煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题研究
姚小兵
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姚小兵,. 煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题研究[J]. 地球科学探索,2025.1. DOI:10.12721/ccn.2025.157249.
摘要:
从煤田地质钻探作业基本情况来看,在钻孔工作进行过程中经常会出现漏水以及管道直径缩短等实际问题,如果对于这些问题不能够采取相应的措施进行处理,很有可能导致钻孔破坏现象发生,让相关单位产生巨大损失,对于其他各个工作环节的正常进行也会形成阻碍。简要介绍煤田钻孔漏失所产生具体影响,结合实际情况分析该类问题产生的原因,同时提出行之有效的煤田钻孔堵漏策略,对于行业整体水平的提升起到积极作用。
关键词: 煤田地质钻探;钻孔漏失;堵漏策略
DOI:10.12721/ccn.2025.157249
基金资助:

在经济水平不断提高的过程中,对于各类能源的需求总量也在不断增多。煤炭属于较为重要的社会生产能源,在近几年以来煤炭开采技术不断更新,对于推动各行各业的发展起到了重要作用。但需要注意的是,在对于煤田进行地质钻探的过程中会涉及较为复杂的流程,一旦出现钻孔漏失问题则很有可能给相关企业造成巨大的经济损失[1]。在这种情况下,应当对于钻孔漏失问题进行深入地分析和研究,同时结合实际情况提出较为有效的堵漏策略。

1煤田钻孔漏失所产生的影响

根据生产实际可以得知,煤田地质钻探钻孔漏失属于一种较为普遍的问题,如果这些问题得不到有效地处理,则会产生较为恶劣的影响。一些机构对于这一问题展开的研究和分析,认为煤田钻孔落实问题主要产生的较为松散的岩层中,一旦出现漏失主要表现为孔内的泥浆只能进入而不能流出,如果在较短的时间内不能够及时进行处理,则很有可能导致孔内坍塌现象发生,在严重时会导致钻孔直接报废,产生较大的经济损失[2]。比如:在某些地区在景田煤田地质钻探阶段如果发生相应的孔漏问题则会导致充血大量流失,不仅会造成工期延误,还会导致其他各项工作无法正常开展。

从宏观角度来看,在煤田地质钻探工作正常进行的过程中,很多因素都有可能影响该项工作的实际质量和效率。在众多问题中,钻孔漏失问题具有一定代表性。正因如此,作为相关企业要引起足够的重视,对于该类问题产生的原因进行具体分析,同时也要考虑到钻孔漏失可能产生的各种危害,采取有效措施予以补救,进一步提高煤炭开采工作整体质量,让该行业继续为地区经济发展贡献重要力量。同时,也要根据具体情况引进较为先进的技术以及解决措施,将钻孔漏失问题产生危害降至最低。

2钻孔漏失问题产生具体原因

钻孔漏失所形成的危害不言而喻,因此有关方面投入大量人力及物力,对于该类问题产生的原因进行了细致探讨,认为钻孔漏失形成的主要原因有以下方面:

2.1客观方面的原因

从客观角度来看,各个地区的煤田地址情况与水文条件各不相同,如果岩层内的空气环境相对较差或者一些区域含水量相对较高,都有可能造成漏失现象发生。例如:我国某煤田其地层厚度超过200米,主要由石灰岩、白云灰质岩、石膏层组成[3]。在工作人员进行钻孔工作的过程中发现,岩石层中存在较多的缝隙,这些缝隙导致钻孔工作的难度大幅度提高。根据相关的测试结果,如果这些缝隙不能够形成闭合,则很容易导致在作业阶段出现冲击大量流失问题。

现如今随着勘探技术水平的不断提升,煤田的数量和规模也在逐渐扩大。但是一些地区本身的地质水文条件较为复杂,导致在进行地质钻探工作的过程中,往往需要考虑到更多层面的问题,也导致了钻孔漏失问题发生的概率大幅提高[4]。对此,相关工作人员要引起高度重视,对于煤田区域各种情况进行深入分析,通过综合讨论方式提出较为合理的解决方案。

2.2主观因素

从主观角度来分析,造成钻孔漏失问题产生的原因多种多样。在冲洗液类型选择、钻头类型选择、冲洗方法选择、钻孔工艺参数确定等多项工作中,如果出现操作失误均有可能导致泄漏现象发生。在开展相关工作时发现,如果泥浆配置过程出现问题则会导致泥浆的整体性能与地层匹配性相对较差,最终导致冲洗泄漏。除此之外,如果在进行钻孔工作的过程中,出现钻井液柱压力大于地层压力的现象,则会导致地层内部的裂缝进一步扩大,最终形成钻孔漏洞。

