多分支水平井注浆加固扫孔时出现岔孔的预防

贾术峰

（安徽省煤田地质局第三勘探队，安徽 宿州 234000）

奥陶系灰岩高承压含水层作为矿山灾害性的突水水源，严重影响矿山的安全生产。为响应国家超前治理的理念，以梧桐庄注17孔为例采用多分支水平井注浆加固技术。经过设计和施工人员的共同努力探索出一条如何预防注浆结束扫孔时出现岔孔。

1 多分支水平井注浆加固设计与施工

多分支水平井注浆加固技术设计时采用多个水平分支孔共用一个主孔的设计理念，节约了场地占用面积，减少工农关系的矛盾，降低成本。如图1（梧桐庄矿注17多分支水平井三维立体投影图）。

图1 梧桐庄矿注17多分支水平井三维立体投影图

由于多个分支孔共用一个主孔在施工的过程中施工完一个分支孔采用定向侧钻的技术去施工下一个水平分支孔。在分支多的情况下侧钻点也随之增多，从而使在有的分支孔漏点注浆结束扫孔时容易在侧钻点的位置扫出岔孔，从而进入以前施工过的分支孔中。从而影响井队的正常生产。

2 预防注浆后扫孔时出现岔孔的方法

2.1 设计时预防

在梧桐庄矿区域治理注17-10分支孔施工过程中，为了探明F608断层的发育情况，矿方要求钻进到侧钻点位置先施工探孔后，再封固探孔从侧钻点采用降垂深定向钻进的技术施工注17-10分支。如图2。

施工探孔时的轨迹全角变化率几乎为0度，也就是说实际探孔轨迹曲线在三维立体图上是一条平滑的直线。当侧钻施工注17-10分支时开始造斜的全角变化率达到10度以上，至使在施工注17-10分支孔时漏点注浆后扫孔时经常扫到探孔中去，每次扫到探孔中去就必须从新封固探孔，从新侧钻继续施工注17-10分支孔，严重增加了施工的成本、影响施工进度。

图2

在后续施工过程中经过技术人员和现场施工人员的多次讨论后，一致认为在设计探孔轨迹时应该采用较大的造斜率，使探孔在侧钻点位置附近的全角变化率远远大于注17-10分支孔在侧钻点附近的全角变化率（如图2）。如此在施工注17-10分支孔漏点注浆扫孔时，到设想侧钻点附近时钻头轨迹会尽可能的在全角变化率小的轨迹中穿行。由此可以减少很多的无用钻进进尺，增加施工的效率。

2.2 施工分支孔顺序上预防

在一个区域治理中当设计已经确定时，合理的选择每个分支孔的施工先后顺序就成为影响注浆后扫孔是否出现岔孔的关键因素。

如图3是一个已经确定的多分支水平井区域治理的设计轨迹。施工人员在安排分支孔施工顺序时尽量按照1、2、3、4、5分支的顺序施工。施工完1分支封孔侯凝后，由侧钻点1开始侧钻施工2分支，以此类推施工完其余的分支孔。按照次顺序当施工1分支孔在遇到漏失点注浆结束扫孔时，当扫到侧钻点1的位置的时候，由于下部分支孔还未施工，下部为奥灰灰岩地层，灰岩的硬度要远远大于水泥浆的凝固硬度，固在扫孔时钻头会沿着1分支的原有轨迹前进，很难出现岔孔的现象。

图3

若先施工2分支孔、后施工1分支孔。即2分支孔施工结束封孔侯凝后由侧钻点1侧钻施工1分支孔，当在施工1分支孔时遇到漏失点注浆结束扫孔时就很容易从侧钻点1附近出现岔孔。由于2分支已经施工完成，1分支和2分支轨迹都是由水泥浆填充，两条轨迹的软硬程度相当，所以当扫孔至侧钻点1附近时，钻头会沿着全交变化率小的轨迹前进，即扫孔时进入2分支孔。给施工带来较大的麻烦。以此类推先施工3、4、5分支，再施工1分支或者2分支，同样在扫孔时容易出现岔孔。

2.3 水泥浆外加剂的选择来预防

在注浆压力达到快要结束的压力时，可以在水泥浆中加入适当的缓凝剂来延缓水泥的凝固速度，从而使扫孔时水泥还未达到初凝时间。

在正常注浆时使用的为普通硅酸盐水泥，此水泥的初凝时间为不得早于45min，一般为1h～3h；终凝时间不得迟于12h,一般为5h～8h。

通过加入0.1%的蔗糖可以使水泥的初凝时间延长到21h，如果采用0.1%蔗糖后掺法可以使水泥的初凝时间延长至37h，当采用蔗糖后掺法蔗糖含量达到0.2%时水泥的初凝时间达到144h。按照以上配比加入缓凝剂可以使水泥的凝固时间延长至21-144小时，从而使注完浆扫孔时水泥浆凝固时间还未达到初凝时间，扫孔时候大大降低了出现岔孔的概率，保证正常的施工生产。

3 结语

在现如今的区域治理施工中，注浆结束扫孔出现岔孔一直是一个影响钻井生产的重要因素，影响区域治理的进度，增加施工单位的成本。但在现在的生产技术中还未有一套系统的施工方法能彻底的根除岔孔的出现。本文从三个方面潜入的阐明了如何最大限度的预防岔孔的发生。忘对今后在区域治理施工中有所帮助。