２０１１年第３８卷第４期探礦ｌ程（岩土鑽掘＿ｌｌ程）１３
劉汪威，林修闊，張新剛，隆東，向軍文
（中國地質科學院勘探技術研究昕，河北啷坊０６５０００）
摘要：ｈ００１ｌａ井為｛：其 ｏｍｌ裡採集滷鑽井ｊ期程中的定向水平對接井，在二期設計裡處於由不同日標礦
層和多種井組型式組成的複雜井組中存鑽井施工中，遇到目標礦層缺失、地層起伏大、湧水嚴砬、鑽遇巨大溶腔和地層坍塌等嚴重問題。經過問題分忻，通過對３個可行性方案的比較，採用了成本低、工期短和更加安的施丁方案，最終順利究片
關鍵詞：天然鹼；對接井；複雜地質條件；施方案；１：藝設計中圖分類號：ｐ６３４．７
文獻標識碼：ａ
文章編號
１工程概況度共有３３層厚度在的犖層土耳其帕扎天然鹼礦位於安礦，礦體以透鏡狀形態產出。在縱向上鹼礦層分為託（ａｎｋａｒａ）和奈利汗國家公路附近，距２個礦組，每個礦組含６—７個主礦礦層，上部礦組安拉市１１０ ｋｍ，化於叭ｍ４ｌ裡鎮北１４ ｋｍ，礦區劃分為ｕ１～ｕ６共６個單層，累計礦層厚度為１ｌ～內有簡易公路相通，交通便利。
２１ｍ；下部礦組劃分為
鹼礦賦存於第三紀貝帕扎單盆地沉積序列巾較
ｌ６共７個單層，累計礦層厚度為６～１６ ｍ。一ｈ、下礦下部位的河 （ｈｉ，』ｋａ）地層巾：盆地的底板是古段之間有一層２０～２５ ｍ厚的粘土巖、凝灰岩和油頁生代始新ｉ廿的變質岩、酸性深成巖、火山岩組成。
鹼巖組成的隔層。
礦床長４．７ ｋｍ，寬１．７ ｋｍ，面積約８ ｋｍ ，礦床走向
北偏東６４。，傾向約 ｅ爾
２鑽井設計方案
貝ｏｆ：ｉ￣ｌ裡鹼礦的沉積形態大致受區域地質構造
ｈ００１ｌａ井為定向水平對接井，設計日標礦層
的影響（斷層和折，破）。鹼礦ｆ｝ｌ心受坎塞維（ｋａｎｌ—為下部ｌ礦段中最底部的ｌ｜６礦層，第一鈀點為ｉｃｅｖｉｚ）斷層影響分成２個區域，分別稱為西部愛爾ｖ００１ｌｂ，第二靶點為ｖ００１ｌａ，與垂直井ｖｏ０１ｌｂ和邁玻利礦和東部阿利塞基礦構成三片 ｆ組。ｈ００１ｌａ井的剖面設計示ｋｉ）。
在阿利塞皋礦ｌｘ二『人ｊ有４條橫切礦床的斷層，將意圖如圖１所示。
礦區劃分為５個礦塊。貝帕扎里礦區地層依次為札
２．１基本引數
維依（ｚａｖｉｙ）、卡魯巴沙裡亞吉爾ｈ００１ｌａ井組的地面舛位座標設汁值分別為：
卡拉杜魯克河卡（ｈｉｒｋａ）和玻亞利（ｂｏｙａｌｉ）地層。
８４２．５；
鹼礦層位於主要由粘土層幹¨含瀝肯的頁岩組成的河地層中，埤深存２５０～４３０ ｍ之問，含礦段厚
８４８．５：
收稿日期
作者簡介：劉汪威（１９８２一），（漢族），川川威遠人，ｆ１罔地質科學院勘探技術研究所助刪ｉ程帥，地質ｆ＿程如從事受定ｆ鑽進連通 ｝施－ｊ＋ｌｔｊ；ｔ科 ｆ項ｉｉ研究ｉ．作，河北省坊『｝金光道
１４探礦工程（岩土鑽掘工程）２０１１年第３８卷第４期
圖１ｈ００１ｌ』ａ井剖面設計不意圖
