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　　——跟管鉆井技術(shù)

? ? ? ◎? 遲煥鵬 苗淼

　　四川盆地及其周緣地區(qū)是我國(guó)頁(yè)巖氣勘查開(kāi)發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)。然而，這些地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜,，尤其是喀斯特地貌分布廣泛,，淺表地層碳酸鹽巖發(fā)育，容易因水的長(zhǎng)期溶蝕產(chǎn)生許多裂縫,、洞穴,。因此,，鉆遇此類(lèi)地層時(shí),，鉆井液極易大量漏入地層裂縫或者溶洞,，造成惡性井漏。惡性井漏已經(jīng)成為制約鉆井工程提速提效的“卡脖子”問(wèn)題,。目前常用的解決辦法是采用清水作為鉆井液,，快速鉆穿后下套管封隔。但是,，如果惡性井漏引起了井眼的垮塌,，那么清水快速鉆進(jìn)的方法便是“杯水車(chē)薪”了，一般需要對(duì)發(fā)生惡性井漏的位置用各種方式進(jìn)行封堵,，或者填井重鉆,，甚至更換井位。這種惡性井漏伴隨井眼垮塌的情況常見(jiàn)于我國(guó)西南山地頁(yè)巖氣鉆井施工,，堵漏往往需要耗費(fèi)大量的物力,、人力和時(shí)間成本，且成功率較低,。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中石油川渝地區(qū)二開(kāi)斷層漏失段一次堵漏成功率低于10%,。

　　跟管與底部鉆具

　　跟管鉆井技術(shù)又稱(chēng)“空氣錘跟管鉆井技術(shù)”,，是應(yīng)對(duì)這種復(fù)雜井漏情況的“利器”,。其關(guān)鍵在于“跟”,，顧名思義，就是在向下鉆井的過(guò)程中,，鉆頭后面有根鋼管（套管）一直“跟著”,，以確保可以對(duì)地層形成實(shí)時(shí)封隔,。此技術(shù)融合了空氣鉆井的優(yōu)點(diǎn),，可以實(shí)現(xiàn)快速鉆進(jìn)和封隔地層同步進(jìn)行，已廣泛應(yīng)用于水文水井鉆探施工,、地質(zhì)鉆孔,、抗旱救災(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害治理,、巖土掘進(jìn)等工程領(lǐng)域,。將該技術(shù)引入到石油天然氣井淺表地層的鉆進(jìn)中，可以有效應(yīng)用于溶洞,、大型裂縫發(fā)育,、易垮塌地層以及漏垮同層的鉆進(jìn),。

　　其基本原理是，中心空氣錘沖擊鉆頭與沖擊器相連接,，鉆進(jìn)時(shí),，沖擊器使空氣壓縮產(chǎn)生能量，驅(qū)動(dòng)底部的沖擊鉆頭產(chǎn)生高頻震動(dòng)沖擊,，在沖擊器和轉(zhuǎn)盤(pán)扭矩的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)井底巖石的沖擊,、回轉(zhuǎn)、鉆進(jìn),。是實(shí)際應(yīng)用的底部鉆具組合的照片,。鉆進(jìn)時(shí)，鉆具正轉(zhuǎn),，偏心跟管鉆具的偏心鉆頭伸出,，在中心鉆頭形成破巖形成井眼后，緊接著偏心鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔,，形成容許套管通過(guò)的井眼,；鉆完井眼后將鉆具反轉(zhuǎn)一定角度，偏心鉆頭收攏,，可將鉆桿,、沖擊器、鉆頭等一并起出,，套管和管靴則留在井中,。同心跟管鉆具鉆進(jìn)的原理與偏心跟管鉆具的原理類(lèi)似，使用同心跟管鉆具鉆進(jìn)時(shí),，鉆具正轉(zhuǎn)時(shí),，中心鉆頭的擴(kuò)眼齒伸出，使鉆頭直徑大于收攏狀態(tài)的鉆頭直徑,，在鉆頭的沖擊下直接形成容許套管通過(guò)的井眼,。鉆完井眼后將鉆具上提反轉(zhuǎn)一定角度，鉆頭收攏,，最后可將鉆桿,、沖擊器、鉆頭等一并起出,，套管和管靴則留在井中,。底部沖擊鉆頭本體側(cè)面設(shè)計(jì)有巖屑排泄的流道，鉆進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑由高速空氣攜帶,，經(jīng)凹槽上返至鉆桿和套管之間的環(huán)空,，最后帶出地面。

　　喀斯特發(fā)育地區(qū)的地面溶洞

　　跟管鉆井具有效率高,、成本低,、不需額外的復(fù)雜裝置的優(yōu)點(diǎn),，可完成200米深度以內(nèi)的同步鉆進(jìn)和地層封隔。該技術(shù)已成功在貴州西部六盤(pán)水地區(qū)頁(yè)巖氣鉆井中進(jìn)行了應(yīng)用,，在不到半天的時(shí)間內(nèi)就成功解決了之前采用空氣鉆井,、清水鉆井、水泥堵漏,、混凝土堵漏等工藝或措施近一個(gè)月沒(méi)有解決的惡性漏失和井眼垮塌共存的難題,，證明了跟管鉆井技術(shù)在應(yīng)對(duì)淺表地層溶洞、大型裂縫發(fā)育,、易垮塌地層以及漏垮同層等復(fù)雜情況的安全鉆進(jìn)中應(yīng)用效果良好,，為我國(guó)四川盆地及西南喀斯特地貌發(fā)育地區(qū)安全高效鉆井提供了一種有效技術(shù)，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值,，對(duì)保障國(guó)家能源安全,、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、助力長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶綠色發(fā)展具有重要意義,。

　　（作者單位：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心）