复杂地层深孔钻探泥浆护壁技术研究

吴 ,坤

摘要：在社会经济快速发展的推动下，我国各个领域的发展都取得了显著的成绩，与此同时勘查工作对于钻探技术的需求也在不断地提升。因为钻探施工工作具有一定的隐蔽性，所以对于孔洞内的情况往往无法准确及时地加以掌握，这样必然会对后续的孔洞处理工作带来诸多的困难。地层结构十分的复杂，在实施深孔钻进操作的时候，一般需要经过多个地层，施工持续时间相对较长，施工工作不但具有一定的难度并且危险性也相对较高。

关键词：复杂地层；深孔钻探泥浆护壁技术；探讨；实践

0 前言

在社会经济全面发展的过程中，各个领域对于资源的需求量在转的增加，这样就对我国地质勘探工作提出了更高的要求，为了更好地推动经济建设工作的良好发展，我们还需要对深孔钻探技术进行不断的优化和完善。这篇文章主要围绕复杂地层深孔钻探泥浆护壁技术展开全面深入地研究分析，希望能够对我国经济的未来持续稳步发展有所帮助。

1 钻探过程中存在的问题

（1）在实施钻探操作的时候，经常会遇到孔壁失稳的情况，一旦遇到上述问题，是不能将护臂技术加以良好的运用的，特别是在复杂的地层进行钻进操作的时候，在钻孔深度达到既定的范围的时候，地层结构的复杂性就会逐渐地增加，钻进的持续时间就会更长，极易导致孔壁发生破损的情况，所以需要及时高效地加以处理和解决，这样才可以为钻进工作的有序高效地开展打下良好的基础。

（2）回转阻力较大。在实施钻探施工工作的时候，动力和材料的消耗量相对较大，如果任何一个环节出现失误的情况都会造成较为严重的不良后果，在孔深逐渐增加的形势下，孔洞内的钻杆随之逐渐地增加，摩擦阻力也在不断地增加，绳索在取芯钻探的操作中，上述情况往往会更加的明显，并且钻杆的磨损速度以及钻机的复合也会随之逐渐地提升，在整个过程中无法对回转的速度加以良好的保障，所以极易出现钻杆断裂的问题，这个时候就需要及时地采用润滑的措施，切实地控制钻杆的回转阻力。

（3）如果长时间的使用相同的设备进行钻探，那么必然会对钻头的使用寿命造成一定的损害，而在实践中所采用的钻头没有达到规定的质量要求，钻压的大小无法得到良好的控制，并且工作人员没有采用有效的方法对钻头进行密封处理，这样都会造成泄漏的情况发生。

（4）在将钻探技术加以实践运用的时候，钻进效率无法达到规定的要求，并且当前所采用的钻探技术需要花费较多的资金。对于地层结构较为复杂的区域实施钻孔操作的时候，通常需要花费较长的时间，如果不能对整个地层结构采用适合的护臂方法来加以稳固，那么极易导致孔洞内壁结构实现坍塌的情况，无法为后续各项工作的实施打下良好的基础。

2 复杂地层深孔钻探泥浆护壁技术探析和实践

2.1 PHP系列泥浆护壁技术探析与实践

聚丙烯酰胺与水体融合之后就会产生PHP，其属于长链高分子化合物，拥有大量的非离子吸附基团，所以借助基团的吸附作用，PHP可以形成一层吸附膜，这样就可以有效地降低泥浆滤液对地层结构造成严重的服饰，并且也可以形成良好的保护壁结构。再有，PHP被吸附在金属和岩石结构的表层，这样也可以起到一定的润滑作用，有效地控制摩擦阻力。在实施某个地区矿产资源钻探施工工作的时候，整个地区主要是由花岗岩组合而成，由于这个地层遭到断层结构的损害，所以就会发生岩石结构破损、地层结构裂缝的情况，对于上述问题如果不能及时有效地加以处理，最终就会发生结构坍塌的情况。为了切实地规避钻杆内部出现结垢的情况，在提升孔壁结构稳定性的时候，可以将PHP泥浆护壁技术加以良好的运用。通过大量的调查研究我们可以发现，回转阻力超过规定的范围，钻杆内壁结垢、孔壁结构失稳等问题都可以利用PHP系列冲洗液加以良好的处理，并且具有良好的使用效果。钻进质量和效果的提升往往都需要利用这类冲洗液来加以辅助，并且也可以有效地规避钻探危险事故的发生。因为PHP具有良好的优越性，所以受到了人们的广泛青睐，并且得到了大范围的运用，而对于地漏严重，破损较为严重的地层，是不能使用PHP系列泥浆护壁技术来加以处理和解决的，并且上述问题往往在钻孔深度逐渐扩展的过程中更为明显。借助PHP洗液和PVA冲洗液混合的护壁技术，可以对上述问题加以良好的处理和解决，并且具有较强的使用效果，但是与单纯的PHP施工相比较来说，这种模式的运用往往会花费更多的成本，所以我们还需要切实的对这项技术进行深入的研究和创新。