ｈ００１ｌａ井到第一靶點的水平距離為到第二靶點的水平距離為５６９．９２ ｍ，兩垂直井的水平距離為３３１．３７ ｍ，連線方位為２１．６。，鑽機平台高為３．２ ｍ，以鑽機轉盤面為井深零點。
２．２井身結構設計
一開垂直段採用鑽頭鑽至井深
２１１．５３ ｍ，下人表層套管至井深２０９．５３ ｍ，水泥固井候凝４８ ｈ；二開造斜段採用０１２０ ｍｍ螺桿和０２００ ｍｍ鑽頭鑽至井深
４９２．９３ ｍ，造斜率為０．３５。／ｍ，進入ｌ６礦層頂板時頂角為８６。～８７。，下入生
產套管至井深４８６．９３ｉｎ，水泥固井候凝７２ ｈ；三開水平段採用０９５ ｉｂｍ螺桿和 １１８ ｆｉｌｍ鑽頭鑽至井深５４３．８６ ｍ時連通第一靶點ｖ００１ｌｂ，鑽至井深８７５．２３ ｍ時連通第二靶點ｖ００１ｌａ；下入中心管至井深４８９．９３ｍ，裝上井口裝置完井。
２．３鑽井技術要求
一開垂直段：最大井斜≯６０ ；最大方位角變化
率最大井斜變化率最大井徑擴大率≯２０％。
二開造斜段：造斜段曲率半徑≯２００ ｍ；最大方位角變化率最大井徑擴大率≯２０％；與第一靶點誤差：、】，方向≤３ ｍ，ｚ方向≤±１ｍ。
三開水平段：最大方位角變化率與第二靶點誤差 、ｙ方向≤３ １ｔｉ，ｚ方向≤±１ｉｌ。３複雜井組情況
為了達到減少投資、縮短基建週期、便於生產管
理，使資源得到更合理的開發利用，增大礦區現有產能，更大滿足加工廠對滷水的需要等要求，土耳其貝帕扎里採集滷鑽井三期工程在
一、二期已施工的３０
對水平對接井組的基礎上，利用礦區內部分現有井場、現有採集滷管線，採用了更加優化的井組設計，如三井井組、五井井組、雙通道平行井組等。全礦區共布置１５個溶採單元，共包括２５
個井組採礦通道，垂直井２９口，水平井２３口。由於鑽井數量多、井組形式多及井組之問相對集中和彼此關聯，產生了複雜的井組情況。
與ｈ００１ｌａ井組相關聯和相近走向的井組有：
相同目標礦層ｌ６相近走向的前期已施工的兩井井
組ｈ００１一ｖ００１；相同目標礦層ｌ６的三井井組
其中，ｈ００１ｌａ的第二靶點與ｈ００１ｌｂ的第一靶點為共用的垂直井ｖｏ０１ｌａ；目標礦層為１５６相近走向的五井井組ｈ００１一ｈ００１ｕ。
ｈ００１ｌａ相關井組平面示意圖如圖２所示，圖
中井組連線方位上的操場形狀為礦層溶採信道在理論上的最大溶採範圍。
圖２ ｈ００１ｌａ相關井組平面示恿圖
ｈ００１ｌａ相關井組剖面示意圖如圖３所示，圖
中ｈ００ｉ—ｖ００１井組為一期已施工井組，其餘井組均為三期設計井組，虛線顯示為井組走向與剖面圖不同，交叉部分實心圓為施工中
的立即連通點，空心圓為下部ｌ礦段溶採結束後通過套管射孔的未來連通點。４施工中的問題及解決措施
４．１目標礦層缺失
在兩個靶點垂直井的設計中，第一靶點ｖ００１ｌｂ的目標礦層ｌ６底板高程為４３４．１０ ｍ，厚度
