李超友

（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局107地質(zhì)隊，重慶 渝北 401120）

1 工程概況

麥李樹勘查區(qū)（貴州道真鋁土礦區(qū)）位于貴州道真縣北西約42公里，北距重慶市南川市65公里，為道真縣大阡鎮(zhèn)、玉溪鎮(zhèn)所共轄?？辈閰^(qū)地理范圍：東經(jīng)107°30′30″～107°33′30″，北緯28°57′30″～28°59′45?？辈閰^(qū)所在區(qū)域大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺黔北臺隆遵義斷拱之鳳崗北北東向構(gòu)造變形區(qū)內(nèi)（揚(yáng)子板塊南部北侏羅山式褶皺帶），是遵義斷拱東半部的一個四級構(gòu)造單元，是燕山運(yùn)動的產(chǎn)物。其構(gòu)造形態(tài)以北北東向和北東向多字型構(gòu)造為主，西部發(fā)育有南北向構(gòu)造。麥頁1井位于勘查區(qū)的中西部，道真向斜西翼中段，斷層不發(fā)育，井區(qū)地層呈單斜產(chǎn)出，所處部位地質(zhì)構(gòu)造簡單。麥頁1井自上而下鉆遇了二疊系上統(tǒng)吳家坪組、中統(tǒng)茅口組、棲霞組、梁山組、石炭系中統(tǒng)黃龍組、志留系下統(tǒng)韓家店組，石牛欄組、龍馬溪組，奧陶系上統(tǒng)寶塔組。

根據(jù)鉆井工程設(shè)計，合同約定井深1500m，由于鉆井地層傾角發(fā)生變化，為了滿足頁巖氣地質(zhì)調(diào)查的需要，鉆井實際完鉆井深為1681.09m。主要采用中地集團(tuán)張家口探礦機(jī)械廠的XY-8鉆機(jī)，無錫工具廠NQ系列的89mm、76mm繩索取心鉆桿，本井一開：0m～68.29m,合金鉆頭150mm開孔鉆進(jìn)，下146mm套管（67.59m）；二開：68.21m～81.21m普通金剛石鉆頭130mm鉆進(jìn)，下127mm技術(shù)套管（81.21m）； 三開：81.21m～221.80m,普通金剛石鉆頭116mm鉆進(jìn)，下114mm技術(shù)套管（221.80m）；四開：221.80m～962.30m,金剛石繩索取心鉆頭96mm鉆進(jìn)，裸眼（962.30m）；五開：962.30m～1681.09m,金剛石繩索取心鉆頭75mm鉆進(jìn)，裸眼。

本井實鉆對獲取資料的綜合研究分析得出：麥頁1井井段1528.54m～1589.25m；1623.47m～1659.16m為烴源巖優(yōu)選段，目的層龍馬溪組（一段、二段、三段）巖性主要是灰黑色含炭質(zhì)泥巖和黑色炭質(zhì)泥巖，含油氣性較好，其顯示級別高，具有較大的開發(fā)前景[1]。

2 施工工藝研究分析

2.1 繩索取心技術(shù)

（1）取心工具。鉆具、總成的技術(shù)要求：第一，內(nèi)管總成能在鉆桿內(nèi)下至外管中預(yù)定限位以及懸掛位置，而且能夠向地面?zhèn)魉托盘?，在?nèi)管總成下至外管總成的預(yù)定部位時，可以即時發(fā)送到位的信號，并且內(nèi)、外管間相對位置可以得到確定。鉆進(jìn)進(jìn)程當(dāng)中內(nèi)管不發(fā)生上竄與下滑問題；內(nèi)、外管間可以確保有著良好通水性。第二，鉆進(jìn)進(jìn)程當(dāng)中，在內(nèi)管被巖心充滿或是出現(xiàn)巖心堵塞問題的時候，應(yīng)當(dāng)可以及時對地面發(fā)出相應(yīng)信號。第三，內(nèi)管總成的長度能夠調(diào)節(jié)，使卡簧與鉆頭內(nèi)臺階保持合理距離。第四，卡取巖心的時候，卡簧座應(yīng)當(dāng)坐于鉆頭內(nèi)的臺階上，經(jīng)過鉆頭把拔斷巖心力傳至外管。第五，內(nèi)外管應(yīng)同軸，單動靈活。第六，打撈器可以于鉆桿柱內(nèi)憑借一定速度下降至內(nèi)管總成的上端，而且對裝有巖心內(nèi)管進(jìn)行打撈。

