预测区钻探验证井设计简述

4.2.1.1 目标任务

钻探工程是煤炭资源勘查的主要手段。在对区域成矿规律综合研究及二维地震初步解释成果的基础上，设计施工YJ^#验证钻井，其目标和任务包括:

1) 验证二维地震初步解释成果。

2) 获取济宁凹陷深部煤系地球物理资料，为预测区精细地震解释提供依据。

3) 实际揭示预测区的含煤性，了解深部含煤地层和煤层，为济宁凹陷深部煤炭资源预测提供依据。

4.2.1.2 预测区岩石的机械性与可钻性分析

(1) 预测区岩石的机械性分析

本预测区基岩段一般为砂岩、泥岩。砂岩矿物成分多为长石、石英，钙质或泥质胶结，有时为硅质胶结，当为钙、泥质胶结时，硬度较小，易于钻进;当为硅质胶结时，岩石较坚硬，钻进效率低。泥岩一般硬度较小，较易钻进。在砂岩层中一般含裂隙，且有时较发育，尤其当岩性较粗时，可能出现漏水。

本区侏罗系下部有呈岩床状岩浆岩侵入体，全区多分布，厚度大小不等，平均120余米，呈灰黑色、灰绿色，主要成分为辉石、斜长石、黑云母，硬度大，裂隙发育，岩性为辉长岩，钻进难度大，且在钻进过程中可能漏水。

另外，本区在进入太原组后所见3灰呈块状，坚硬，裂隙发育，有时见燧石结核，钻进时进尺慢，且常常漏水。

(2) 预测区岩层可钻性分类

本预测区第四系地层一般由黏土、砂质黏土及中、细砂层组成，均未成岩，钻进时进尺快，但黏土层易吸水膨胀，砂层易坍塌，施工过程中应注意护孔壁。

基岩段按岩石坚硬程度划分，岩浆岩硬度最大，在施工过程中进尺最慢，其次是石灰岩，硅质胶结的砂岩也较坚硬。这几类岩石不但硬度大，而且多裂隙，钻进过程还易漏水，应注意防漏。其他岩石硬度均较小。

本预测区大部分地段位于济宁断层和嘉祥断层组成的地堑构造单元内，地层倾角4°～14°。

4.2.1.3 钻探验证工程质量要求

本预测区设计施工1个验证钻孔，孔位选择在地震反映效果良好、煤层埋深较浅的地段。预计终孔深度为1400m，终孔层位为3灰。钻孔要求取心控制基岩界面、侏罗系底界面，终孔层位取心证实，采取各可采煤层煤心煤样，全孔进行常规数字测井，简易地温测量。

由于预测区岩(煤)层受构造影响，各组地层厚度有所变化，在钻探施工过程中要求地质与钻探密切协作，充分了解周边地质情况和钻孔资料，把好质量关、保证钻孔质量。钻孔根据本次工作目的主要是采取山西组煤层，终孔层位以穿见3灰为准。

施工过程中，钻探及地质技术人员要亲赴现场对现场整备情况进行检查，看是否具备开工条件，符合条件后可发出施工通知书准予开钻。地质编录前首先要检查班报表记录是否正确，然后对岩(煤)心长度及编号是否准确进行详细校对，并实际丈量岩(煤)心长度，并对岩(煤)心进行详细观察，做地质编录的准备工作，不同岩性、不同煤层进行分层记录，逐项填入地质记录表中，并将回次岩(煤)心分层情况在记录中予以注记，其格式为回次号上原岩煤心及编号，厚度大的单一岩(煤)层必须进行系统观察，以免遗漏地质现象。

岩(煤)心描述一般内容为:岩(煤)名称、颜色、结构、矿物成分、古生物化石、构造破碎情况;测量标志面(层面、片理面、断裂面、条带、接触界线)与岩心轴夹角。岩(煤)心描述要求做到繁简适度、重点突出、针对性强，对煤及顶底板、构造部位等重要地段要详细描述，对具有特殊地质现象的岩(煤)心可以做大比例尺岩(煤)心素描图或者照相，以补充文字描述的不足。水文地质人员应做好有关水文地质特征的描述，内容包括岩性、成分粒度、胶结物及其胶结情况，节理裂隙性质及其发育情况，岩心破碎情况，严重坍塌掉块情况，钻孔中遇溶洞、老巷、大裂隙、流沙与钻具突然掉落等情况。然后根据钻孔资料统一格式编制钻孔柱状图。

具体要求如下:

1) 全孔进行系统测斜，第四系底界、侏罗系底界、各可采煤层顶或底10m内及终孔分别丈量一次钻具全长，丈量误差不大于0.15%，且应进行合理平差。

2) 岩心采取率:煤心长度采取率不低于75%，重量采取率不低于60%，岩心采取率非煤系地层不低于60%，煤系地层不低于70%。

3) 钻机地质人员及时下达见煤预告书，指导钻机打煤钻进，并严格执行守煤制度，认真填写好打煤报告书。

4) 认真填写班报表，数据要准确，字迹要清晰，表格要整洁，不能在班报表上随意涂改，否则将影响综合质量评价;此外对孔内特殊情况(如塌、掉块、漏、涌水等)一律填入班报表的相应栏目内，做到班报表无缺项。

5) 煤心煤样必须保证清洁，做到不污染、不磨烧，如有上述情况发生，必须对所涉及煤层进行补斜采样工作。

6) 岩心应认真编号，按上下顺序装箱，岩心箱统一按《煤田钻探规程》依次编号。

7) 封孔:钻机在接到终孔通知书和封孔设计书后方可对施工钻孔进行封孔。封孔严格按照封孔设计和钻探有关操作规程规定进行并埋设标石，标石用红油漆标注孔号，如实提交封孔报告，否则不予验收。封孔具体要求如下:基岩段全部用水泥砂浆封闭(水泥全部用425号以上标号)，水泥砂浆由水泥、沙子、水按1∶1∶0.65比例配制，搅拌均匀后，用钻具将专用砂浆送至孔底，由下至上逐渐封闭。新生界松散地层一般用黄泥封闭，但孔口以下5m范围内用水泥封闭并连接标石。封孔检查可以在全孔封闭完后进行。

8) 终孔后岩心待到综合验收完毕后方可处理。

9) 钻孔验收:终孔后，钻机地质人员根据实际情况，按照钻孔质量8项标准填写好钻孔质量验收单，以备检查验收。总体要求如下:①可采煤层，优质、合格率为100%;②钻孔质量，特、甲级孔率达100%。

4.2.1.4 钻孔坐标及终孔层位

钻孔位置及坐标:YJ^#钻孔位于山东省济宁市运河煤矿杨集预测区内，地理位置在济宁市任城区喻屯镇南部。钻孔设计坐标如下:

X=3891580.19

Y=20455587.44

终孔层位:根据地震资料，设计本钻孔终孔深度为1670m，终孔层位为3^#煤层下20m。