浅析冲洗液水质对煤田地质钻探施工的影响

矿床地质深部地质钻探冲洗液技术的认识与实践陶士先，纪卫军，单文军，胡继良，付帆（北京探矿工程研究所，北京102405）1 深部地质钻探存在的冲洗液技术问题的认识（1）钻遇地层复杂多变，冲洗液维护孔壁稳定更加困难。

深孔经常钻遇多层不同的复杂地层，错综复杂、相互制约。

如一个钻孔，涌水、漏失、坍塌掉块、膨胀缩径、各种电解质污染等复杂情况，可能同时出现或多次交替出现，实现孔壁稳定十分困难。

（2）受钻孔直径及设备能力影响，孔内复杂问题的处理和解决受到制约。

大部分地质钻探，钻孔直径相对较小，因此钻孔与孔壁之间、钻杆与岩心管之间的间隙也比较小。

在采用颗粒较大的惰性材料（如颗粒直径≥1mm）进行堵漏作业时会由于间隙被颗粒材料堵塞造成循环受阻或影响岩心管打捞。

泥浆泵也会因堵漏材料颗粒大无法泵送，给施工带来不便，也影响堵漏效果。

在造浆性强的地层，由于缺乏有效地固相控制系统，导致冲洗液固相含量急剧升高，粘度也大幅度提高，大大增加粘附卡钻的风险，施工中只能通过频繁排浆来实现固控，既污染环境，又造成冲洗液的大量浪费。

（3）绳索取心钻探技术的使用效果受到影响，甚至无法使用。

绳索取心钻探要求冲洗液需保持较低的固相含量和良好的流变性能。

但在松散破碎的坍塌掉块地层、高地应力地层，冲洗液往往需要较高的密度和粘度来维持孔壁稳定；在造浆性强的水敏性地层，要维持较低的固相含量十分困难；在粘附性强的粘土层和渗透性强的砂岩等地层，采用绳索取心钻进极易发生粘附卡钻事故。

（4）随钻孔深度增加，斜孔大量出现，摩擦阻力显著增大。

摩擦阻力的大小与钻孔深度、钻孔倾角、孔壁岩石硬度、孔壁泥皮质量、冲洗液固相含量等众多因素有关。

摩擦阻力大小随着钻孔深度的增加而增加，斜孔的摩擦阻力增加更为突出。

摩阻增大，除增加扭矩外，也加剧了钻具的磨损，容易引起断钻杆等复杂孔内事故。

（5）钾盐等高溶解性矿体钻探，既要维护孔壁稳定，又要考虑岩心保护。

（6）现场试验手段落后，施工人员依据地层变化配制和维护冲洗液性能存在困难，需要研制简便易用多功能复合型钻井液材料。

冲洗液对水文地质的影响摘要：在现代的钻井钻探过程中，常采用钻井冲洗液对钻头进行保护以及清洁井底等作用。

在不断地研究中发现，所钻探地区的水文地质与冲洗液的用量大小具有比例关系，所以，研究冲洗液与水文地质之间的关系，就可以根据冲洗液的用量从侧面反应冲当地的水文地质情况，本文主要就冲洗液与水文地质之间的关系进行分析。

关键词：冲洗液；水文地质；影响一、引言水文地质参数的获取方法一直以来都是水文地质领域的一大重要难题。

然而，在实际的生产生活中，人们发现冲洗液的用量多少与水文地质状况之间存在某种直接关系。

所以，在缺少参数及条件的情况下，可以根据钻井时采用的冲洗液用量来对水文地质进行估计。

二、冲洗液应用现状及特点在第四纪地层钻进时，如按规范采用清水作冲洗液，势必产生自然造浆现象。

它带来的后果是：护壁和携粉能力差，事故多，钻效低，成井困难；孔壁不易形成固相浓度高的致密泥皮，冲洗液中的岩土颗粒渗入地层孔隙，将导致含水层严重淤堵。

这种淤堵用常规方法处理很难取得预期的洗井效果，影响了对含水层和水井的评价。

而从国内近年来的研究应用情况来看，钻井冲洗液在煤炭行业仍将以不分散低固相泥浆为主；在金属矿床勘探的复杂地层钻进中聚合物冲洗液的作用不可替代；水基油井泥浆将主要集中于解决四大技术问题：改善和提高泥浆稳定井眼的能力、提高高温稳定性、减轻或避免对储层的损害、满足环保要求。

