裸眼钻进中的几点体会

几年来我队施工的勘探区，属于“三江”平原，是全隐蔽煤田，有250—350m厚的三、四系地层，最厚达500—600m，钻孔深度都在700—1000m，煤层赋存较深，给钻探施工带来很大困难。在如此厚的三、四系地层钻探，如果采用过去孔孔下套管的方法进行钻孔护壁是行不通了：一是冲积层厚，下入套管多且重量大，无法支承套管重量；二是起下套管工艺复杂，孔径要大于套管径两级，而钻孔垂直度要求高，结果是下套管难度大，起拔时难度更大，因此损失套管很多；三是起拔时间长（如曾在东荣施工的钻孔，某孔下入320m套管，起拔时间达70余天；某水文孔下入套管240m，也起了45天，而且只起出2/3），大量增加了非生产时间，延误了施工周期；四是套管事故多，不易处理，有的造成废孔。因此，不能采取套管护壁的方法，只好采取优质化学泥浆进行钻孔护壁，实行裸眼钻进。     

厚覆盖层煤田深孔下套管的理论与实践

前 言聊城煤田埋藏较深，自1986年上钻以来截止1988年底已施工了10个钻孔，孔深均在1100m左右。由于该煤田主煤层埋藏较深，钻进中为了保护孔壁必须下套管。但套管下在什么层位比较合适？下多少为好？我们进行了近两年的摸索。有教训，也有收获。本文试就该煤田的地层特点，讨论论证把套管下在溶胀性粘土质复盖层中的可行性。一、聊城煤田的岩石性质及其特点聊城煤田的主煤层赋存在二叠系地层中。上覆盖层厚度约600—850m。其岩性除了砂层外，主要是溶胀性粘土和泥质地层。     

KURD油田S-4井封井侧钻事故探讨

S-4是KURD油田的一口生产井,Tanjero层主要油层岩性为页岩,易剥落坍塌,埋深1352~2252m,主力油层岩性主要为砂岩与泥岩、页岩互层,间夹少量煤层,易发生气侵,该井?311mm井眼完钻井深为2300m,之后,下9-5/8″套管至2135m,因下套管遇阻,未能下至预定深度,固井后钻水泥塞至2137m。在这种情况下,由于技术套管未能封隔住Tanjero层,致使后期施工过程中多次井壁坍塌,发生卡钻事故,造成5次封井侧钻。最终导致了恶性事故,造成了巨大的经济损失。因此,深入分析总结事故原因和处理经过,为预防与处理此类事故提供借鉴,避免类似事故再次发生。     

1409m绳索取心钻探深孔施工措施

在河南省平顶山矿区施工，有70％的钻孔孔深在1100—1500m之间。这批钻孔不仅深度大，而且均有不同程度的涌水漏水及坍塌缩经现象，施工难度大。我们根据地层特点决定分段治理，采取优质泥浆平衡钻进，多层套管隔离的施工方法，取得了好的效果。例如5510孔，终孔深度1409.52m，终孔顶角50′，孔深573.37m开始换绳索取心钻进。平均时效0.79m/h，     

西藏那曲热田ZK1102井多层热储敞口压井技术

西藏那曲地热田ZK1102,钻进井深299m处发生强烈井喷.裸眼段(表层套管36m)存在三层压力相差悬殊的热储,且都具相当大的流量,井口主要依靠热流体结垢物不完全封堵.本文阐述该井压井特殊方法和处理过程,以及提钻、挤水泥、测井、下套管和注水泥等施工中井内平衡技术.     

