摘要：針對區域地層巖性、構造地質條件，進行相適應的泥漿沖洗液類型的選取、配方以及護壁堵漏材料的正確合理使用，是地質鉆探的重要技術工藝。文章根據柘城胡襄煤田普查區域已取得地層地質資料特點，詳細介紹了沖洗液的選型、配方及泥漿的配制管理和具有操作性護壁堵漏方式，為同類型地質勘查施工提供了借鑒和參考。

　　關鍵詞：煤田,普查,地層巖性,構造地質,鉆探工藝,沖洗液,護壁堵漏

　　0序言

　　煤炭資源勘探中，需要數量較少的鉆探工程手段，大致查明地層層位、揭露礦體分布情況、為研究礦產資源賦存狀況、獲取客觀有效的地質礦產信息成果資料，是地質報告編制的最直接基礎資料，并為后續的同區域、同類礦種詳查勘查立項、地質設計提供參考依據。普查鉆探施工過程中，沖洗液與護壁堵漏技術成功與否，不僅影響著鉆孔施工效率，獲得預期地質資料，正常完成鉆探工作任務;在局部構造復雜變化錯動區域，還直接影響著單項鉆孔施工的成敗，因此沖洗液與護壁堵漏工藝技術在整個鉆探工程施工中具有突出的地位。

　　1工程概況

　　柘城胡襄煤區普查項目商丘市柘城和睢陽區境內，行政區劃屬于柘城縣胡襄鎮，馬集鄉和睢陽區高辛鎮婁店鄉，預查區呈長方形、東西30km，南北寬15km　，面積約450平方公里。2005年，曾在此區作了預查工作，據礦產資料綜合成果顯示，該區煤炭資源儲量豐富，煤質優，具有開采利用價值的煤層多，具有進一步普查勘探的必要性。2007年，下達26個普查鉆孔任務計32500米鉆探工作量。

　　2礦區地層情況

　　根據鄰區煤田資料類比，普查區內地層自下而上為奧陶系中統(O2)、石炭系(C2C3)、二疊系(P)和新生界(KZ)。具體如下：

　　2.1奧陶系中統(O2)：主要由厚層狀灰巖、白云巖組成，巖溶局部發育，容易漏失。

　　2.2石炭系(C)：總厚度140—150m，下伏地層為假整合接觸，輕微漏失。

　　2.2.1中統本溪組(C2b)：厚約8—12m，主要為灰綠色鋁土質泥質，容易造漿。

　　2.2.2上統太原組(C3t)：厚約130m，由薄-中厚層狀灰巖及灰黑色泥巖、砂質泥巖、粉砂巖及細砂巖組成。構造發育，具破碎、掉塊、坍塌、超徑趨勢。

　　2.3二疊系(P)分為下統和上統

　　2.3.1下統山西組(P1s)：厚約120m，底部為黑色泥巖，中部為灰—灰黑泥巖、砂質泥巖、粉砂巖及細—粗粒砂巖，含煤3—4層，其中二2煤層為本區主要采煤層，賦存于本組中部。砂巖易產生泥包、泥巖易水敏縮徑。

　　2.3.2下統下石盒子組(P1x)：厚約70m，泥巖、砂巖及煤層(4—7)層，易泥包、縮徑。

　　2.3.3上統上石盒子組(P2S)：厚約370m左右，按巖性特征可分為三段。

　　(1)第一段(P2S1)：厚約130m，由砂質泥巖、鋁土質泥巖、粉砂巖、細—中粒砂巖組成。底部為中粒石英砂巖厚1.20—8.0m。易造漿、縮徑。

　　(2)第二段(P2S2)：厚約210m，以砂質泥巖、泥巖為主，次為細砂巖、黑色泥巖、底部為中粗粒石英砂巖、硅質膠結，厚10～18m;易造漿、縮徑，輕微漏失。

　　(3)第三段(P2s3)：泥巖、砂質泥巖、粉砂巖夾中細粒砂巖、上部多被剝蝕，底部為中粒石英砂巖、硅質及泥質膠結，厚約10m;具造漿、縮徑，中等漏失。

　　2.4新生界(Kz)：僅發育新近第四系，厚約360—440m，呈角度不整合覆蓋于下伏基巖之上。主要巖性為粘土、亞粘土、粉砂、細砂的交替沉積，上部多雜色粘土、亞粘土及黃褐色細中砂層，頂部為種植土;具造漿、泥包、縮徑，輕微漏失。

