Question

地质构造对钻探工作的影响

Answer 1

地质构造主要是指构成地壳岩石的产状及其相关关系、形态特征。如钻探工程中经常提到的层理、产状、褶皱、断层形成的破碎带。

(一)地质构造对岩体的影响

地质构造对岩体的影响主要有以下几方面:

1)层理:使岩石呈层状结构,使岩体性质不一致,层间结合差;对岩层风化影响更大。

2)产状:使岩层有了走向、倾向和倾角,让人们看到有的岩层是水平的,有的岩层是直立的;影响岩体的稳定性。

3)褶皱:类型很多。它们有的在力的作用下,使岩层的原始平面弯曲变成弧形面;有的由于受力的挤压作用,使岩体产生许多裂隙,直接影响了岩体的完整性和强度。褶皱的翼部在外力作用下会产生滑动。

4)断裂:包括节理、劈理和断层;它们主要是由剪切作用形成的;直接导致岩体完整性和结构被破坏。岩体结构多为破裂状结构和散体结构。有的可使山峰突然中断;有的可沿断层方向形成溪谷、断裂带、岩石破碎带等。

(二)地质构造对钻探施工的影响

人们主观上都希望钻探施工的岩石完整、岩层稳定,孔壁不垮,钻孔不漏,不发生孔斜;但客观方面由于地质构造的作用,往往给钻探施工带来诸多的影响,甚至成为钻探技术难关。

1.层理的影响

层理对钻探施工的影响表现为:软硬互层、钻探工艺参数不易控制;钻头的适应性差,易产生孔斜,采取率不够。

2.产状的影响

产状对钻探施工的影响表现为:当产状较陡时,易产生孔斜;如要获得准确的地质资料,需要施工斜孔或定向钻进取心。

3.断裂的影响

地质构造的断裂对钻探施工影响最大。由于断裂会导致岩体产生裂隙、断层,而断裂带往往赋予大量充填物,岩石破碎;钻孔中经常因为裂隙发育发生冲洗液漏失,浆液不能良性循环,堵漏也难收效;孔壁岩石容易表现出水敏性和力学不稳定,护壁较困难,时常出现掉块卡钻、垮塌埋钻,甚至造成烧钻事故或钻孔报废。因此,在断裂带施工,不论是钻进,还是护壁、取心,各方面的难度都非常大,成本也非常高。