（2）取心操作。首先運(yùn)用著回轉(zhuǎn)器將鉆具頂起50mm～70mm，再對鉆柱進(jìn)行緩慢回轉(zhuǎn)，將巖心扭斷，再提起且將機(jī)上鉆桿卸掉之后，下放打撈設(shè)備。打撈器于沖洗液當(dāng)中以1.5mm/s～2mm/s速度下降，在達(dá)到內(nèi)管總成的上端時，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減緩下降的速度，有輕微撞擊聲之后，開動繩索進(jìn)行取心絞車，將鋼絲繩緩慢提升，在確認(rèn)了內(nèi)管總成已經(jīng)提動之后能夠正常的提升。提升進(jìn)程當(dāng)中，假如沖洗液是由鉆桿溢出的，則說明了打撈是成功的，不然需重復(fù)進(jìn)行試撈。禁止猛沖硬蹾，在反復(fù)打撈而無效候應(yīng)當(dāng)提鉆處理。

（3）巖心保護(hù)措施。巖心的采取和保護(hù)是滿足鉆探施工重要指標(biāo)之一，麥頁1井全孔巖心采取率達(dá)到94.88%，鉆井施工過程中主要做到了下面幾點：第一，選擇合適的取心工藝、鉆進(jìn)參數(shù)和沖洗液類型。繩索取心配套鉆井工藝是保證該鉆孔巖心采取率的關(guān)鍵。第二，對取心工具妥善保管，使用前進(jìn)行認(rèn)真檢查，用后做清洗檢查、注潤滑油脂。第三，在取心困難的破碎地層中鉆進(jìn)時，適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速、壓力和泵量，控制回次進(jìn)尺長度和時間。鉆進(jìn)遇堵時，及時提鉆檢查，不打懶鉆，減少機(jī)械磨損。第四，控制鉆進(jìn)回次進(jìn)尺，回次進(jìn)尺長度不超過巖心管長度。第五，退出巖心時要細(xì)心，不重敲猛打，盡量避免人為破碎，并防止上下次序顛倒。第六，巖心取出后，及時清洗，按順序裝入巖心箱，貼上回次標(biāo)簽，并拍照。

2.2 鉆井液體系管理

（1）鉆井液配制。麥頁1井作為地質(zhì)調(diào)查井，采用的是小口徑金剛石繩索取心鉆井工藝，由于井壁環(huán)狀間隙小，轉(zhuǎn)速高，泥漿的選擇根據(jù)繩索取心鉆進(jìn)特點、鉆井深度、地層情況來合理選擇，所以要求泥漿須具有良好的流動性、抑制性、排粉性、抗泥包性和潤滑性，盡量減少固相含量，以減輕鉆桿內(nèi)壁結(jié)垢現(xiàn)象。由于鉆井地層以粉砂巖、泥頁巖為主，部分井段巖心破碎、易塌孔，為了保證井壁穩(wěn)定，根據(jù)以往鉆探施工中的泥漿使用情況，該井選用了低失水、強(qiáng)抑制性能、潤滑性好的泥漿配比。鉆井過程中主要使用以下泥漿配方，并在施工過程中根據(jù)井內(nèi)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整：第一種是：清水+鈉土2-4%+純堿0.2%+CMC0.5%+KP共聚物0.4%+植物膠0.5%+磺化瀝青0.5%+KHm0.5%+聚丙烯酸鉀0.02%+潤滑劑0.5%；第二種是：清水+鈉土3-5%+純堿0.2%+KDG0.5%+KP共聚物0.5%+植物膠0.6%+KHm0.6%+聚丙烯酸鉀0.03%+潤滑劑0.5%。通過對不同井段鉆取的巖心在使用泥漿中進(jìn)行的浸泡實驗觀察，巖樣普遍保持較好，證明使用泥漿在抗水敏性方面基本能適應(yīng)該鉆井地層需要。

