简析复杂地表区地震勘探的钻进技术

张 伟，丁洪文，刘 伟

（1.东方地球物理公司大庆物探一公司2283地震队，黑龙江 大庆 163700；2.东方地球物理公司大庆物探一公司2122地震队，黑龙江 大庆 163700；3.东方地球物理公司大庆物探一公司2289地震队，黑龙江 大庆 163700）

地震勘探技术是寻找油气田的一种途径，也是当前运用较为广泛的以中国勘探手段，我国当前勘探开发已经进入成熟阶段，因此对勘探的地形也从简单过渡到越来越复杂，例如流沙区、丘陵区等等，这些复杂区域普遍存在地表地震地质条件不够充足，因此为地震勘探带来了巨大的挑战，然而钻井技术对激发层面有着至关重要的作用[1]，使用钻井技术对层面进行激发的过程中如果深度过浅，会造成干扰波过大，另外因为强虚反射面的效应，地震波很难传播到地下，这种情况会造成地震信号过弱、主频过低的现象。

1 复杂地表区地震勘探的钻进技术的现状

想要对地震勘探所提供的资料具有科学性，要对勘探技术进行不断的创新和调整，从而能够得到更好的地震资料，采集地震资料是地震勘探中极其重要的一部分，要通过科学的激发方式对地层进行激发工作，从而得到地超强的地震信号和主频。

我国油田勘探开发工作越来越成熟，当前未经开发的地区普遍是地表较为复杂的区域，对复杂地表区域进行地震勘探是一项难度较大的工作，通过地震勘探对复杂地表进行激发，井深普遍选择在高速层，通过以往地震勘探的经验，激发深度在高速层1m～3m出能够达到最佳效果，但是在地震勘探的过程中，因为所激发从的岩性不尽相同，所以在实际工作过程中中要根据实际情况，可能会产生0.5m～1.5m的变化，因此对于复杂地表区域的地震勘探而言，确定效果最好的激发井深之后，能够成功钻进成孔并且下药也面临着巨大的难度挑战。

我国当前勘探技术在发展过程中不断创新，许多地表较为复杂区域还未经开发，当前钻进困难的区域可以分为以下几点：

1.1 山地丘陵地区

这种地区是典型的地表复杂区域，山地丘陵地区中有大量的岩石处于地表外部，并且风化层较薄，对地震勘探而言，钻机车在山地丘陵地区通行较为困难，采用钻井技术对地层进行激发工作时，由于大量岩石的阻碍[2]，加大了钻杆向地下钻进的阻力，会导致钻杆卡进地层等现象。

1.2 山地森林覆盖区

这种区域数目繁多，因此地层下树木的根系和各种腐殖经过长时间的堆积，在地表形成一层黏土层，，黏土层覆盖在岩层之上，然而地震勘探需要对岩层进行激发，因此就为钻井加大了工作难度。

1.3 砾石区

在对砾石区域进行钻井工作时，由于砾石的特点是较为松动，加上井壁坍塌因素，钻井过程中时常出现卡钻现象，另外，砾石地区的地质条件具有多样性，因此对钻井工作者的技术和经验也有着更高的要求。

1.4 流沙区

对流沙区进行地震勘探，主要难度是下药问题，因为流沙区与的地质条件活动性较强，所以极其容易出现井壁坍塌现象，这种现象的发生为下药工作带来了巨大的挑战。

1.5 沙漠区

沙漠地区进行地震勘探也面临者巨大的挑战，沙漠区的沙土大多是因为风化作用从而形成的，成分和其所在地的木质基本相同，但是沙城的主要成分具有化学性质，质地较为剪影，多以石英石和二氧化硅居多，沙漠区域的沙尘颗粒极其碎小，没有水分，所以流动性较强，在沙漠区进行钻井技术容易出现卡钻现象，同时对下药工作也带来了巨大的难度。