3煤田钻孔堵漏有效策略

前文已经提及在煤田地质钻探工作进行过程中堵漏问题会造成巨大的经济损失,因此采取有效措施进行堵漏至关重要。根据实际经验,在煤田钻孔堵漏的过程中,可以考虑采取如下策略:

3.1增阻堵漏技术

在某些情况下,如果钻孔漏水现象被及时发现同时采取有效措施进行处理,则会使得其造成的损失大幅度降低。在工作实践中,一般会考虑采用非固结硬化泥浆注入相应区域,这样便能够达到进一步提高通道内液体流动阻力的目的,也能够缩小漏失通道的断面。堵漏工艺所采用的泥浆主要包括以下几种类型:

首先,可以考虑采用稠泥浆。根据稠泥浆的物理性质可以得知,此类泥浆在静止状态下会和岩石粉和粘土发生作用产生沉淀,所产生的沉淀能够起到对于泄漏通道进行阻塞的作用,这样便能够消除孔洞漏失所产生的各种问题。但是需要特别指出的是,工作人员要对于沉淀时间进行控制,一般情况下沉淀时间应当维持在24小时以上[5]。其次,可以考虑采用一些高粘性以及高密度的泥浆。在这些泥浆中通过添加高质物质的方式,能够进一步提高材料的密度和韧性,最终实现对于微细裂缝的有效封闭,能够将漏水问题产生的危害降至最低。再者,可以考虑填充一些惰性材料。众所周知,将一些惰性填缝材料与凝胶材料进行融合,能够从根本上提高泥浆材料本身的性质,也能够实现对于一些通道的封堵。但在惰性材料选择的过程中,工作人员要引起足够重视,要对于惰性材料颗粒大小、颗粒形状、运用数量进行分析和研究,通过认真讨论方式提出最为合理的方案。

3.2注浆固结技术的应用

如果选择适应性相对较强的泥浆材料注入漏失段,则能够实现对于通道的封堵,也能够避免问题扩大化,对于确保钻孔作业的正常进行起到重要作用。从实际经验来看,注浆固结阀其本身的适应性相对较强,在后续钻进作业时可以选择的冲洗介质种类也相对较多,因此该种方法受到了广泛的关注。

在运用注浆固结技术的过程中,可以考虑选择水泥浆液。在操作时将水泥作为基础原料,通过向其中添加速凝剂及减水剂的方式,对于浆液的整体性能进行不断优化,这样便能够不断提高其实用性。众所周知,水泥浆液在应用过程中往往具有良好的性能,同时其材料来源相对广泛。在某些情况下,也可以对于浆液的基本性能进行调节。但需要特别注意的是,为了进一步提高封堵效果,在操作的过程中要提供足够大的压力,也要根据地下水的实际情况对于施工工艺进行相应的调整。除此之外,工作人员也可以考虑选择合成树脂浆液。合成树脂浆液主要包括水玻璃浆液、聚丙烯酰胺浆液、不饱和树脂香液等几种类型,从基本组成上来看合成树脂浆液主要以人工合成树脂为主要原料,通过固化剂作用形成具有较大强度的固结物,如果能够采取措施运用这些固结物,都能够在很大程度上提高对于钻孔位置的封堵效果。

4 结语

在煤田地质钻探钻孔工作进行过程中,如果由于各种因素而导致钻孔漏失问题产生,则很有可能造成巨大的经济损失,甚至也有可能导致在工程施工过程中存在巨大的安全隐患。正因如此,有关方面对于这一问题要引起足够的重视,要组织相关人员深入分析问题产生的原因,同时结合技术的发展情况采用较为合理的封堵策略,这样才能够让钻孔漏失问题产生的危害价值最低。相信在各方面共同努力之下,一定能够进一步提高漏洞封堵水平,为后续钻孔作业正常开展提供有力支持,让我国煤炭行业在新时期焕发盎然生机。

参考文献

[1]侯向科.地质钻探施工中孔塌事故的原因及预防方法[J].世界有色金属,2022,(13):217-219.

[2]王泽.矿山地质钻探施工中堵漏新技术的应用[J].世界有色金属,2022,(03):140-142.

[3]翟锋锋,雷跃,卿家兵.煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题分析[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(24):141-142.

[4]赵军学.地质钻探中孔内复杂情况的应对措施探究[J].世界有色金属,2021,(13):206-207.

[5]杜江岩,陈和军,师德扬,曹阿楠,李林.新疆复杂地层水文地质钻探施工常规解决方法论述[J].中国科学探险,2021,(01):91-93+96.

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