為１．２１ｍ，第二靶點ｖ００１ｌａ的目標礦層ｌ６底板高程為４１７．７６ ｍ，厚度為３．４６ ｍ。而在實際施工中，通過岩心錄井和電測井資料發現，ｖ００１ｌｂ中ｌ４、ｌｊ５和ｌ６礦層缺失，ｖ００１ｌａ中ｉｊ６礦層厚度為１．８０ ｍ。
與該井組走向平行，井組距離約１００ ｍ的ｈ００４ｌｂ井組在實際施工中，ｖ００４ｌｂ中ｌｊ５和ｌ６礦層缺失，ｖ００４ｕ＋ｌａ中ｌ６礦層厚度為０．５５ ｍ。
２０１１年第３８卷第４期探礦稗（岩土鑽掘工程）１５
圖３ ｈ００１ｌａ相關井組剖面示意圖
由於＿二＝期 ｉ程設計要求首採礦層厚度小於１．２ ｉｎ，通過相關鑽井地質資料綜合考慮，將ｈ００１ｌａ的設計日標礦層由ｌ６變更為ｌ３。ｖ００１ｌｂ中ｌ３礦層厚度為中ｌ３礦層厚度
為，由於湧水嚴重導致非礦地層坍塌，繼續施工風險
很大，決定在井深之問注入水泥形成水
泥塞，在重新分支時能夠保證正常的泥漿迴圈。由於湧水第一次固井失敗，進行＿ｒ第二次固井，水泥候凝４８ ｈ。下鑽掃水泥塞至井深５１２ １ｔｉ時，再次出現湧水，流量約為２０ １ｔｉ／ｈ，同時發現地層開始坍塌，
為１．７５ ｍ，能夠滿足設計和施工要求。
４．２地層起伏大
由於礦層厚度小、厚度不均一和地層起伏大，給由於處理及時，且鑽具距離套管口很近，最終將鑽具提出，避免了埋鑽事故的發生。５設計變更方案
由於ｈ００１ｌａ井在施工過程中存在的上述問題，無法實現原施工目的，因此必須對其進行設計變
更。５．１問題分析
水平鑽進軌跡控制增大了難度。從深５０１．５ １ｔｉ開始開水平鑽進時，平均鑽時為當鑽至井深６７０ ｍ時，發現大量岩屑返出，鑽時變為判斷為鑽遇ｉｊ３礦層頂板。由於在非
礦層巾鑽進風險大且不能滿足採礦要求，決定抽問至井深６００ ｍ處重新分支鑽進。４．３湧水嚴藿
當順利鑽進至井深７１５ ｍ時，大量滷水以流量
對施工中的問題分析認為，其主要原因為水力串通，即井內湧水導致鑽孔坍塌的問題，因此需要了解相鄰井組的溶採情況。相鄰的和井組，目標礦層為ｌ３，為三期
不斷從井口湧 ，泥漿被徹底破壞，不能正常進行泥漿迴圈和鑽進，決定提鑽。經分析認為，ｈ００１ｌａ與相鄰井組的採滷迴圈存在聯絡，關閉附近的ｈ００４ｌｂ和ｈ０２８井組的迴圈，湧水流量從３１ｍ ／ｈ逐漸減小到２ １ｔｉ／ｈ，下鑽重新＿ｉ卜常鑽進。
４．４巨大溶腔
工程新施工井組，溶採時間短，其溶採信道半徑發展有限，對ｈ００１ｌａ井組的施工影響很小。ｈ００８一
ｖ００８井組目標礦層為ｌ５，為二期工程已施工井組，溶採時問有４年左右，其溶採信道半徑發展較大。通過對施工中鑽遇溶腔的位置分析認為，ｈ００８一ｖ００８井組和ｈ００１ｌａ井組的共同區域部分，存在跨層的裂隙，從而形成了連通訊道，是施過程中造成