2.2 在钻进过程中应用泥浆护壁技术

借助泥浆泵将前期配置出的泥浆灌入到高压管道之中，随后会通过水龙头和钻杆，最后通过钻具进入到钻头的位置。泥浆充满钻柱和井壁可以形成完整的环形空间，在实施钻进操作的时候，随着钻入深度的不断延伸，钻屑集中在泥浆的上层，随后泥浆从孔口喷射出来，并且流入到固体控制设施之中完成后续处理，这样就可以有效控制固相的含量，借助管道压力将清洁泥浆从注入泥浆池中产生可以再循环使用的材料。在整个循环过程中，泥浆的主要作用就是能够对钻头实施良好的冷却，将岩体碎屑携带出来，并且对钻杆进行润滑，这样就可以有效地促进钻探工作的有序高效地开展。将泥浆灌注到钻孔之中，在泥浆之中将钻头进行反复的回转，利用泥浆将孔壁进行加固，避免发展坍塌的情况，良好的泥浆可以将钻屑托起，并且利用回流的方法将钻屑运送到沉渣池之中，并且将孔洞之中灌入泥浆。

2.3 实际工程中泥浆护壁的应用

例如，山西省沁水煤田榆社－武乡区块煤层气页岩气普查项目钻进过程所使用泥浆护壁法，在这类地质环境之中，因为土层和钙物质具有一定的特殊性质，这样就会对泥浆的性能造成一定的损害，为了有效地对上述问题加以缓解，那么还需要在泥浆之中添加适当的三聚磷酸钠，这样操作的主要作用就是提升泥浆的质量和性能，尽可能地保证满足施工工作的质量。在很多时候，在实施项目施工工作的时候，往往都会使用三聚磷酸钠以及聚丙烯酰胺来实施井筒泥浆的综合处理。在正式开始处理工作之前，最为重要的就是需要结合各方面实际情况和需要来完成对双聚溶液的配置，确保配制溶液满足施工工作的需要，在实施处理工作的时候，在循环泥浆之中添加双聚溶液，通过双聚融合的处理，能够从根本上促进泥浆的质量和性能的提升，最为关键的是泥皮厚度在达到规定要求的情况下，对于整个结构的韧度可以加以良好的保障。在相同的深度下，泥浆性质往往可以有效地控制钻杆的剪切力，在实施钻孔操作的时候，泥浆的性能需要保持良好的稳定状态。

结语：对于矿产的勘探和开发而言，最重要的一点就是要保证钻进技术质量。但是，在复杂的地层中，冲洗液在一定程度上会影响钻头的使用寿命、回转阻力的大小以及护壁难度的高低，因此，要想确保复杂地层钻进技术的持续良好发展，最重要的就是要深入研究泥浆护壁技术，这样就可以为我国复杂地层钻进工作顺利开展保驾护航。

参考文献：

[1]陈雄志.深孔复杂地层钻探技术探析[J].冶金管理,2022(23):62-64.

[2]宋辉,王涛,赵世民.复杂地层深孔取芯钻探事故的处理方法[J].世界有色金属,2020(13):202-203.

[3]张金昌.深部找矿关键钻探技术问题与对策[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2011,38(11):1-6.

[4]舒智.复杂地层深孔钻进关键技术的探讨与实践[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009,36(S1):161-166.

[5]孙建华,张永勤,赵海涛,刘秀美.复杂地层中深孔绳索取心钻探技术研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2006(05):46-50.