[发明专利]适用于砾石区的钻井方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及地震勘探中钻井方法技术领域。

背景技术

现有技术中，在砾石区单独使用QPY（水钻）钻机、CT（空气钻）钻机或镦钻进行钻井，钻井井深不能满足井深设计要求。这是因为，QPY钻机无法在砾石区进行钻井；而CT钻机，采用的是空气锤将砾石击碎，通过压缩机空气将砾石岩屑吹出井中的方式，但钻至潜水面后，因井中有水，岩屑堵塞在井中，压缩机空气无法将岩屑吹出井口，无法继续钻井；镦钻采用的是挤压法钻井技术进行钻孔，但遇粒径较大的砾石后，不能将其挤压开，镦钻钻头无法再前进一步。

如作者为靳继增，辛峰，刊名为物探装备，发表日期为2001年11月第168-171页公开了一篇名为《砾石钻具及砾石区钻井工艺的研究》期刊文件公开了针对不同的砾石区采用不同的钻头钻井的工艺。

但以上三种钻机都无法单独在川西第四系的平原砾石、黄土砾石、河滩砾石地表条件下进行钻孔作业，严重影响了该地区地震采集质量和地矿地质调查的精度，并且上述期刊文件所公开的技术，工艺复杂，并且没有充分利用现有设备，需要采用特定的钻头与工艺匹配，不便于普遍推广应用。

发明内容

本发明针对现有QPY钻机、CT钻机和镦钻在第四系的平原砾石、黄土砾石、河滩砾石区钻井作业存在的不足，提供了一种钻井方法，该钻井方法利用现有设备特性，针对不同地表条件下使用不同钻井工艺技术，实现了设备功能上的互补，提高了砾石区钻井的深度，减少了单炮的面波和声波，改善了单炮采集质量。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种适用于砾石区的钻井方法，其特征在于：在砾石区钻井过程中，首先采用取芯钻，了解砾石区的分布特征，针对松散型砾石，采用镦钻（即挤压型钻井）和取芯钻交互施工的钻井工艺施钻；针对紧密型砾石，采用CT钻钻机为主、镦钻钻井为辅的钻井工艺施钻。

所述砾石区的分布特征包括表土厚度、砾石层厚度、砾石粒径大小和砾石层堆积特征。

所述松散型砾石是指：砾石区中砾石含量小于40%，胶结不紧密、砾径较小、表土大于5m的砾石。

所述采用镦钻和取芯钻交互施工的钻井工艺具体为：先采用镦钻施工，遇较大粒径砾石，钻具取芯，将砾石取出来，再使用镦钻施工，必要时再使用钻具取芯，如此反复，直到钻至设计井深。

所述紧密型砾石是指：砾石区中砾石含量大于40%，胶结紧密，砾径较大、粘度大、表土厚度小于3m的砾石。

所述采用CT钻机为主、镦钻为辅的钻井工艺施钻具体是指：先用CT钻机把砾石打碎打散，遇水后，则改用镦钻在原井位继续施钻，确保井深达到设计要求。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

本发明采用先用取芯钻了解砾石区分布特征，然后针对松散型砾石和紧密型砾石分别采用不同的施钻工艺的技术方案，充分利用了现有设备，无需额外的研发投入以及设备采购费用，无需对操作人员进行重新培训，现有操作人员即可完成全部操作，针对不同地表条件下使用不同钻井工艺技术，实现了设备功能上的互补，提高了砾石区钻井的深度，减少了单炮的面波和声波，改善了单炮采集质量。

具体实施方式

实施例1

本发明公开了一种适用于砾石区的钻井方法，在砾石区钻井过程中，首先采用取芯钻，了解砾石区的分布特征，针对松散型砾石，采用镦钻和取芯钻交互施工的钻井工艺施钻；针对紧密型砾石，采用CT钻机为主、镦钻为辅的钻井工艺施钻。所述的镦钻、取芯钻和CT钻均为本领域的现有技术。

本领域的技术人员根据砾石区的分布特征，就能相对分出松散性砾石和紧密型砾石，然后根据松散性砾石和紧密型砾石的不同，按照镦钻、取芯钻和CT钻机的特性，以及在施工过程中所遇见的情况就能实施本发明所说的镦钻和取芯钻交互施工，和CT钻机为主、镦钻为辅的钻井工艺施钻。

实施例2