[新版]鉆孔水灌漿護壁堵漏工藝在格爾木那棱格勒河西鐵礦區(qū)的應用

1、 題目鉆孔堵漏工藝在鐵礦區(qū)的應用 作者 譚龍 班級學號 012407138 專業(yè) 勘查技術與工程 系別 土木與材料工程系 時間 2010年11月目錄一、摘要二、總括三、工程內容四、結束語五、參考文獻 摘要： 本文介紹了那棱格勒河西鐵礦區(qū)勘探中采用水泥漿液護壁堵漏工藝的應用及實踐，針對鉆孔地下水位以上，地下水位以下以及純漏不同類型采用不同的灌注工藝，形成穩(wěn)定孔壁，解決了鉆孔破碎帶漏失垮塌的難題，從而有效地提高了鉆進效率。 總括 青海省格爾木那棱格勒河西鐵礦區(qū)是2009年開展的找礦預查工作，青海地勘部門多次在該區(qū)進行了地質找礦和物探磁掃面找礦工作，為驗證物探異常進行鉆探探礦工作，現將該地區(qū)鉆探工作

2、中的水泥漿液灌漿護壁堵漏工藝效果分別作出分析和總結。一、工程概況 青海省格爾木那棱格勒河西鐵礦區(qū)是2009年開展的預查項目，礦床類型為矽卡巖型多金屬礦床，2009年投入鉆探工作量4000m以上驗證物探異常，經鉆孔驗證是礦質異常，探明礦體埋藏深度達地面600余米，礦區(qū)位于秦祁昆晚加里東造山系，東昆侖造山帶祁曼塔格都蘭造山亞帶，北接柴達木地塊。地層多為華力西晚期巖漿巖大規(guī)模侵入與構成復背斜的元古界變質巖地層，地層多為硅質灰?guī)r、薄片狀灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r、大理巖，巖層受斷裂構造影響，巖層破碎。沿構造帶線多分布二長花崗巖，石英斑巖，細晶花崗巖，礦體多產于大理巖與矽卡巖接觸帶中，圍巖多具硅化、鐵化、泥化及矽

3、卡巖蝕變，礦區(qū)地層具破碎、軟硬不均、垮塌漏失嚴重，縮徑的特點。自2009年在該礦區(qū)鉆探，鉆孔孔深一般多在600m800m，局部1300余米，針對長孔段硅質灰?guī)r巖類鉆孔垮塌漏失及復雜地層，在300m400m孔深，多采用803堵漏劑堵漏803堵漏劑在較輕微漏失或輕微掉塊孔段有一定效果，但在垮塌漏失嚴重孔段無效果，在這種情況下，針對施工困難，經認真摸索、實踐，掌握了礦區(qū)鉆孔水泥灌注工藝，水泥灌漿護孔成功率顯著提高，順利鉆進1300余米，完成鉆探任務。 二、礦區(qū)鉆孔水泥灌漿護壁堵漏工藝實踐中存在的問題與解決方法 礦區(qū)的施工鉆孔在600800余米，局部達1300余米，礦區(qū)為硅質灰?guī)r類地區(qū)，在孔深350m

4、以內，多以套管護孔，350m以下垮塌漏失嚴重底層，剛開始在鉆孔中采用803堵漏劑堵漏或在泥漿中添加惰性材料堵漏，效果差造成泥漿材料的高消耗，又解決不了鉆孔中的垮塌，起下鉆非常困難，下鉆不到位，往往又要重新掃孔，這樣造成鉆探成本的增加又使鉆孔的施工周期延長，如采取措施不當，會使鉆孔報廢。 針對施工困難，經認真摸索、實踐，總結在該礦區(qū)用水泥灌注護孔取得成功。水泥灌漿護壁堵漏工藝，在鉆孔地下水位以上，采用傳統(tǒng)的工藝，成功率高，但在地下水位以下成功率不高，一般僅在40%50%左右，究其原因，從水泥漿配合比，替漿量灌注方法等逐一分析，雖亦存在一定原因，但不是關鍵因素。礦區(qū)鉆孔水泥灌漿護壁堵漏工藝實踐中存

