小口径岩心钻探技术问题研究

刘 鹏

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二区域地质调查大队，新疆 昌吉 831100）

岩芯钻探作为一种重要的勘探手段，发挥着非常重要的作用，近年来随着探矿项目数量的不断增加以及程度的不断加深，在实施小口径岩芯钻探过程当中，钻孔缩径问题变得越发突出起来，给钻探工作造成非常严重的影响，为此，很有必要针对这一问题展开分析与研究，探讨有效的预防与处理措施，降低此类事故的发生几率，推动岩芯钻探工作的持续健康发展[1]。

1 岩心钻探

1.1 基础概念

岩芯钻探在固体矿产地质勘探过程当中应用比较普遍，具体开展作业过程中，通过钻头钻进来获取地层不同深度地质样品，并进行专业化的分析，为相关地质工程施工以及作业需求，提供详实而又精准的数据参考。工作人员在开展岩心地质钻探工作时，主要采用的钻头、钻具为圆筒形，在岩石区域呈环状破碎进行钻掘，并将一个柱状岩芯预留在钻孔底部中间部位，之后从钻孔中将岩心取出，通过对岩心进行分析研究，了解区域地质特征与矿产分布情况[2]。

在岩心钻探技术研究方面，相较于国外一些发达国家还存在很大不足，钻探过程中一些核心的零件还主要依靠进口，这对钻探技术的快速发展形成很大阻碍，同时也使钻机生产成本进一步扩大。在岩心钻探研究方面相关工作人员，也在积极借鉴国外先进经验的基础上，进行自主岩心钻探技术开发，但是效果却不是非常理想，技术引进还难以得到有效推广与应用，有快速发展的岩心钻探领域，要求还有很大差距，亟待提升，在借鉴国外先进技术的同时，还应当进一步加大自主研发力度。

1.2 岩心钻探的技术

在岩心钻探过程当中，高超的钻探技术，以及操作人员较强的专业操作能力，是提高岩心钻探效率与工作质量的关键，钻进过程当中，由于使用的钻头不同，岩心钻探技术又有合金钻探技术和钻粒钻探技术以及金刚石钻探技术之分。同时通过液压冲击器形成的冲击波也可以进行回转钻进，并且在转进过程当中，可以联合应用金刚石钻进技术与合金钻进技术，这样能够大大提高工作效率，保证钻探效果。

2 小口径岩心钻探缩径原因的分析

在具体钻探工作开展过程当中，具有非常丰富的岩石种类，而且岩石厚度上也存在很大的差异性，在钻进强风化带区域以及掺杂粘土层和构造破碎带位置的岩层时，缩径事故发生率明显增加，对井下设备安全性造成巨大影响，如果盲目地开展钻探，极易导致钻井事故的发生，更甚者导致整个钻井工程报废，在对钻探过程中相关事故进行分析研究。地层问题是引发钻孔缩颈问题的主要因素，在面对复杂地质情况时，未采取有效的措施进行应对，造成缩井问题出现。而且这种事故在钻探过程中发生频率较高，是影响工程钻进速度的关键因素，还会进一步扩大施工成本，所以，钻探过程中将前期准备工作做好非常关键，发现问题及时应对[3]。

3 小口径岩心钻探钻孔缩径的预防措施

为了更好地应对钻孔缩径问题，首先，必须要确定问题出现的具体部位，在长期钻探工作实践中发现，钻孔缩径问题发生最多的部位主要出现在构造破碎带以及强风化地层和念土层夹生的地层中，同时，这些区域伊利石和蒙脱石具有较高的含量，就很强的水敏感性，受损因素的影响会发生膨胀，使井壁出现应力，如果超过井壁应力范围，便会对其形成破坏，引发缩径问题。

为了更好地控制钻探过程，当中钻孔缩径问题出现，工作人员在钻探过程当中，必须要对钻孔缩径层有一个充分的了解，依照实际情况展开详细分析，研究事故发生的主要原因，并通过有效的措施进行科学预防。具体钻探开展过程当中，应当对钻井具体情况充分了解与掌握，如钻机运行过程中的相关参数以及钻井内部的具体情况，再有异常问题发现时立即将钻机停止工作，对问题展开详细分析，采用有效的措施进行应对[4]。

钻井工程开展过程当中，要求泥浆配制必须要符合相关要求，泥浆配置水平的高低对钻探工作的顺利开展有着重要的影响，应当科学调整泥浆的密度以及粘度和PH值等。将增粘降失水剂合理的加入到泥浆当中，控制其失水量，增强泥浆粘度，可以有效控制绿叶的渗入深度，避免水化现象对地层造成破坏。为了对泥浆水化性能进行科学控制，可以将和适量的水化冲洗液加入到泥浆当中，促进泥浆矿化程度不断提升，能够有效控制地层中渗水强度，为使泥浆在孔内环空具有良好的流动特征，应当科学控制泥浆粘度，以免影响施工质量，工作人员在处理缩径地层当中，应当科学控制钻具的升降速度，合理的进行操作，降低井内压力，倘若钻探过程中钻头遇到较大阻力，可以通过扫孔的手段，降低缩径问题的发生。

如果一些部位有缩径问题出现，此时应当采取扩孔处理。并用大一号的钻具进行扩孔，在缩径层内钻头超过两米之后，应当通过套管进行处理，有效控制和降低缩径事故发生几率。

4 小口径岩心钻探钻孔缩径的处理技术

钻探过程中如果遇到缩径地层，必须要充分了解和掌握井内具体情况，针对实际开展详细的评估工作，设计工作中，通过一些有效措施进行应对，这样不但能够有效增强工作效率，还能控制和降低缩径问题的发生。科学选择钻井参数，合理控制井内压力，科学调控钻压。

不稳定地层钻进过程当中，由于岩石硬度不高，为了不破坏井壁，应当采用轻压钻井的方式进行转进，不然会造成岩粉扬起，导致埋钻问题出现。科学的控制钻井速度，尤其是缩径地层当中进行钻探工作时，要求钻头必须在合理的钻速范围内，必要时要将钻速合理降低，或者采用手动钻进。而且为了有效控制缩径问题出现，应当采取有效措施保护井壁。在具体钻探过程中采用和钻进速度，以免出现抱钻问题，引发严重的安全事故，增加经济损失。

钻探工作实际，应当对钻井洗井工作给予充分重视，根据钻探工作实际科学、合理地开展洗井工作，将钻井维护工作做好，这样才能有效控制钻探过程中，孔内事故的发生几率，保证钻探工作的顺利开展，创造更大的经济效益。所以，钻探工作人员在具体钻探过程当中，一定要严格依照维护程序，科学认真的做好钻探过程中钻井维护工作，及时的清理钻探过程中堆积的泥浆成份，保证泥浆使用效果。为确保钻探工作的正常开展，提高专探工作效率，在钻探工作当中，必须要对袭警维护工作给予充分重视，认识到该项工作的重要性，这样才能进一步提升钻探工作效率，提高工作质量。

5 结语

目前在地质钻探过程，当中小口径岩心钻探技术得到了非常普遍的应用，但是利用该项技术进行钻探过程中常常受到复杂地形因素的影响，引发缩径问题出现，导致钻探过程中孔内事故发生，不仅对钻探工作效率造成极大影响，同时还会造成巨大的经济损失，所以在具体钻探工作当中必须要对钻孔缩径问题给予充分的重视，采取有效的措施合理应对，并不断优化钻井工作程序，做好洗井维护工作，这样才能有效提升钻探工作效率，提高钻探工作质量。