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1裂隙
巖石中裂隙開口的大小變化較大,從0.1mm~lm甚至更大的裂隙,只要巖石中存在0.1~lmm的裂隙,在一定條件下就足以導致沖洗液的漏失。按裂隙開口程度,裂隙可分為5類,如表1所示。2.3洞穴洞穴主要存在于易溶巖石如碳酸鹽、硫酸鹽、巖鹽層等分布的地帶,大小差別較大,小的只有幾毫米到幾厘米,大的到幾米至幾十米,有的上百米。在洞穴性地層中鉆進,但可能出現沖洗液漏失,還有發生鉆具陷埋事故的可能。隨著深度的增加,巖石的洞穴逐漸減弱。鉆孔漏失日常觀測工作由鉆探人員完成,觀測的項目主要有:第一,觀測沖洗液循環池中液體體積的變化。第二,用流量計檢測進、出孔的沖洗液量。第三,孔內靜水位的變化。第四,采取巖心裂隙的分布情況。第五,鉆孔進尺情況,機械鉆速的變化等。
2增阻法
此法適用輕微漏失孔段。把非固結硬化泥漿注入漏失帶,增大漏失通道中液體流動的阻力,減小漏失通道的斷面,甚至能完全堵塞漏失通道,實現防漏治漏的目的。治理后要用泥漿恢復鉆進。
非固結硬化泥漿主要有以下幾種:第一,稠泥漿。它在靜止時,巖粉和黏土沉淀,堵塞漏失通道,減小或消除漏失,需要靜止沉淀24h才能有效。第二,高黏、高切、低相對密度泥漿。用優質膨潤土造漿,并加入增黏及降失水用高聚物,注入漏失帶,形成致密堅韌的泥皮,封閉微裂隙。第三,其他泥漿。泥漿中加入水泥、氯化鈣、水玻璃、石灰乳、聚丙烯酰胺等制成性能不同的泥漿,如膠泥漿、石灰乳泥漿、聚丙烯酰胺泥漿等。第四,加惰性充填材料的泥漿。泥漿中加入各種形狀的惰性充填材料,堵塞漏失通道,消除漏失。
惰性充填材料能單獨使用,也可復配使用。堵塞效果與顆粒大小、形狀、粒度、數量及級配等相關。粗顆粒在裂縫中形成堵塞骨架,細小顆粒充填其中,減少滲透性和提高穩定性。惰性充填材料的最大尺寸要等于裂縫開量的50%,填充材料要根據一定的比例配合,才能得到最佳效果。
3注漿固結法
采用各種堵漏漿液,注入漏失帶,封堵漏失通道,此方法是固結硬化性的,治理后能得到強度較高的不漏失固結圈,所以,后續鉆進時可采用不同種類的沖洗介質。常用的固結硬化堵漏漿液有水泥漿液與合成樹脂漿液兩類。
第一,水泥漿液。以水泥為基礎原料,用水調制成。按需要還可加入速凝劑、早強劑、減水劑等,以調節漿液性能,水泥漿液應用廣泛。主要優點為:材料來源廣、價格便宜、漿液性能可調、無毒、結石強度高、操作簡便。缺點:相對密度大、微裂隙難以滲入、泵送壓力大、易被地下水稀釋等。
第二,合成樹脂漿液。即化學漿液,化學漿液主要有:脲醛樹脂漿液、水玻璃漿液、聚丙烯酰胺漿液、不飽和樹脂漿液等。它是以人工合成樹脂為主要原料,在固化劑的作用下形成一定強度的固結物,封堵裂隙、洞穴等漏失地層。
作者:王久田單位:黑龍江省煤田地質110勘探隊