复杂地层钻进一直是小口径岩心钻探生产中遇到的最大难题。从复杂地层的护壁角度来讲，是指阻碍钻进的一切特殊岩性的地层，这些地层包括：松散地层、胶结不良地层、软硬互层、遇水膨胀性地层，溶蚀性地层或由地质构造运动造成的破碎、裂隙、断裂性地层。钻进复杂性地层时，通常会遇到坍塌、掉块、卡钻、涌水及漏失等不良情况，如果处理不当，会造成钻进困难甚至各种孔内事故。因此在钻进前应当及时了解钻遇地层情况，优选钻探工艺并设计钻孔结构，以保障钻探工作的顺利进行。
　　1.复杂地层的形成原因
　　复杂地层的类型是多种多样的，其形成是地层本身和外力作用的结果，一般说来包括以下几个方面的因素。
　　1．1地层本身的矿物岩石组成造成的复杂地层
　　钻孔形成后，冲洗液立即渗入到孔壁地层中，当该段地层由粘土、泥页岩等组成时，遇水后其强度降低，颗粒胶结性迅速下降。后期在钻具以及冲洗液循环的作用下，容易破碎而发生掉块。当泥质成份中蒙脱石含量较高时，会吸水膨胀，造成缩颈而导致卡钻事故的发生。当钻遇盐膏层时，地层中的盐岩会发生溶蚀作用进入到冲洗液中，直接导致孔径扩大。
　　1．2风化作用下形成的复杂地层
　　风化作用破坏了坚固岩石的全部或部份的颗粒之间的联结，使岩石变得疏松，具有较大的缝隙，易于坍塌掉块与漏失。
　　1．3流水冲击作用、沉积作用等形成的复杂地层
　　流砂层、沉积的泥质地层，皆为流水沉积作用从而使岩石胶结不牢而造成极为严重的坍塌、缩经。
　　1．4地质构造引起的复杂地层
　　地质构造引起的复杂地层。在地质构造运动形成的压力、振力和扭力等作用下，造成所谓压性、张性、扭性、压扭性和张扭性各类断层，这些大都由断层泥、糜棱岩、断层角砾，压碎岩、碎块岩和片状岩等分别组成，此类断层的延伸和宽度可以达几米、十几米、数百米不等。当钻进在破碎带时，由于钻具的频繁碰撞和冲洗液的冲刷，往往形成不同程度的坍塌和漏失。
　　1．5地下水溶蚀作用形成的复杂地层
　　水化和溶解是地下水溶蚀对岩石的主要破坏作用。当花岗岩中的长石被水化和溶解时，本来坚硬的长石，经过变化后，碳酸钾溶于水中被带走了，剩下松软的高岭土和石英粒混合体，钻进时极为坍塌。遇水中的碳酸(气)变成碳酸氢钙，就今形成常见的溶洞，从而带来漏水、涌水等各种复杂问题。
　　1．6岩性本身造成的复杂地层
　　各类粘土层、泥页岩地层等在冲洗液和钻具的作用下，容易破碎而发生掉块，当泥质成份偏高时，也会吸水膨胀，造成钻进井壁不稳定。
　　2.复杂地层钻进技术对策
　　针对以上常见的六种复杂地层，结合相关资料和自身实践经验，提出以下建议。
　　①对第一种、第二种和第三种复杂地层，由于地层本身属于弱胶结地层，岩石颗粒粘结力很低，其对策是：在钻具起下钻过程中，应当控制起下钻的速度，防止因压力激动而导致孔壁失稳、掉块。从冲洗液方面来看，应当增加冲洗液的粘度，这样可以更好的粘接孔壁破碎带颗粒，增加其粘结力；同时适当控制泥浆泵的排量，避免返速过高而冲刷孔壁导致掉块塌孔；同时应当降低泥浆的失水量，控制失水量小于15ml／30min，对以蒙脱石含量高的泥页岩地层其失水量更应当控制在8m1／30min～10ml／30min以内，防止泥页岩地层遇水膨胀而导致缩颈、卡钻。钻遇盐膏层等含盐量较高的地层时，应当使用高盐度的钻探泥浆，防止地层中的盐岩发生溶蚀进入到泥浆中，使井径扩大。
　　对于破碎程度很大的地层，可用具有堵塞或胶结能力的物质注人地层，把松散、破碎的岩石胶结凝固在一起，以提高孔壁岩石的稳定性，如使用浓泥浆、水泥投球等。对于极端破碎的地层，可先用水泥浆封住破碎带，达到一一定强度后进行重新钻穿该段地层。此外，还可以采用套管直接封堵住该段破碎带，或者换成泡沫泥浆进行钻进。
　　②第四种地层主要的难点是出现断层泥，断层泥孔段钻探的主要问题有三个：第一，断裂段的岩层往往处于一种高地应力状态，钻孔形成后，岩层内部的应力平衡状态马上被破坏掉，应力作用下，断层泥发生塑性流动，从而导致缩颈卡钻；第二是断层泥中含有大量的粘土矿物，这类粘土矿物以蒙脱石为主，遇水后会发生膨胀，导致缩颈卡钻；第三是断层泥比表面积很大，存在很强的粘滞性，一旦遇水后即会把钻杆给包裹住，导致起拔钻杆困难。因此在该类地层钻进中，应当从钻井液的密度、失水量和润滑性三个方面进行控制。高密度的钻井液应当保匠能够平衡地层压力，具体视钻孔深度和地下水而定，失水量控制在8m1／30min～l0ml／30min以内，以控制地层的膨胀缩颈，泥浆中可掺人6％一10％的植物油，以增加泥浆的润滑性。
　　③第五种喀斯特地层钻进时的主要特征是泥浆漏失量大，不返浆。在钻进过程中，若发现泥浆返浆较少，表明此时钻遇层段可能为出现了少量的裂隙，泥浆顺着这些裂隙流入地层深处。针对小缝小漏，可在泥浆中添加细微颗粒和纤维物质，如云母片、石棉粉、超细碳酸钙等；若出现大漏可使用桥接剂，包括贝壳渣、膨胀性堵剂等；严重漏失时可使用柴油一膨润土浆等；而对于溶洞性漏失，可往孔内投入粗砂、碎石、水泥球等，可借助于井下封隔器进行。水泥球中可掺人3％左右的固化剂，以提高同结时间。
　　3.结束语
　　治理复杂地层，应依据实际情况及钻进的要求，合理选择处理方法，切忌生搬硬套，少走弯路，降低成本才是最佳选择。

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