5、在的問題與解決方法 將地下水位以上灌漿試驗進行對比、分析、研究、查找有關資料，發(fā)現地層壓力是決定水泥灌注成敗的關鍵，那格西鐵礦區(qū)，地下水屬碳酸類溶水，微承壓狀，地下水非靜止不動，而是由南向東北徑流，礦區(qū)鉆孔內地層與井內液柱壓力的平衡或改變問題，解決的好壞，直接會使水泥罐注趨無效。地層壓力p1是指一定厚度的地層內的液體介質的壓力。p1的大小主要取決于地層內流體介質（一般為水）的含量及水文地質條件。液體壓力p2，即循環(huán)液比重與井深的乘積。當地層壓力與液柱壓力大致相等的情況下，即p1=p2,地層不涌不漏，這時，灌注工藝簡單，成功率高，當p1p2，為鉆孔漏失狀態(tài)，這時水泥灌注成功率也是較高的。p1p2

6、，為鉆孔地下水呈涌噴狀態(tài)，這時采取措施稍不注意，極易遭到水泥灌漿經常失敗的關鍵原因。三、鉆孔各孔段水泥漿灌注工藝 3.1地下水位以上孔段 均為泥漿漏失孔段p1p2，孔內水極少，該孔段采用在水泥時候添加氯化鈣用地勘專用硫酸鋁水泥，水泥漿液配制采用硫酸鋁水泥32.5r+氯化鈣+m型減水劑。配方：水灰比0.5 1，氯化鈣為1.5%，m型減水劑0.25%，候凝12h通過鉆進，若輕微一中等漏失，采用上述水泥漿堵漏，在那格礦區(qū)多個鉆孔獲成功。 3.2地下水位以下孔段 那棱格勒河西鐵礦區(qū)地下水位巖溶地下水，地下 水位受季節(jié)影響，有一定的波動，在那棱格勒河西礦區(qū) 地下水具承壓性質，地下水位呈上升趨勢。在實際工

7、作 中，通過多次分析論證、摸索，現場測量認為，提鉆之 后，鉆孔液柱端面必然落離井口，落離孔段的容積，理 論上應等于井內鉆具的鋼體體積，如鉆孔水位符合理論深度，鉆孔不漏不涌；如實測水位高于理論水位，應認為鉆孔涌水鉆孔。涌水鉆孔在鉆井過程中，因泵壓高，循環(huán)液柱壓力大于地層壓力，故鉆進時又明顯地發(fā)生漏失，對于這類鉆孔，水泥灌注工藝必須與上述漏水孔段灌漿工藝區(qū)別對待，否則易導致灌注工藝失敗。如在該礦區(qū)zk96-2孔，孔深416m遇一厚約4m破碎帶，采出巖芯破碎，呈1.10mm碎屑狀。提鉆后實測為高于理論水位，采用水泥灌漿三次，沒成功，掃孔后破碎帶部有水泥芯，下部有水泥芯，唯獨破碎帶段取不上水泥芯?？梢?/p>

8、地下水波動，流動對水泥灌注的影響 對這類鉆孔漏漿在水泥灌注中采取下列措施： （1）適當加大水泥用量，要不僅考慮封堵井段，而且應考慮流通道在較大滲透半徑的容積。 （2）灌漿后務必緩慢提升，避免產生抽吸力二次改變液柱壓力。 （3）灌注后用高比重泥漿回灌，邊提升邊回灌，待提升完畢，同時將鉆孔灌滿，并不斷添加，保持一段時間滿孔。其目的是保持足夠液柱壓力，使水泥漿能壓入裂隙深處，并最終在裂隙深處凝固。此點很關鍵，在地下水波動起伏孔段如果僅僅平衡了地層壓力，那也不能使灌注成功，必須加壓使鉆孔液柱壓力大于地下壓力，方能保證水泥灌注成功。四、結束語 那棱格勒河西鐵礦區(qū)采取水泥灌注護孔方法，經多次實踐，逐步掌握了鉆孔破碎垮塌漏失護孔方法，水泥灌漿雖然造成機臺一定水泥侯凝時間，但只要一次封堵成功則形成穩(wěn)定孔壁，減少孔內套管下入數量，節(jié)約泥漿材料，深孔