地質工程

探礦分院又一復雜地層鉆孔順利終孔
發布時間:2018-12-6 10:42:49  發布人:tszzc  閱讀:563

    洛寧縣中河銀多金屬普查鉆探外協項目ZK304順利終孔。這一好消息傳來,預示著地質探礦分院又一次成功處理了一個復雜地層的鉆孔。

河南省洛寧縣中河銀多金屬礦普查鉆探外協項目是我院與地礦一院簽訂的鉆探項目,其中ZK304鉆孔屬于2017年度的施工任務,由于工作量多等原因,ZK304鉆孔由地礦一院直接指派給外協鉆機施工。由于鉆孔鉆遇地層復雜,地礦一院先后組織了4臺套鉆機施工,施工孔位也連續移了5個場地,鉆孔前后重新開孔9次,有的場地鉆機移位重打孔3次,ZK304鉆孔設計孔深500米,歷時1年多,報廢進尺2300余米,跨越2018年新年,但均沒有成孔。

一些外協鉆機提起這個鉆孔可以用“敬畏似虎”來形容。與鉆機機班長交談,他們一臉無奈:有說地下約170多米是流沙層的,因為取出的巖心全部是砂樣;有說地下170多米有斷層泥的,它們在地層壓力下能夠發生位移,可以將下入孔內的套管推斷,再次下鉆時鉆桿根本無法下到原孔底,而且套管在起上來之后發現脫入孔內幾節,下錐子錐卻根本碰不到套管,因為鉆遇該層后,外協鉆機使用各種鉆進方法均通不過去,所以都是提前下入套管,而套管本應該是通過不穩定層坐實在完整的穩定層上的;有說地下170多米層位,首先應該是一層像砂卵石等一樣的河成相地層,而該層就像“連通器”一樣連通了各個地面鉆孔,因為他們在施工過程中發現,在他們現鉆進的鉆孔開泵而距離很遠的原機場報廢的鉆孔能飚出水來等等。可見,ZK304鉆孔鉆遇的地層也確實是復雜的,施工難度也確實是很多富有經驗的老鉆工沒有經歷過的。

20186月下旬,地礦一院有關領導找到分院懇請我院施工難度大、地層復雜的ZK306 ZK3044個鉆孔,分院經過考慮決定施工。由于分院鉆機在洛寧上宮礦區施工,20188月,分院首先指派從洛寧七里坪礦區撤下來的、施工經驗豐富的魏向陽機長帶領機臺施工距離ZK304鉆孔僅有200多米、施工難度一樣大的ZK306鉆孔。經過周密部署、鉆孔結構設計優化和優質泥漿體系的運用, ZK306鉆孔于2018824日開鉆,113日終孔,該孔設計孔深640米,終孔孔深630.50米。隨后,分院又指派老機長楊閩生同志帶領鉆機臺施工ZK304鉆孔,該鉆孔設計孔深510米,20181013日開鉆,113日再次成功成孔,終孔深度516.7米。

地質探礦分院今年以來,能夠安全且高效地完成地層復雜礦區的高難度鉆孔施工,不是盲目的和瞎碰的。分院今年先后成功完成洛寧縣劉秀溝礦區ZK5008、上宮礦區ZK1507ZK1907、七里坪礦區6702、欒川縣紅莊元嶺礦區ZK677ZK633鉆孔以及洛寧中河礦區ZK306 ZK304等鉆孔,這些鉆孔可以說都是復雜地層鉆孔的代表。

今年以來,院和主管院長對分院工作高度重視,不斷對分院工作提出尖銳的意見和建議,對分院中層干部多次進行批評和勉勵。分院班子團結一心,下基層腳踏實地解決鉆進技術難題,使一些技術難題得到及時解決,從而不至于使孔內難題釀成孔內事故。施工前周密部署、施工中技術跟進,常過河難免濕鞋,事故前制定預防措施、事故后及時正確的處理,這些都是成功的關鍵。

鉆孔結構設計優化:ZK304鉆孔開始施工時,ZK306鉆孔經過開鉆前收集原外協鉆機鉆遇實際地層和施工過程中的鉆進經驗,周密制定鉆進技術措施,鉆孔上部復雜地層已經穿過,并使用套管隔離,已經鉆進完成23,雖然鉆遇地層還是很破碎,但通過我們今年針對復雜地層改進的優質泥漿,優化泥漿性能,已經能夠順利鉆進。根據ZK306鉆孔鉆進的成功經驗和鉆進過程中遇到的實際情況,我們再次對鉆孔結構設計進行了優化。開孔仍然使用Φ150口徑,但加深鉆進深度到50米,下入開孔管,因為ZK306鉆孔在鉆進中發現40多米的層位有漏水和不穩定現象;二開使用Φ131口徑鉆進到80米,技術套管隔離;最關鍵的170230米,使用Φ113口徑金剛石鉆進穿過,下入Φ108技術套管。至此,ZK304鉆孔已經成功了一半。為了應對下部復雜地層,我們考慮直接使用Φ96口徑金鋼石繩索鉆進,盡量鉆進到結束,一旦鉆進困難立馬換徑使用Φ77口徑金鋼石繩索鉆進到終孔。最后,ZK304鉆孔使用Φ96口徑金鋼石繩索鉆進終孔,Φ77口徑僅作為備用口徑。通過中河礦區該二個鉆孔的成功,該鉆孔結構對于該復雜地層還是比較合理的。

復雜地層大比重優質泥漿的成功應用:ZK304鉆孔施工中,分院繼續使用延安朝政泥漿有限公司生產的泥漿材料。今年年初,分院與延安朝政公司合作,研究配制適合各種復雜地層的泥漿配方,已經在洛寧上宮、欒川紅莊等項目中使用,有效解決了復雜地層鉆進中出現的坍塌、掉塊、縮徑及漏失等技術難題。在洛寧中河礦區,分院配制了專門針對該礦區地層的大比重優質泥漿,該泥漿成功預防了孔壁坍塌,并且能夠在復雜地層取出相對完整的巖心,與其他泥漿相比巖心在取出來之后能夠看到明顯較厚的一層泥漿包裹。通過外協鉆機與我院鉆機在170230米層位取出的巖心對比來看,外協鉆機取出的巖樣是泥漿沖走了泥土僅留下了粗顆粒的巖渣,而我院鉆機取出的巖心完整,有泥皮包裹。

ZK304鉆孔的勝利完工,充分說明了我院鉆探技術水平的大幅度提高。但是,施工復雜地層也就意味著鉆進成本的增加,特別是泥漿材料成本,如何在今后的施工中既能保證安全成孔,又能節約使用泥漿材料,降低成本,則是我們在今后的施工和技術攻關中應該努力的方向。(張向峰)

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