黄土高原第四系地层是未胶结成岩的黄土层，从微观的角度来讲，黄土的特殊架空结构和细观上的疏松多孔、多裂隙结构，导致黄土层有极强的水敏性、强烈的湿陷性、高强的流变性。从宏观的角度来讲，黄土层许多区域多含孔洞、裂缝。因此，在黄土层钻井，有两种情况极易发生漏失。一是钻井过程黄土层受钻井液浸湿后，土的内部摩擦力迅速降低，骨架颗粒间胶结强度降低，在井筒液柱压力的作用下形成裂缝，天然结构破坏，发生显著的湿陷变形，并很快延伸形成流失通道。二是黄土层存在着大量洞穴和裂缝，与地表沟壑连通，一旦钻遇洞穴、裂缝，会发生有进无出的严重漏失，并流出至山体（见图1 、图2）。

图1/水流在黄土层冲刷形成流道

图2/清水沿着黄土裂缝流出山体

    延113—延133区块地处黄土高原腹地，沟壑梁峁发育，地表为第四系未固结成岩的松散黄土。因黄土层结构疏松，承压能力低，渗透率强等特点，钻井施工中，黄土层大多发生井漏，严重影响施工进度，增加钻井成本，处理不当，还可能引起其它复杂情况。

    延北区块钻井团队在治理黄土层钻井漏失方面，主要采取了随钻堵漏、注水泥、双液法等各种堵漏措施，虽然取得了一些效果，但黄土易冲刷的性质，决定了水基旋转钻进方式引起的黄土层恶性漏失问题不能被彻底解决。特别是在一些黄土层较厚的钻井平台，在黄土层钻井堵漏失败后，只能采取清水强钻的方式，钻至设计导管深度，清水漏失量往往达到上千方，致使现场拉水不能及时得到保障，经常停钻等水，严重的阻碍了钻井进度；更有甚者，清水沿着黄土层的裂缝流出山体，引发了一些不必要的环保事件。

    基于上述原因分析，在黄土层实行旋转水基钻井的方式存在原理性的弊端，必须从钻井原理上进行改变，才能彻底解决黄土层恶性漏失且难以堵漏的问题。经过技术调研，结合黄土层的特性，优选出顿钻钻井工艺（图3）。

图3/顿钻工艺现场施工

    顿钻工艺施工流程。在确定好井眼精准位置后，通过垂吊系统将吊至井口正上方，铲头靠自重向下做自由落体运动冲向地面扎进土层，铲头的铲刃部分会包住黄土，开动卷扬机组将铲头提起至地面，铲头在离合器的作用下，两个半铲会一张一合相互碰撞，黄土从铲口脱落在下方手推车上，然后拉走黄土，即可完成一次操作，如此循环便可打出不同深度尺寸的井筒。

图4/顿钻工艺结构示意图

    与现有钻井技术相比，顿钻工艺的优点表现在无水钻进、操作简便、不需要挪动井场旋转钻井装备、钻井周期可接受等方面，钻至石板层后，结束顿钻作业，顺利完成导管钻井任务。规避了清水旋转钻井导致的地层浸泡、冲刷形成的恶性井漏的问题。

    钻井团队引进该工艺，成功解决了该区块导管钻井过程中的恶性漏失，并由此引发的可能性环保事件问题，有助于钻井平稳施工，提高钻井效率，加快了延北区块快速建产，也为延北区块在黄土层钻井提供了新思路。（工程技术部/苏明）