2 对复杂地表进行钻井技术的针对性策略

对于山地丘陵地区的地震勘探而言，钻机车通行受阻，导致没有办法到达固定的点位，针对这个难题，地震勘探相关人员可以选用山地钻，用人工搬运的方式将山地钻运到点位，山地钻普遍利用发动机作为动力，从而对液压系统进行驱动，这种发动机一般是比较方便携带的小型汽油或柴油发动机，并且比较方便拆卸，所以进行人工搬运也相对轻松，山地钻能够将丘陵地表的岩石震碎，震碎的岩石会变成粉末，可以用风将粉末吹走，因此山地钻应用在丘陵地区的地震勘探也比较方便，另外，对山地丘陵地区进行钻井工作时，要通过泡沫剂进行润滑，井深达到最佳效果时可以气钻，继而进行下药工作。

山地森林覆盖区对于钻井工作而言，是最具有挑战性的地区，这种地区不仅树木相连，并且由于植物的根系和腐殖的堆积，在地表形成一层黏土[3]，所以对这种复杂地表区域进行钻井时，要通过不同的钻头进行工作，另外还需要通过古井剂对井壁进行加固，在进行钻井的过程中，会采用山地水钻，这种钻头成孔速度较快，并且钻孔能够达到20m左右，相对其他钻头可以更深。

砾石区域普遍分布在河滩地区，并且存在在固定的砾石层中，对砾石区进行钻井首先要掌握砾石区域浅层岩性的具体结构和特征，继而根据砾石区域的实际情况对套管进行合理的选择，对砾石区进行钻井工作时，套管要跟随冲击器一同进入，这种成井方式是通过冲击的原理，通过机械重锤带动铅锤体，用重力敲击的方式，将砾石区中的石块进行挤压，直到挤压在井壁外部，或者通过重击方式将砾石击碎，在敲击过程中达到最佳深度后，方可将炸药下入井中，在下药过程中，要注意炸药要沿套管下入，闷井之后，再通过重锤反方向进行敲击，将套管取出，这种钻井方式在对砾石区进行地震勘探时被广泛使用，能够大量的节约成本，并且速度较快。

对砾石区进行钻井时时常出现卡钻现象，卡钻会导致设备损坏，一定程度上也会造成成本的大量投入，为了能够降低成本的使用，避免卡钻现象的发生，在钻井施工中要加入固井剂，固井剂的作用是通过自身的粘性[4]，将井壁中的颗粒黏在一起，通过固井剂的作用能够在2个～5个小时之内保证井壁不会出现坍塌现象，在一定程度上降低了卡钻事故的发生，在钻井施工过程中，如果出现卡钻现象，可以通过钻杆反作用利小幅震动的方式进行提升，也可以通过岩石腐蚀液帮助钻杆进行提升。

上文提到对流沙地区进行地震勘探会出现打井难和下药难的问题，所以，地震勘探相关工作人员利用先进的科学技术进行创新和调整，研发了不提杆下药钻机，这种钻机利用钻头的动力头部位，将炸药放入钻杆的底部位置，继而将钻杆像上提拉，完成下药工作，不提杆下药钻机解决了对流沙地区地震勘探中的难度，使井壁容易坍塌、下药艰难的问题得到有效的解决，同时也对沼泽地区的地震勘探工作提高了效率。

在沙漠区进行钻井工作，为了能够在沙漠中快速形式，钻机利用越野车的底盘作为运载工具，与此同时，运用钻机技术进行地震勘探时，要选取综合钻机能力的钻机，综合能力较强的钻机具有多种优势功能，能将泥浆、空气震击和空气反循环等功能，在沙漠地区进行地震勘探工作中被广泛使用。

3 结语

综上所述，我国当前勘探开发已经进入成熟阶段，当前未经开发的地区普遍是地表较为复杂的区域，对复杂地表区域进行地震勘探是一项难度较大的工作，复杂地表地区的地质特征和表层岩性具有多样性，因此需要依靠多种钻井技术对其进行施工，在对复杂地表区地震勘探的钻进施工之前，要通过各种收集的地质资料对钻井区域进行全面的掌握继而详细的进行分析，并且要在钻井施工开始前设计好施工方案，通过科学的钻井方案和合理的钻井技术对复杂地表区域进行地震勘探，从而完成钻井工作。