复杂地质条件下S形定向井的井身结构优化及应用

为提高鲁迈拉油田钻井效益,降低施工风险,减少非生产时间,开展了伊拉克鲁迈拉油田井身结构优化研究工作。采用由内而外、自下而上的设计方法,根据地层压力情况,结合地质特点和施工难点,确定了一开进入Dammam层顶6m,二开进入sadi层8~15m,三开钻过储层50m完钻的三层套管井身结构。根据鲁迈拉油田开发实际需求和后续作业管柱尺寸,并结合行业标准,确定各开次钻头和套管尺寸。通过套管柱安全性分析发现,采用L80级套管既要满足施工操作,又要满足抗外挤安全系数≮1.125、抗内压安全系数≮1.10、抗拉安全系数≮1.25的技术需求,且各开次管柱均可顺利下入。通过该项技术在25口井上的成功应用,平均建井周期缩短15.33d,平均非生产时间比例降低了8.6%。研究结果表明,伊拉克鲁迈拉油田井身结构优化技术,解决了多层漏失、大段页岩坍塌、含硫水侵、储层渗透率高等引起的施工中井下多发生复杂情况等问题,确保了复杂地质条件下的安全钻进。该技术有助于提高鲁迈拉整体钻井技术水平,具有广阔的市场前景和推广价值,从而为中石油钻探队伍站稳伊拉克市场提供了技术支撑。     

煤矿井下复杂岩层跟管定向钻进技术研究

为了解决煤矿井下复杂岩层破碎定向钻进出现孔壁坍塌而成孔难题,创新发明出复杂岩层跟管定向钻进技术护住复杂破碎孔段。该技术先采用中心定向钻具外跟套管穿过复杂地层,然后提出中心定向钻具利用外部套管护住复杂岩层孔段,最后在外部套管内下入下一级定向钻具施工。本文通过开展跟管定向钻具设计、跟管定向钻进工艺研究,并将该技术应用于淮北某矿高位定向钻孔试验。试验中该技术成功护住了由2层煤线、1层泥岩组成的103.5 m复杂岩层孔段,最终定向钻进成孔孔深530 m。试验表明,本技术可有效护住复杂地层孔段,提高复杂岩层定向钻孔深度和保护抽采通道。     

“全套管冲抓施工设备、器具及施工工艺研究”项目通过部级鉴定

【本刊讯】由中国地质科学院勘探技术研究所、中国地质调查局、广东省地质建设工程集团公司和山东省地质探矿机械厂共同承担的原地矿部“九五”地勘高新技术研究开发项目“全套管冲抓施工设备、器具及施工工艺研究”（项目编号9505405-1）于2001年1月8日在北京通过了由国土资源部国际合作与科技司主持的技术鉴定。 　　鉴定委员会认为：(1)该设备是我国自行设计制造的第一台大口径全套管冲抓施工设备，在松散、卵砾石层等复杂条件下，为施工基桩孔提供了一种无冲洗液、无污染、符合环保要求的新型技术装备，填补了我国在该技术领域的一项空白，总体具有创新性。(2)更换不同规格的卡瓦，可施工多级大口径的基桩孔；采用无触点开关控制，实现搓管油缸自动换向，提高了换向操作的可靠性；增设了上部扶正装置，较好地解决了开孔时套管的导向。(3)研制过程中攻克了套管接头连接、互换和夹持器卡瓦内圈加工精度等多项技术难题。生产试验中，通过4个孔的接管、搓管、冲抓、升降、灌注等作业实践，基本上掌握了不同地层条件下的施工工艺。(4)本项目遵循了自行研制与引进相结合，以自行研制为主的方针；工艺研究与设备研制相结合，以工艺带动设备的原则；采取设计、制造和施工单位多方集资，联合开发的方式，指导思想和技术路线正确。该项目提交的技术资料齐全，数据可靠，完成了合同规定的任务目标，设备总体性能达到了国际同类产品的先进水平，一致同意通过技术鉴定，可投入生产。 　　全套管冲抓施工设备及工艺是一项无冲洗液、无污染、低噪声的环保工法。其应用领域主要有城市建筑基础，公路、铁路桥梁基础和水电基础施工等。其技术原理是利用搓管机的往复搓动，使钢套管与土层间的摩擦阻力大大减小，边搓动边压入，同时利用冲抓斗挖掘取土，直至套管下到桩端持力层为止。挖掘完毕后测定孔深，并确认桩端持力层，然后清除孔底虚土。成孔后放入钢筋笼，放置灌浆导管，边灌注混凝土边起拔套管，最后成桩。设备主要由国内研制部分(搓管机、套管、冲抓斗、冲击钻头、环形钻头)和引进部分(SM-860吊机底盘)2部分组成。整套设备可完成全套管护壁冲抓成孔作业，最大施工口径为1500 mm，最大施工孔深50 m，样机配1200 mm套管，可完成直径为1200 mm的桩孔施工。通过更换不同规格卡瓦和套管还可施工1000、1100、1300和1400 mm口径的桩孔。 　　1999年11月至2000年4月在广州市东圃广东建设工程学校院内进行了生产试验，完成一1200 mm、深25.2 m的桩孔施工。应校方要求，在该孔内下管填砾完成一口日出水量约240 m3的水井。施工中穿过了用泥浆钻进护壁困难的素填土、淤泥质土4.8 m，强风化花岗岩7.6 m，进入微风化花岗岩0.2 m。试验表明该机能满足复杂地层桩孔施工要求。试验结束后该套设备已投入桩基施工工程中。承揽的第一项工程为广州市万景德商住楼基桩工程，1200 mm桩孔140多根，平均桩孔深度20 m。到2000年12月底已完成3根全套管冲抓成孔灌注桩施工。初步显示了该工法的广阔应用前景。 (张金昌　宋志彬　供稿)     

