深孔巖心鉆探的技術分析

李福明

（甘肅省有色金屬地質勘查局張掖礦產勘查院，甘肅 張掖 734000）

巖心鉆探是對固體礦采進行地質勘查中最為常用的手段，其是一筒狀鉆頭與鉆具在孔底沿圓周環狀破碎巖石，在孔底中心部分保留一個柱狀的巖心，從孔內取出巖心用以研究地質和礦產情況的一種方式[1]。一直以來，深孔巖心鉆探技術被行業內認為是成本高、難度高以及技術含量高的施工作業技術鉆探人員必須要在深孔中進行巖心鉆探。正是經過長久的實踐，逐漸的摸清一些對深孔巖心鉆探作業有影響的因素，這樣就可以在作業前做好一切的準備。在選材上往往都是采用壽命較長的鉆頭、深孔取芯等相關的設備。

1 根據國內的深孔巖心技術的現狀分析

我國在近今年，經濟發展的非常迅速的，使得中越來越被稱為“世界工廠”，較多的東西都被標注上“Made in China”。在這樣的生產狀態之下，對資源的需求量就越來越大，特別是對礦產的需求量是非常龐大的，這為我國的礦采工作者事業提出了一個嚴峻問題，就要求礦采的工作人員必須性更深、更復雜的地底層進行探索發現更多的礦產資源，從而導致我國在深孔巖心技術上的不斷進步[2]。

從目前來看，我國的深孔巖心施工的重要鉆機還是以液壓立軸式為主，其具有結構布局緊湊、維修方便、操作安全可靠等很多的優點。但是在較多的優點中，還是會存在一些缺點，例如，其較容易造成巖心斷裂，巖心容易發生堵塞，從而就會加大機械設備的磨損，特別是在一些結構較為復雜的巖層中這樣的情況發生的機率更大。

在我國較多的從事巖心鉆探作業的企業都比較喜歡拿來主義，并不意義主動的投入大量的人才、物力去研究新設備、新技術，這就導致一直都在不斷的惡性循環，使得我國在鉆探工藝上的發展陷入僵局，研發的力量不足[3]。而且較多的鉆探從業者覺得在深孔鉆探中使用組合式的鉆具就可以將鉆探以及鉆孔的效率提升上來，還可以將其的成功率也提升上來，但是都沒有重視對深孔鉆探技術的研究。

2 深孔巖心鉆探技術在實踐中存在的問題進行分析

（1）孔壁穩定性的問題。影響孔壁穩定性的主要問題有，孔壁的坍塌造成的口徑發生變化以及地層的裂變等，這兩個問題時在鉆探中較為常見的問題。在巖心鉆探的施工進程中，孔壁不能確保穩定性，就會較為容易出現井噴、漏漿、地層脆性坍塌以及井口的口徑發生變化等一系列較為難以挽回的問題，這些情況是在地面上無法實時觀測到的現象，因此，就不能及時的對其作出有效的解決措施[4]。在進行深孔巖心鉆探工作之前，就必須要先考慮到孔壁的穩定性，充分的做好一切的預測準備工作，對于會在施工中出現的問題探監制定出解決的方案，避免此類事故的發生而造成較大的經濟損失以及機械設備的損壞。

（2）鉆探設備存在的問題。我國的鉆探行業相較于其他的發達國家是較為落后的，這就導致我國的鉆探技術的發展停滯不前。在我國的深孔鉆探中，常用的鉆頭驅動方式是立軸式巖心鉆機以及轉盤式石油鉆機驅動，但是兩者都是存在著一定的缺點的，而且兩者在施工的進程中發生故障也是較為常見的。與此同時，我國在液壓動力頭鉆機技術上的研發以及發展都是非常緩慢的，從而導致當前所具有的設備無法跟上時代的發展，滿足當前的鉆探工程的需求。

3 深孔巖心鉆探技術在實踐中存在的問題解決措施

（1）增加孔壁的穩定性。對于影響孔壁穩定性的重要因素是地層孔隙壓力較大，為了保證孔壁的穩定性，首先就壓對實際施工的地層孔隙壓力進行一定的了解，并運用其他的技術將其克服過去。在鉆探前對地層進行預測，以及鉆探后對鉆井進行檢驗都是在深孔巖心鉆探施工中常用的對地層孔隙壓力檢驗的方式。在鉆探前的預測方式就是指，在鉆探前對地震層的相關資料有所了解，并采用直接計算或等效深度計算的方式對底層的空隙壓力進行計算，從而得到相似的預估數據。鉆探后鉆井檢驗法就是指，在完成鉆井之后，運用泥頁層聲波時差法、泥頁眼電阻率法以及泥頁巖密度法的方式，再結合相關的鉆井資料對地層孔隙壓力進行評估的計算方式[5]。影響孔壁穩定性還有一個因素是地層破裂壓力，若想要保證孔壁的穩定性，同時還要對地層破裂壓力進行克服，若不能能克服這樣的困難，孔壁還是會較容易出現裂紋，甚至會孔壁上出現開口，進而導致鉆探失敗[6]。

（2）完善鉆探設備。若在鉆探的設備上較為落后的話，就會使得無法滿足深層巖心的鉆探需求，因此，在對深孔鉆探技術進行研究時，還要重視起這方面的問題。在當前的鉆頭驅動方式，全液壓實動力鉆機是較為先進的技術，這就需要加強對其的使用，盡快的將其發展成為常用的鉆探方式，進而取代傳統的立軸式鉆機，這樣就可以使得鉆探的設備得到一定的完善。對鉆探的設備進行完善的同時，還要完善行業內對鉆探裝備的監測標準。在行業中的眾多企業應當制定出統一的設備參數標準，并且有序的將在這樣的標準引入到行業當中，這樣才可以從根本上確保鉆探設備的質量[7]。

（3）解決在鉆探施工過程中存在的問題。在對鉆探施工的過程中，對鉆井液使用應當進行深入的研發以及對鉆井液的技術進行調整與把控，這樣就可以有效的消除鉆井液中所存在的巖屑以及劣質的黏土。這樣就可以保證鉆井中的黏土是非常優質的，從而達到對鉆井液調整的目的。

4 結語

綜上所述，本文就是對深孔巖心的技術進行的分析，并提出解決其中存在問題的措施，主要是從孔壁的穩定性、鉆探設備以及鉆探的施工過程進行展開分析，并且分析了解決上述問題出現的主要解決措施。由此可知，深孔巖心鉆探技術在我國的各個領域中都有著較為重要的作用，但是我國的深孔巖心鉆探技術是落后與發達國家的，因此，我國的行業從業者就要不斷的進行研究，不斷完善地質的勘察工作，還要引用先進的鉆探設備，并要積極的學習好的技術，從而推動我國在鉆探行業上的發展。