正常鑽進至井深７１７ ｍ時，鑽桿直接放空至井深７２３ ｍ，後以５ ｍ／ｒａｉｎ的鑽速鑽進至井深７３２ ｉｔｉ。經過分析認為，鑽遇ｊ，直徑１５ ｉｎ以ｌ的巨大溶腔，在此溶腔葉ｉ尤法進行定向控制，導致鑽孑ｌ頂角和方
位嚴重失控，無法達到對接要求，【丈］此，決定提鑽更
湧水嚴重、鑽遇巨大溶腔和地層坍塌的主要原因。ｈ００１ｌａ相關井組情況如圖４所示。
換鑽具，分支新孔避開此溶腔。４．５地層坍塌
５．２可選方案
根據整個礦區的井組情況，經過綜合考慮和認真分析，提出了３個可選方案，其井位布置如圖４所示。
方案１：井位布置在ｈ００１ｌａ井組的連線方位
在分支過程中，再次湧水，流量為頂水鑽進，鑽進至井深８５２ ｍ時，進尺變慢，鑽時達到３～４ ｈ／ｍ，最後無法進尺，提鑽檢查鑽具。更換鑽具下鑽至井深５３９ ｆｉｌｌ時遇阻，無法下放，在此過
卜的北端，第一靶點變更為ｖ００１ｌａ，第二靶點變更
程中仍伴隨著流量約為１０ ｎｌ／ｈ的湧水。經分析認
探礦ｊ 程（岩土鑽掘ｔ程）
ｕ６礦層厚度為１．５５ ｍ。
２０１１年第３８卷第４期
６變更後施工情況
ｖ（）…
ｖ００，１ｌａ￣
２０１０年５月７日，ｈ００１ｕｂ井開始一開鑽進，採用０３１１．１ｍｍ三牙輪鑽頭鑽至井深１７０．７８ ｍ，下人
表層套管至井深１６０ ｍ，水泥固井，候
凝４８ ｈ。
姍５月１３日開始二開鑽進，採用０１２０ ｍｍ螺桿和
０２００ ｍｍ三牙輪鑽頭鑽進至井深２５７ ｍ時，鑽遇含
／＼方菜０１００ｌｌａ
圖４ ｈ００１ｌａ相關井組情況、ｌ３礦層等厚線及可選方案平面圖
為ｖ００１ｌｂ。其優點是沒有改變原溶採信道，充分～
利用了已施工井組；其缺點是需重新布置井場，造斜鑽進中易鑽遇井組ｕ６礦層的溶採信道和溶腔，水平鑽進中與第一靶ｖ００１ｌａ連通後
易引起泥漿漏失和湧水，避開ｈｏ０８一ｖ００８井組中
的溶腔存在困難。
方案２：井位布置在與ｈｏ０８一ｖ００８井組走向平行的ｖｏ０８附近，第二靶點變更為ｖｏ０１ｌｂ。其優點是鑽井周圍無溶採信道，避開了危險區域，利用了已
施工井組；其缺點是需重新布置井場，缺少第一靶點
鑽井，井組位於ｌ３礦層邊界區域，礦層厚度不能得
到保障。ｌ３礦層等厚線如圖４中曲線所示。
方案３：井位布置在ｈ００１ｌａ同一井場，目標礦層由ｌ３變更為ｕ６，第一靶點仍為ｖ００１ｌｂ，第二靶點由ｖ００１ｌａ變更為ｕ６礦層的ｖｏ０１ｕａ。其優點
是無需重新布置井場，充分利用了已施工井組，避免了在ｌ３礦層中施工的危險；其缺點是改變了原溶採信道，第一靶點ｖ００１ｌｂ需要在ｕ６礦層處進行套管射孔才能形成溶採信道。５．３採用方案
通過施工安全、成本投資、施工工期和礦區井組等方面的綜合考慮，決定採用第三個方案。由於目標礦層變更為ｕ６，為了與ｈｏ０１ｌａ區別，將井號更改為ｈｏ０１ｕｂ。
ｈ００１ｕｂ井組的鑽機轉盤面井口座標分別為：
ｖ００１ｌｂ的ｕ６礦層厚度為的