油基泥浆材料的发展主要是研制新型油基泥浆处理剂，尤其是高温高效乳化剂；在水文水井钻探中，泥浆对含水层的封堵作用大，严重影响水井涌水量，而PHP 一水玻璃无固相冲洗液可望在解决这一问题中发挥关键作用；用高钙粉煤灰处理废泥浆实验效果明显，应用前景看好。

冲洗液的性能特点通过在水文观测孔和采样孔中的实际应用, 证明多功能无固相冲洗液在砂砾层中钻进, 效果较为理想。

具有以下特点:（1）流变性好。

（2）固结孔壁作用快。

（3）具有良好的排粉能力和自身净化能力。

（4）固结孔壁强度高。

复杂地层钻探冲洗液技术研究摘要：在地质钻探过程中经常遇到异常压力地层，这时就要提高冲洗液密度，平衡地层的压力，稳定孔壁。

但冲洗液的密度增高会形成泥浆的流变性差、失水量大，泵压增加，进一步影响钻进效率。

本文主要讲了两个方面：一、复杂地层钻探的概述，包括发展、特点及对冲洗液技术的要求；二、对复杂地层地质钻探冲洗液技术的研究与分析。

关键词：复杂地层；地质钻探；冲洗液；技术研究在复杂地层的情况下，要控制和维护好冲洗液的性能，冲洗液的密度高会形成泥浆的总体积与液相体积差较大，冲洗液就不会保持良好的流变性能，进一步影响了钻进的效率以及施工的质量。

加强冲洗液的类型选择及处理剂的使用，是解决复杂地层钻探冲洗液技术问题的首要条件[1]。

一、地质钻探概述㈠、发展随着社会经济的发展，我国日益对矿产资源的需求量越来越大，但开采的资源远远达不到人们的需求，只能依靠进口，这不仅浪费了我国的大量资源，还加大了经济输出。

因此，我国目前加强了对矿资源的开采和开发的力度，制定了相关的矿资源勘查计划。

勘查的矿源深度也在不断的加深，目前已经达到了2000m深度的地质岩心钻探孔，其中最深孔已经远远大于2700m，同时勘查的区域逐渐向西部地区扩展。

同时，国家也越来越重视深部地球的研究，加大了科学研究的投入力度，并实施了有关于大陆钻探项目和柴达木盆地的资源钻探项目，还包括深部探测计划、地震钻探、白垩纪钻探和天然气钻探等钻探项目。

我们所研究的钻探项目大部分位于地层断裂带或是高原冻土地带，由于钻孔的深度会远远大于3000m，而且钻探的地质条件很复杂，因而对钻探的效率、技术和取心的质量都提高了要求。

面对这些较为复杂的地质条件进行钻探，使用冲洗液是首要条件，且其在技术上有很大的重要性，因此冲洗液有很大的发展潜力。

㈡、特点地质的岩心钻探技术、地质及要求不同于石油钻井，它具有口径小、转速快、间隙小，取心质量高等特点。

我国一般采取绳索取心钻对岩心钻探和科学钻探进行研究，这种方法效率快，钻口径，环空间隙小，而且冲洗液的压力高，这就要求钻探的泥浆具有较好的流动性及薄而韧质量的泥饼。