快速下套管抽采瓦斯技术在新庄孜煤矿中的应用

阐述了快速下套管抽采瓦斯技术原理、施工设备、施工工艺及注意事项。并介绍了快速下套管抽采瓦斯技术在安徽淮南新庄孜矿松软突出煤层顺层抽采瓦斯钻孔中的应用情况。     

环氧树脂粘结套管丝扣

环氧树脂是工业上常用的一种粘合剂，对金属与金属之间粘结有较好的粘合性质，粘合强度也较高。近几年来我队钻探施工地区都在平原田地，由于覆盖层厚（浮土），平均在100米以下，浮土与基岩之间有破碎带，伴有漏水现象，因而在施工中常用套管护壁，由于浮土膨胀及流砂层的影响，上部套管被包住，下部破碎带又超径，经常发生套管脱扣事故，影响生产的正常进行。我们曾经采用下双层套管或电焊，虽能解决一些问题，但起拔套管也有一定困难。后来我们选用环氧树脂作为套管丝扣的粘结剂，在生产中进行试验，经过四孔试验，效果很好。     

盐类矿床超深孔钻孔结构的设计

钻孔结构是指钻孔由开孔至终孔孔身口径的变化，是钻孔施工的基础。钻孔结构方案应包括套管下入的层次，各层套管的直径和深度，以及封固等。钻孔换径越多，钻孔结构越复杂。     

高粘CMC淡水无固相冲洗液在易溶性盐类矿床的应用

自1985年起，我队在芒硝及其卤水矿床进行钻探施工，到1986年秋为止，完工钻孔8个。见矿钻孔穿过的主要岩矿层及基本特性是：开孔后由数米浮土层进入第四系砂砾石层，砂砾石层极为松散，容易垮孔，层厚150m左右。以下是下第三系合矿层，矿层以固体芒硝（Na_2SO_4·10H_2O）为主，夹有少量的钙芒硝和食盐，遇水易溶解，层厚80m左右。含矿层以下为卤水层，为硫酸盐型卤水，波美度为25，承压，涌至低温孔段时易在套管内结晶堵孔，对金属具有一定腐蚀性。涌卤层底板主要是泥质云岩夹沥青质页岩及砂岩。钻孔岩层硬度全部适用硬质合金钻进，一般设计孔深300m左右。     

地勘水泥固结同径套管堵漏

我队施工地区为湘中石炭纪测水煤系，上部覆盖壸天灰岩，厚层状，中部为梓门桥灰岩，中厚层状、煤系地层以下为石磴子灰岩。在这种地层钻进，孔漏失，以壸天灰岩为甚。多年来所遇到的溶洞大小不等，大者二十余米，小则一米左右，多数溶洞二至三米之间，有的钻孔穿过溶洞群，或从溶洞内溢出流沙，导致施工困难。多数钻孔采用下入金属套管隔绝壸天灰岩溶洞，梓门桥灰岩遇到漏失，采用常规堵漏方法即可见效。以往下入金属套管甚多，难以全部起出，造成套管浪费。1981年以来，我队试验用地勘水泥固结同经套管办法进行堵漏，效果较好，减少了套管下入量，加快了施工进度。     

