摘要：陇东位于鄂尔多斯盆地西南部，该区域表土层松散易坍塌，漏失严重。为了提高钻探效率，满足地质施工设计要求，将以前大口径Φ152mm分段取芯然后扩眼到Φ165mm，改为小口径Φ77mm绳索取芯钻井工艺，岩芯采取率可达到90%以上，缩短了施工期，有效地降低了钻探成本，保证了钻孔质量。同时介绍了钻探施工中设备的配套、钻井液的配制、钻井技术参数的选择及施工中的一些注意事项。对该区域小口径绳索取芯钻探施工有很好的借鉴作用。

　　关键词：小口径;绳索取芯;钻井工艺

　　1、勘探区地质概况

　　勘查区位于鄂尔多斯盆地，且处于陕北单斜南端，断裂构造不甚发育，相对较稳定。本区属陇东黄土高原的东南部，地貌主要由黄土塬、河谷阶地和低山丘陵组成。全区地势东高西低，北高南低，海拔920-1300m，全区相对高差380m。黄土塬及河谷阶地地形平坦开阔，塬面高程由北而南及由东向西从1300m逐渐降低到1180m。纵横交错的黄土冲沟将黄土塬切割得较破碎，冲沟窄小，沟深坡陡，地形条件复杂。区域内均被第四系地层覆盖，含煤地层埋深普遍在800m以下，煤岩层物性差异大，地层又较平缓，地质构造相对较简单。地层自上而下依次为：

　　(1)、第四系、上第三系：(Q+N)：上部砾石及砂砾卵石层;下部黄土、亚粘土及砂砾层。松散、易掉块、容易漏失。

　　上第三系：泥岩及砂质泥岩、夹分散和成层的钙质结核。

　　(2)、白垩系志丹群(k1)：

　　环河华池组、洛河组、宜君组：以砂质泥岩、中、粗砂岩、砾岩为主，夹泥岩。砂质泥岩、泥岩胶结致密，可钻性差。砂岩交接松散，研磨性大，渗漏严重。

　　(3)、侏罗系(J)：

　　安定组：主要以泥岩，砂质泥岩和粉砂岩为主，胶结致密，可钻性差。直罗组、延安组、富县组以粉砂岩、砂质泥岩为主，延安组为主要含煤地层，主要可采煤层为煤2、煤5、煤6、煤8层。

　　(4)、三叠系延长群以泥岩、砂质泥岩和粉、细砂岩为主。

　　2、施工工艺

　　以往该区域施工的钻孔，瓦斯孔设计的煤层段先用绳索取芯，钻穿煤层地板后在扩眼，施工难度增大，起下钻频繁。

　　2.1钻机主要配套设备

　　主要设备： XY-8B钻机，3NBB390泥浆泵，4135D-1柴油机，SJ-1型变速绞车各一台。

　　配套钻具：Φ71/Φ61(外径/内径)绳索取芯钻杆，S75绳索钻具，外管Φ73/Φ63(外径/内径)、内管Φ56/Φ51(外径/内径)。Φ60.3/Φ46.1(外径/内径)普通钻杆300m，Φ68钻铤60m。

　　2.2井身结构及质量要求

　　井身结构：一开用Φ165牙轮钻头钻开第四系进入基岩2-5米，下入Φ127/Φ115(外径/内径)无缝钢管，Φ127无缝钢管离井底0.5m时，用Φ60.3钻杆距离井底2m处注入0.2m2水泥浆。二开用Φ77复合片钻头和金刚石钻头一径到底。

　　质量要求：(1)该孔按《煤田勘探钻探工程质量标准》进行质量验收;

　　(2)终孔口径≥Ф77mm;

　　(3)岩芯采取率：第四系不作要求，白垩系地层采取率大于30%，非煤地层岩芯采取率大于60%，煤地层岩芯采取率大于70%，煤芯长度采取率大于90%，比重采取率不低于75%。

