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复杂地层护壁与堵漏措施 复杂地层护壁与堵漏措施 钻进过程中，往往由于钻孔漏失、涌水而无法维持冲洗液的正常循环，或因冲洗液的性质以及冲洗液在环状空间流动的水力因素和孔壁的岩石性质不相适应而造成孔壁坍塌、膨胀、使钻孔直径扩大或缩小，钻进工作不能正常进行，导致出现各种孔内事故。这种情况，有时可能发展到极其严重的地步，被迫停钻进行长期地、反复地孔内处理，甚致钻孔报废。容易出现上述情况的地层，通称为复杂地层。在复杂地层中钻进，往往是孔内事故多，效率低、质量差、成本高。 孔壁不稳定的成因 （一）自然因素的影响： 1.岩石性质:如均质的坚硬岩石，不会出现孔壁不稳定的问题。而水溶、水敏、膨胀、分散的岩盐、粘土或泥岩、页岩地层，则往往出现超径，缩径、坍塌等孔壁不稳定现象。 2.由于内动力地质作用(地壳运动、岩浆作用和变质作用)和外动力地质作用(风化、剥蚀，搬运、堆积，成岩等作用)使地层中存在着各种空隙，裂隙和溶隙。 在这些空隙中， 一般都有流体(水、油、气)和某些松软的固体堆积物或化学沉积物充填其中。使我们在钻进过程中经常遇到各种复杂的情况-冲洗液漏失、涌水、井喷，孔壁垮塌等问题。 3.地下水的埋藏条件和运动状态，对地层的稳定性起着极共重要他作用。它是维持钻孔冲洗液的正常循环，平衡地层压力，防止漏水、涌水(油、气)和孔壁垮塌的重要问题。 不稳定岩层的分类 在钻井过程中常遇到孔内掉块、坍塌、缩径、超径等孔壁不稳定现象，就护壁而言不稳定的岩层主要包括： (二)岩层的空隙性 岩层的空隙性，是指岩层在形成过程中或形成以后，在内外动力地质作用下所产生的空间，按其成因类型，可分为：松散的孔隙岩层，坚硬的裂隙岩层，以及溶隙岩层等。 A、松散的空隙岩层包括：冲积层，洪积层，风积层。 B、坚硬的裂隙层包括：风化裂隙、成岩裂隙，构造裂隙。 C、溶隙岩层包括：溶隙，溶孔，溶洞。 (A1)风积砂层 在干旱或半干早地区，风蚀作用是很强烈的，风携带砂粒，在搬运到一定距离后，由于风力减弱或受到阻碍物阻挡，所搬运物质就堆积下来，称为风积物。一般都以细砂和粉砂为主，由于风力搬运而磨圆，所以颗粒均匀而圆度大。在我国主要分布在西北地区。风积砂层通常是很松散的，孔隙率在40％以上，厚度可以是几米、几十米。地下水一般埋藏很深。在风积砂层地区钻进,只有使用泥浆护孔才能顺利施工，否则不能成孔。钻进过程中容易产生严重的冲洗液渗漏，孔壁坍塌，埋钻等复杂情况。 （A2）洪积层 洪积层广泛分都在山前地带，是由暂时性水流(洪水)和经常性水流的作用下形成的。由于水流出山口时，坡度减小，流速降低，使携带的砂砾不断地堆积下来．形成洪积扇。当许多洪积扇毗连起来，而形成山前倾斜平原，在我国的天山，祁连山，大青山,太行山，大小兴安岭等地区广泛分布。根据冲洪积扇的物质成分，颗粒大小和厚度，在平面上可分三个带： 洪积扇上部砂砾带：分选不好，有砾石和砂，大小混杂，厚度可由十几米到数百米，如大兴安岭山前白城—带为30一50米，而天山山前厚达百余米。地下水埋藏很深，在这种地带进行钻探时主要是冲洗液的大量漏失问题。 洪积扇中部砂砾、粘性土交错带：离山口较远，颗粒有较好的分选和磨圆程度。主要有砂层和小砾石，夹有少量的砾石，并有粘土夹层，由于岩性是粗粒砂急剧变为细粒的粘性土，潜水流被阻而溢出地面，形成沼泽地带，在较深部经常埋藏有承压水，易产生涌水和坍塌事故。 洪积扇的边缘地带，则多为亚砂土、亚粘土和粘土等比较简单的地层。 (A3)冲积层 冲积层是河流的沉积物，它是组成平原地区第四纪的主要沉积物，河流是在河谷中流动的常年水流，在河流上游主要以侵蚀为主，堆积物极少，而河流的中下游是以堆积为主。双层结构和牛轭湖相的沉积岩相是河流的沉积特点。具有双层结构(下部为砂卵石层，上部覆盖有亚粘上、粘土等)的岩层内常有承压水，钻探时易产生井喷和孔壁坍塌等事故。 (B1)风化裂隙 坚硬岩石裸露于地表，由于太阳幅射热的作用，在水和生物等参与下，使岩体破碎。风化作用分为物理的和化学的，物理风化是由于岩石在水和生物等作用下，发生溶解、氧化、水解等一系列的破坏，使岩石的矿物成分和化学成分发生显著的变化，不稳定矿物随水流失，一些稳定矿物残留下来。风化作用的产生，使岩石的强度大大降低。在基岩山区，岩石裸露的表层，裂隙发育，分布均勺，相互切割成网状。风化裂隙从地表向深处迅速减弱，风化裂隙发育深度一般仅20~30米，个别可达50~l00米。在风化壳进行钻探，开始时的渗漏量较大，到达一定深度后漏失量就很快减少。 (B2)成岩裂隙