（2）保證泥漿性能。為了保證泥漿的良好性能，保證泥漿的配制效果，現(xiàn)場除鉆井所需的泥漿池、沉砂池外，還專門砌筑了兩個1m3的拌漿池，拌制新漿液、替換漿液或補(bǔ)充漿液，均要求在拌漿池中進(jìn)行，以保證配方準(zhǔn)確、漿液攪拌均勻?，F(xiàn)場還準(zhǔn)備了幾個鐵桶，在泥漿配制前，先對各種泥漿材料進(jìn)行預(yù)水化處理，保證泥漿配制時分散均勻，不發(fā)生性能突變。在鉆進(jìn)施工過程中，需將泥漿返漿的性能測定工作認(rèn)真完成。若出現(xiàn)泥漿返漿狀況或是施工地層出現(xiàn)變化的時候，依照變化狀況及時對泥漿的性能進(jìn)行調(diào)整或是配制新漿進(jìn)行補(bǔ)充與替換，以使得鉆進(jìn)施工需求得到滿足[2,3]。向泥漿當(dāng)中添處理劑的時候需要均勻、緩慢，免于泥漿性能出現(xiàn)突變問題。不準(zhǔn)向泥漿中任意添加清水，當(dāng)泥漿漏失或需要補(bǔ)漿時，全部在小拌漿池中處理后再加入。不讓污水、雨水流進(jìn)泥漿池中，避免其對泥漿的影響，為此，現(xiàn)場在泥漿池上方搭建了遮雨蓬，泥漿池周圍挖了排水溝。及時對于有害固相實施處理。

3 質(zhì)量保證措施

3.1 井眼軌跡控制技術(shù)措施

鉆機(jī)要安裝在平穩(wěn)、堅實的基礎(chǔ)上，做到水平、垂直。為了保證基礎(chǔ)牢固堅實，現(xiàn)場對鉆機(jī)底座進(jìn)行了混凝土硬化加固處理。開孔要直，不能夠運(yùn)用曠動立軸（導(dǎo)管），在開孔的時候選取鋒利鉆頭，主動鉆桿不能夠發(fā)生偏擺問題，軸心加壓需均勻。在巖性換層的時候，應(yīng)適當(dāng)使鉆壓減輕。鉆孔換徑時帶導(dǎo)向，以保證大小鉆具同心，比例適當(dāng)。鉆桿和巖心管彎曲度、磨損超過規(guī)定要求的不得下入孔內(nèi)，以防止和減小孔斜。堅持每50～100米測一次孔斜，井斜超過規(guī)范要求時，查找原因，并進(jìn)行糾斜。麥頁1井為小口徑鉆井，施工中主要采用繩索取心鉆井工藝。由于口徑較小，在鉆遇易斜地層發(fā)生鉆井軌跡偏移時，無法采用油氣鉆井中的加鉆鋌、運(yùn)用鐘擺鉆具組合等多種有效合理方式控制井斜問題。施工當(dāng)中，經(jīng)連續(xù)測斜發(fā)現(xiàn)從650m開始井斜持續(xù)增大，且在井深800m時頂角又突然加大，超過了設(shè)計允許范圍。經(jīng)上報甲方及本公司技術(shù)部門后，對600m～800m井段進(jìn)行了水泥封孔，然后采用螺桿鉆具進(jìn)行定向糾斜處理，使鉆孔在800m～1000m易斜井段一直保持在7°左右。通過完鉆后的測斜情況看，該鉆井最大井斜在井深1575m，鉆井頂角為17.67°，滿足鉆孔設(shè)計要求。雖然使用螺桿鉆具定向鉆進(jìn)糾斜效果不錯，但費(fèi)時費(fèi)力，從井深697m～960m，共用螺桿鉆具定向鉆進(jìn)糾斜7次，糾斜段長263m，用時55天，對鉆井工期有較大影響。