　　2.3钻具组合

　　一开：Φ165三牙轮钻头+Φ68钻铤*6根+Φ60.3钻杆

　　二开：Φ77复合片钻头+Φ73绳索钻具+Φ71绳索钻杆

　　Φ77孕镶金刚石钻头+Φ73绳索钻具+Φ71绳索钻杆

　　(1)钻头选择

　　交结松软的泥岩、砂质泥岩，研磨性较大的地层，使用胎体较硬的金刚石钻头;交结致密的泥岩、砂质泥岩，使用胎体中等或较软的金刚石钻头;砂岩使用复合片钻头。

　　(2)钻进参数选择

　　松软地层钻压及时均匀跟进，适当减小钻压，降低转速;致密较硬地层转速可适当提高。

　　钻进参数：钻压 3-15kn;转速 215-500n/min;泵量 90-165l/min。

　　2.4钻探施工技术措施

　　(1)开孔钻进，注意防斜及维护孔壁。为防止覆盖层坍塌、漏失，开孔时要适当提高泥浆粘度和比重。

　　(2)合理掌握回次钻进时间，根据钻头磨损情况改进下一步的钻进参数。

　　(3)钻进时要随时注意调整冲洗液性能，保证冲洗液稳定和孔底清洁，不能再钻进过程中加清水或提钻前长时间冲孔，防止覆盖层坍塌或孔壁扩大。

　　(4)钻进中要保持压力均匀，不能无故提动钻具或变换钻具参数，发现孔内有异常时，应立即分析查找原因，及时处理，无效果时立即提钻。

　　(5)钻头使用前，应用量具检查内外径排序，入孔钻头先大后小，不合格钻头不能下入孔内。

　　(6)钻进时，必须随时观察泵压和流量的变化，警防送水中断和泄漏，引起烧钻。

　　(7)煤系地层严禁超长钻进，卡取岩煤芯时必须先停止回转，将钻具慢慢提离孔底，使卡簧抱紧岩芯，采芯后不得再将钻具放到孔底试探。

　　(8)残留岩芯超过0.2m时应用岩芯提取器提取，严禁用无芯钻头进行扫除。

　　2.5取芯工艺要求

　　以往该区域施工钻机只是分段在煤系地层采用绳索取芯工艺，选用Φ152mm取芯钻头取芯作业，取芯井段需要Φ165钻头扩眼，起下钻次数增多，操作不当容易发生憋跳、甩开钻具、卡钻、断钻等事故，同时对机械损坏较大，费时费力，不仅增加了钻井辅助时间，延长了施工期，加大了钻进成本，而且增加了后续施工风险。

　　取芯钻具的配套要求：每台钻机配备两套同样规格绳索钻具，使用前仔细检查外管总成与内管总成，分别组装完成后，内管总成装入外管总成到位时调节卡簧座与钻头内台阶之间间隙，应保持3～5mm间隙，两套绳索钻具内外管互换，卡簧座与钻头内台阶仍应保持3～5mm间隙。

　　取心作业时的注意事项：选择卡簧时，一定要根据地层不同硬度，选择相对应的卡簧，以保证岩芯的采取。内管投入后，停止1～2分钟开泵循环，五百米以上每百米增加一分钟的循环时间，确保内管总成到位方可钻进取芯，以防岩芯推动内管总成上移，岩芯进入不到内管。循环时，先轻压慢转接触井底，进尺10公分后，方可正常钻进。钻进时根据地层硬度的不同及时给压，防止岩芯被冲刷、磨损变细，造成岩芯脱落。

　　2.6钻井液

　　施工区上部大部分被第四系沙土覆盖，其结构较疏松，针对地层情况，一开用粗分散泥浆，二开时，将泥浆清理干净，配制无固相水基型冲洗液。

　　泥浆性能一览表 地 层 施工 情况 膨润土 纯碱 烧碱 酰胺 护壁剂 磺化沥青粉 高粘堵漏剂 锯末 冲洗液类型 第四系 正常 75-100kg 5%

　　0.25-1kg

　　粗分散 漏失 125-250kg 5% 5-10kg 适量 其它地层 正常

　　2-15kg

　　1-10kg 25-50kg 10-25kg 无固相 漏失 5-15kg 2-15kg 适量 冲洗液性能要求：

　　固相泥浆：密度1.1-1.25、18-30粘度、失水<14、泥饼<1-2、含砂<4%、PH 8-10。

　　无固相泥浆 密度1.02-1.05

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