JS203-4HF井套管遇卡原因分析及处理工艺

JS203-4HF井是一口部署在四川盆地川西凹陷中江—回龙构造上的开发水平井,目的层为上沙溪庙组,完钻井深3001m,水平段长780.39m。该井完钻后下套管至井深2655m遇卡。针对本井下套管遇卡技术难题,通过原因分析,判断为压差粘附卡套管。分析表明,遇卡时上部套管的重量无法使套管串有效地移动,再加上井底较大的正压差,钻井液固相含量高,是造成本次遇卡的主要原因,由此形成了套管解卡处理思路。该井采用上下活动、降密度、泡解卡剂等工艺后,成功解卡。通过总结事故原因,为以后川西中江地区水平井下套管安全施工提供了可借鉴的经验。     

塔河油田S114井盐膏层窄间隙尾管柱下入工艺

塔河油田S114井三开井段成功下入φ244．5mm＋φ273．1mm复合尾管串，创下塔河油田本类型套管之最，同时解决了盐膏层蠕变而挤毁套管或变形的问题。S114井从先期承压堵漏、盐膏层扩孔、钻井液技术应用等方面进行了周密施工，进行了必要的技术准备，保证了该套管的顺利入井。介绍了针对该尾管串入井，所采取的各项工艺措施。     

玉门鸭西14井小间隙固井技术应用

为达到提高钻进机速、降低钻井成本和满足后期酸化压裂施工的多重目的,近3年来玉门油田公司在青西、鸭西区块应用"小三层"井身结构,采用241mm/171.4mm钻头,下入200.03mm/139.7mm套管完井。由于环空间隙过小,增大了下套管和固井施工难度。如何解决施工中出现的相关问题,提高下套管、固井质量,就成了我们需要攻克的技术难关。     

豫中地质勘察工程公司打出“亚洲第一井”

安徽淮南矿业集团丁集煤矿大口径瓦斯抽排井正式竣工。该井设计井深851m，最大井径1．1m，套管总重量达335t．施工之深、井径之大、套管之重，均创下了亚洲记录，因此被称为“亚洲第一井”。     

梧桐庄矿新增大口径3号排水孔施工技术

介绍了梧桐庄矿大口径排水孔钻探成井、固井施工技术。该孔设计孔深646 m,终孔直径520 mm,落点坐标水平位移≯5 m,下入重达90余吨的Φ426 mm套管646 m,水泥固井。由于钻孔直径大,垂直度要求高,施工难度大,预防钻孔超斜、确保顺利安全下入Φ426 mm套管并固井是关键。通过采用小口径先导孔钻进再扩孔成井的施工方法,并采取合理的钻具组合和泥浆,制定有效的防斜技术和下套管措施等,顺利完成了施工任务,施工质量满足设计要求。     

砂矿区抽水试验钻孔结构选择

根据水文地质人员提供的抽水试验工程设计，我队于1985年底在福建省平潭县竹屿标准砂矿区施工了大口径钻孔进行抽水试验，由于钻孔结构设计不合理，发生了套管事故，处理时间长达40天（不开夜班），造成了不应有的损失。原设计抽水试验钻孔结构如附图，左图为抽下层水的钻孔结构，右图为抽上层水的钻孔结构。采用冲击钻进法成井，以200kg吊锤冲击φ273mm套管，用带有阀门钻头的取样简捞取砂心，打穿上层砂进入海泥层（隔水层）后留下φ273mm套管11.4m护壁，以下改φ219mm钻进至孔深24m终孔，留下φ219mm套管     

钾铵基不分散聚合物泥浆应用于石油钻井

我所曾承担了内蒙古二连盆地吉尔嘎郎图油田的钻井施工，先后完成4口井，工作量2105m，在施工中采用了钾铵基不分散聚合物泥浆，确保了钻井的顺利施工，完井电测下入油层套管，受到了甲方的好评。为地质探矿队伍从事石油钻井、地热、水文水井、煤田等钻进工作选用泥浆摸索出了一些经验。