用于取心钻进堵漏时，需要粉碎。对于渗透性漏失钻孔采用：锯末+高吸水树脂+高黏度泥浆，搅拌均匀，从钻杆口灌入处理；然而中等漏失孔(孔口不返水)，通常采用沥青球压裂隙后加锯末、高吸水树脂和泥浆搅拌均匀灌入。

其可作为单一的堵漏材料使用，也可和其他材料混合使用。高吸水树脂具有很强的吸水性、黏性、可塑性、弹性、韧性和胶体应变特性，可将周围的物质黏附在其周围，同时吸水不断膨胀，常态吸量可达到100倍以上。

(5)CMC+锯末堵漏。CMC遇水后表面很快吸水膨胀，发黏，一部分CMC溶于水形成胶体，另一部分则可在较长时间内以团块存在，当其进入空隙后，因块状的CMC又逐渐吸水膨胀，形成黏性很强的胶体，被CMC所包裹的锯末则起了骨架的作用，提高了堵漏强度，从而提高了堵漏效果。

(6)PHP胶体、PHP+锯末堵漏。PHP胶体具有很高的黏性和弹性，当浓度高时可拉成长丝，并不易被外力搅散，同时对岩粉和黏土有很强的絮凝作用。它在一定压力下不仅能挤入并填满空隙，而且还能在钻进过程中不断絮凝岩粉和黏土，增加堵漏作用。亦可在PHP胶体渗入一定比例的锯末等材料，效果也是相当不错。

堵漏方法：把制好的沥青泥球用岩心管送到预定位置(一般是孔底)，当钻具把其捣实，并挤入裂隙、透孔钻进，即可达到堵漏效果

(7)改性沥青泥球堵漏，由福建121队于1987—1988年研制的。主要是采用一定比例的机油、沥青和黏土配置成一定塑性的材料，可制成不同规格的球体，不溶于水。改性沥青泥球主要用于较大的开放性裂隙堵漏。把制好的沥青泥球用岩心管送到预定位置(一般为孔底)，用钻具捣实，并挤入裂隙，透孔钻进，即可达到堵漏效果。

(8)水泥护壁堵漏，当采用一般防塌冲洗液护孔难以奏效时，可选该护孔方案。其优点是适用范围广，不仅对较大段距中小漏失层有较好的堵漏效果，而且能封闭涌漏并存和用于较大裂隙和空洞堵漏。

水泥凝固后虽有较高的抗压强度，但在较强的冲击力作用下易破碎解体，只有当其厚度达到一定数值后，才能经得住高速旋转钻具的敲打。为了使水泥凝固时间短，除使用速凝剂外，必须采用低水灰比，而低水灰比的水泥浆流动性比较差，不可能像溶液那样能迅速渗透。为了在坍塌层中人为地灌注成一个粗大的混凝土体，只能借助泵压使水泥浆进入到坍塌部的深部，并尽量与坍塌物均匀的混合在一起形成粗大的混凝土体，透孔后方可形成坚固的孔壁。

在较长段裂隙性漏失中堵漏，宜采用钻进一段(30～50m)封闭一段为好，如果裂隙性很大，亦可在泥浆中加入锯末等材料，使用效果相当的好。

(9)套管护孔与堵漏，适合孔壁不稳定的构造破碎带地层，坍塌，掉块严重，用防坍塌冲洗液效果不佳的情况下，应考虑套管护孔。对于存在较大裂隙、溶洞等漏失地层；钻进遇“老洞”及“大肚子”时，易造成钻具折断事故，都应考虑下套管。

4结论

绳索取心钻进已经成为我国主要的钻探技术之一，其钻进效率高、稳定性强、减轻了劳动强度，绳索取心钻进的各项经济指标均高于普通双管钻进。在复杂地层钻进过程中，会发生漏、涌、塌等现象，更可能引发孔内事故，因此钻孔与堵漏应当给予重视。本文还介绍了护孔与堵漏经常遇到的情况和处理办法，为更好的钻进提供了参考。

钻孔漏失会给工作带来诸多不便。发现钻孔漏失后，应先行测定，取得堵漏层资料后确定堵漏技术措施。在钻进过程中漏失现象解决不当，既影响工作进度，又要遭受经济损失。因此，及时发现孔漏失的原因，找到适当的解决办法具有非常重要的现实意义。

参考文献：主要

[1]李国民,萧剑,王贵和.绳索取心钻探技术.北京：冶金工业出版社，2013.