　　3沖洗液

　　根據本區巖性情況，使用“雙聚”泥漿可滿足護壁和鉆進要求。

　　3.1“雙聚”材料的選擇及其性能見表1

　　注：(1)泥漿處理劑要在基漿水化(24小時后)加入。

　　(2)當所用HPAM、HPAN濃度變化時，加量隨之而變化。

　　3.2作用機理

　　“雙聚”泥漿中Na2CO3、NaOH、Na-CMC中的Na+在基漿水化后改變泥漿體系中電動電位，有利于井壁形成薄而堅韌的泥皮，具有優良的護壁效果;聚丙烯酸鉀(K-PAM)和水解聚丙烯腈鉀鹽粉末(K-HPAN)在適當的PH值(7.5-8.5)條件下充分水解后，向地層提供鉀離子，由于鉀離子晶格嵌位作用，抑制泥巖的水化膨脹、剝落掉塊，有效減弱地層縮徑、超徑趨勢;高分子聚合物—水解型聚丙烯酰胺，具有較強的橋聯、包被、紊凝作用，能有效的控制巖屑分散、抑制固含升高，保持較低的密度和盡可能少的固相含量，并有效地抑制地層縮徑。泥漿體系中CMC提供COOH-、OH-等親水基團，有效地束縛泥漿中的自由水，與K-PAM、K-HPAN、HPAM結合后，形成中低分子鏈網狀結構，具提粘、降失水作用。

　　3.3泥漿配制與管理

　　3.3.1根據不同地層，按上述配制不同的泥漿，漿粘土和純堿加入水中充分攪拌后，預水后24小時，制成基漿。

　　3.3.2使用前將泥漿處理劑按比例加入基漿中充分攪拌。

　　3.4泥漿的凈化與管理基本要求

　　3.4.1每臺鉆機配1m3水源箱2個，2m2水源箱一個，備用一定量的粘土和處理劑，自行配漿。機臺必須配備野外機臺泥漿性能測試儀：比重稱、漏斗粘度計、PH試紙、含砂量瓶，以便隨時測量泥漿的性能參數。若不符合要求，必須及時調整，使其達到要求。

　　3.4.2一定性能的泥漿在使用過程中，要特別注意維護，才能的揮泥漿的作用，特別是固相含量和含砂量一定要嚴格控制。現場采用人工撈砂和泥漿循環自然沉淀方法除砂，循環系統要設2～3個。沉淀箱、循環槽長度不得小于15米，坡度1/100。每班堅持撈砂3～4次，并及時補給不斷消耗的HPAM、HPAN要稀釋成8%以下膠體溶液，從孔口慢慢加入泥漿循環系統中，隨泥漿的循環，使其分散均勻。

　　4堵漏

　　4.1堵漏材料

　　為了防止本區漏失情況的發生，應準備以下堵漏材料，見表2。

　　4.2漏失的預防與堵漏措施

　　鉆進漏失層位時，可通過以下三種途徑預防漏失。

　　4.2.1平衡措施。即降低沖洗液比重、環空循環壓力損失。

　　4.2.2抑制措施。調節沖洗液流變性，降低泥漿的粘度和切力。

　　4.2.3隔離措施。采用堵漏泥漿水泥泥漿以及充填惰性材料。

　　出現漏失情況，應根據漏失量大小和堵漏材料，及時治理。

　　4.3“801”堵漏

　　“801”堵漏由木質纖維，木質粉和YM低號聚乙稀組成，配制后具強粘擴散、防止泥皮脫落功能;并能夠滲入巖溶裂隙中，形成一層堅韌膜狀膠體溶液充填漏失通道，具有良好堵漏效果。使用時，直接重疊入泥漿中攪勻，隨泥漿一起循環，不影響正常鉆進。“801”的加量根據漏失量的大小而定，一般為1m3：10Kg-40Kg。

　　4.4“191”樹脂堵漏

　　4.4.1材料：“191”號樹脂，催化劑，固化劑，水泥和砂子。

　　4.4.2配方：“191”樹脂：水泥：砂子=1：3：15。固化劑的加量為“191”樹脂的3～4%。催化劑的加量，氣溫偏高時，是“191”樹脂的(0.5%～1%)，氣溫低時，比例為2%。

　　4.5水泥漿堵漏：

　　用硫鋁酸鹽水泥(亦稱地勘水泥)對漏失段進行封閉。運用時，應考慮漏失程度、孔徑、孔深、灌注工藝組織等因素，并在水泥中加入不同的外加劑：如速凝劑，緩凝劑，早強劑和減水劑等，用以調節水泥的凝結時間和凝固強度。

　　5結語

　　5.1采用“雙聚”泥漿可滿足柘城胡襄煤田區域復雜地層情況正常施工護壁性能和安全鉆進基本要求，并能夠有效抑制泥巖水敏縮徑和坍塌、掉塊趨勢。

　　5.2在泥漿日常使用過程中，應準備好泥漿配套儀器設備，加強監測，做好維護管理工作，合理確定加入量，是維持泥漿性能的必要條件。

　　5.3在具體操作管理過程中，應防止泥漿性能變化，嚴格控制泥漿的固相含量和含沙量。

　　5.4針對地層漏失程度的差異，需分別采用不同“801”、 “191”樹脂和水泥漿固化具體堵漏方式，能夠解決地層漏失，確保孔壁安全和正常鉆進工作要求。

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