地质钻探复杂地层冲洗液对策及应用案例
1.问题描述。

地质钻探过程中，遇到复杂地层时，常常需要采用冲洗液来降低钻头磨损、清除孔底碎屑等。

但是，不同地层的性质不同，对冲洗液的要求也不同，如果选择不当，可能会引起一系列问题，如造成泥浆失稳、沉降不良、固相含量大等，从而影响到钻探的质量和速度。

2.对策建议。

2.1根据地层性质选择合适的冲洗液。

根据地层的物理、化学特性，选择合适的冲洗液。

例如，对于软弱不良的黏土层，应选用高黏度的聚合物泥浆，以便能够保持孔壁稳定；对于硬质的岩石层，可以使用酸性冲洗液，以协助溶解岩石。

2.2控制固相含量。

固相含量的过高会导致泥浆失稳、磨损增加等问题。

因此，在选择冲洗液时，要尽可能选择固相含量低、分散性好的液体，并加强泥浆处理过程，尽量将泥浆中的固相物质过滤掉。

2.3控制沉降速度。

沉降速度快的泥浆易造成孔壁塌陷和损伤。

因此，应选择沉降速度较慢的液体，并加入一定的抗沉淀剂来保持稳定性。

3.应用案例。

某石油公司在钻探某一井筒时，遇到了一层复杂的碎石层。

经过多方查询和试验，选择了一种高黏度的聚合物泥浆，可以有效保持孔壁稳定，
还加入了适量的抗沉淀剂，在保证泥浆稳定性的同时，控制了沉降速度。

该冲洗液的使用效果非常好，成功地钻探了一口深度较大的井筒，避免了很多钻井风险。

煤田地质勘察的实际意义及水文地质问题带来的相应危害发布时间：2021-04-13T06:20:09.884Z 来源：《防护工程》2021年2期作者：朱瑞姜月涛[导读] 近几年，我国经济水平明显提升，对于煤矿资源的需求量也明显增加，但目前我国的煤矿资源储量明显降低，如何较好的进行煤矿开采成为普遍关注的重要问题。

煤田地质勘查作为煤矿开采前的一项重要工作内容，很容易受到水文地质问题的影响，需要做好相关处理。

新汶矿业集团地质勘探有限责任公司山东泰安 271222摘要：近几年，我国经济水平明显提升，对于煤矿资源的需求量也明显增加，但目前我国的煤矿资源储量明显降低，如何较好的进行煤矿开采成为普遍关注的重要问题。

煤田地质勘查作为煤矿开采前的一项重要工作内容，很容易受到水文地质问题的影响，需要做好相关处理。

本文将结合实际情况，对煤田地质勘查中水文地质问题的危害性与应对措施进行详细分析，以期为今后开展的相关工作提供借鉴与参考。

关键词：煤田地质勘察；水文地质问题；危害性煤田地质勘察是一项较为复杂的工作项目，可能会受到较多因素的影响，其中水文地质问题是最为主要的，会为整体勘察工作带来较大危害，勘察队伍必须要在充分了解这一危害性以后，采取有效措施加以应对，以提高煤田地质勘察的安全性与有效性，具有重要意义。

因此，联系实际分析煤田地质勘查中水文地质问题的危害性与应对措施是十分必要的。

一、水文地质问题为煤田地质勘察带来的危害煤田地质勘查目前的内容较为广泛，过程也较为复杂，若是存在水文地质问题，会增加勘察的不确定性，在这样的情况下，很难保证煤矿开采的安全性。

就工作实际而言，水文地质问题为煤田地质勘察带来的危害主要可以从两方面分析：（1）地下水位升降变化带来的危害，通常情况下地下水位变化会处在一个较小的幅度内，这样有助于保证地表的稳定，而一旦出现升降变化较大，就会对土体带来严重危害，若是异常上升现象较为严重，则很有可能导致相应岩层受到压力的作用发生断裂，可能会间接导致矿床因为压力不均而发生断层，直接影响后续的煤炭开采工作，必须要引起相应重视；（2）地下水位压力异常所带来的危害，在不受任何人为因素影响的情况下，地下水并不会产生较强的压力数值，但煤矿开采的规模较大，会产生较大的振动，这时地下水就会出现压力异常的情况下，是由各种工程建设活动所引起的，比如煤矿开采过程中表层建筑基坑开挖时，就会受到工期、开挖速度等的影响，使得土壤表层中浅层地下水丰富的砂层等等自身的压力瞬间下降，在这样强烈的压力差下，很有可能出现地基上浮、基坑地板破裂等情况，威胁上层建筑安全。