水層，井漏嚴重，固井堵漏。繼續鑽進至井深２８４ １３ｑ
鑽過堅硬的矽化灰岩層，提鑽換刮刀鑽頭。鑽進至
井深５０１．４１ｍ進入ｕ６礦層落平，造斜半徑為１９０
ｉｌｌ，平均造斜率為０．３０。／ｍ。電測井確認進入ｕ６礦層後，下入生產套管至井深４９６．３０ ｍ，
水泥固井，候凝７２ ｈ。
５月２６日開始二開鑽進，採用０９５ ｍｍ螺桿和鑽頭鑽至井深時，成功與
第二靶點ｖ００１ｕａ連通，水平長度為２３０ ｉｎ。
５月２９日下人０８８．９ ｍｍ中心管至井深５０２．３０ｆｌ，裝上井口裝置完井。設計變更後，該井總工時為
２２天７ 總結
定向水平對接井ｈ００１ｌａ在三期設計裡，處於由不同目標礦層和多種井組型式組成的複雜井組中。在施工中遇到了目標礦層缺失、地層起伏大、湧水嚴霞、鑽遇巨大溶腔和地層坍塌等嚴重問題。經過問題分析，通過對３個可行性方案的比較，採用了
成本低、工期短和更加安全的施工方案，最終順利完
井參考文獻：
［１］向軍文，胡漢月，劉志強，土耳其天然鹼３ｏ對對接井鑽井工程
［ｊ］．中國井礦鹽
［２：向軍文．關於定向井資料的精確處理問題**［ｊ］．探礦工程
（岩土鑽掘工程
［３］周鐵芳，向軍文．採滷對接井鑽井技術及在井礦鹽開採中的應
用［ｊ］．中國井礦鹽
［４］趙建 ，向軍文，盛彥鈞．採滷對接井鑽井技術的研究［ｊ］．探
礦＿＿ｌ程（岩土鑽掘上程
［５］洪常久．水平對接井技術在天然鹼礦中的應用［ｊ］．煤炭技術，
［６林修闊，劉汪威，向軍文．採滷對接井技術在ｘｌ３—７井的應用
［ｊ］．探礦程（岩土鑽擁工程胡漢月．對接井中靶利器——淺淡近靶點測量技術的發展與
應用［ｊ］．ｐ國井礦鹽
特殊地質條件下綜採技術研究
摘要 綜採作為一項先進的採煤技術,在採煤業廣泛推廣。較以往傳統的採煤方式而言,機械化程度大為提高,節約了大量的人力物力,提高了採煤效率降低了採煤風險,但是由於地質情況的不同,在進行綜採作業時應採用不同的方式,本文就幾種不同的特殊地質條件下的綜採技術進行了分析。關鍵詞 綜採特殊地質條件工作面液壓裝置回...
特殊地質條件下深基坑支護設計
摘要 本文首先論述了一般情況下深基坑支護設計的原則及需要注意的問題，然後分析了特殊地質條件下深基坑支護設計的要點。關鍵詞 深基坑原則問題地質條件 深基坑支護設計是地基專案施工的主要技術保障與施工依據,對於地基施工的進度與質量都具有十分重要的意義和作用。隨著建築行業的不斷發展,深基坑作業環境也在不斷的...
特殊條件下的施工措施
第十六章 特殊條件下的施工措施 1 雨季施工方案 根據工期安排及當地氣象情況，本工程處於雨季施工的主要工程有 基礎工程，為保證雨季施工的質量和工期進度。專案部各部門應按施工的特點 部位 環境因素，結合實際情況做好雨季施工的準備工作和具體落實工作，以確保工程質量 進度 安全生產目標得以實現。施工準備 ...