3.2 保證巖心采取質(zhì)量的措施

采用單動性能好的鉆具，避免因內(nèi)外管雙動引起的巖心機(jī)械磨損。嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，控制回次進(jìn)尺，禁止超管鉆進(jìn)。在進(jìn)入破碎層鉆進(jìn)時，對轉(zhuǎn)速、鉆壓和泵量適當(dāng)調(diào)小，不要頻繁活動鉆具，以防止或減少機(jī)械破碎。鉆進(jìn)之中假如發(fā)現(xiàn)有巖心堵塞問題，應(yīng)進(jìn)尺緩慢或者是不進(jìn)尺，經(jīng)短暫活動無效后，要及時提鉆，防止機(jī)械磨損，禁止強(qiáng)行打懶鉆。對富有機(jī)質(zhì)頁巖目的層鉆進(jìn)時，為防止燃燒變質(zhì)，嚴(yán)禁干鉆取心。取巖心的時需要仔細(xì)，盡量避免人為破碎問題，取出巖心需運(yùn)用水進(jìn)行清洗，依據(jù)順序裝進(jìn)巖心箱擺放且編號，注意防止巖心順序上、下顛倒（應(yīng)先出后放）。提取目的層頁巖巖樣時，為了滿足巖樣含氣量測定的需要，取樣過程中盡量保持井眼灌滿泥漿。目的層巖心取出后在10mim內(nèi)交由現(xiàn)場解吸人員進(jìn)行現(xiàn)場含氣量測試，保證解吸值的準(zhǔn)確。巖心取出后，不能混入雜物，所有巖心要按順序裝箱、編號、貼簽、拍照，并及時編錄。巖心的保管和處理按照地質(zhì)要求完成。機(jī)場配齊了一定數(shù)量的卡簧、卡簧座供使用時選擇。嚴(yán)格交接班制度，特別在目的層鉆進(jìn)中高度重視。施工中所有交接班都在現(xiàn)場交接清楚，做到上不清下不接。

3.3 防止井塌技術(shù)措施

保證井壁的周邊有充足支持力，需要對泥漿密度做到適當(dāng)控制，以對于井壁力學(xué)平衡進(jìn)行維持。添加足量的防塌抑制劑以及封堵類材質(zhì)，使泥漿濾液的性質(zhì)得到改變，使泥漿的侵入量減少，滿足對于泥巖有效抑制與封堵需要。盡量使得流體對于容易坍塌地層浸泡的時間縮短，添加處理劑并均勻攪拌，保持泥漿性能穩(wěn)定，尤其是密度和黏切有相對穩(wěn)定。盡量使得鉆具對于井壁碰撞減輕，并使壓力激動與抽吸減小。而且，盡可能使流體對于井壁沖刷影響減輕。對塌孔嚴(yán)重、泥漿處理困難井段，采用套管直接隔離。孔深957m～962.3m井段巖層松軟破碎，水敏性強(qiáng)，且從氣測顯示看，該層段有氣體溢出，雖進(jìn)行過水泥封孔，但幾乎沒有作用，最后采用下套管的方法隔離，保證了五開鉆井的順利進(jìn)行。

4 結(jié)束語

本文通過對于貴州鋁土礦區(qū)頁巖氣麥頁1井的鉆井工藝展開分析研究，得到鉆井工作中工作要點，以及需要注意的地方，對于鉆井技術(shù)具有較好的總結(jié)，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)從業(yè)人員有一定借鑒意義。