地質勘查工程中的鉆探技術研究

王鐵鑫

摘要：地質勘探工作是經濟社會發展中的先行性、基礎性工作，地質勘探水平的高低直接關系到黑龍江省建設大局。地質工作是一項地下資源的偵察工作，地質情況千差萬別，極為復雜，因此地質工作的探索性較強。整個地質工作的過程，也就是對地下資源的調查研究和認識不斷深化的過程。實踐證明，向深部找礦是發展的必然，在深部找礦過程中，鉆探技術是地質資源勘查和地球科學研究的重要技術方法，是能夠直接從地下空間獲取實物樣品的唯一手段。

關鍵詞：地質;看出;鉆探;技術

隨著社會經濟不斷發展，我國生產生活所需能源資源需求量逐漸增多，面對日益增長的資源需求，我國礦產資源變得緊張。為了緩解礦產資源壓力、滿足人們資源需求，我國開始尋找新的地質勘探方式，促進找礦能力提升。鉆探技術不僅能為其提供準確的地下深部地質信息，更是最終礦體驗證環節中必不可少的手段。而且，鉆進的控制精度、效率和成本對最終探獲儲量的精度和成本會起著決定性的作用。

一、巖芯定向鉆探技術

巖芯定向技術在油氣鉆探中應用，可以改變傳統的地質勘探布局方式，用較少的探井驗證物探成果和較地確定地層地持構造形態;能較快完成區域勘探，縮短建設周期和節省勘探費用。巖芯定向鉆探技術在地質勘探中的應用以及定向取心數據處理軟件包的建立，在國內均屬新技術。其投資少、制造容易、提供定向信息迅速等優點使其具有較好的應用前景。該技術能夠在巖芯采取率較低的情況下利用質量較差的鉆孔圖像給巖芯定向。這樣，就大大擴展了鉆孔圖像的應用，特別是對于大洋鉆探計劃（ODP）經常在惡劣環境中施工的鉆孔，更有價值。在地質巖心鉆探過程中，鉆遇地層因地層構造和鉆進工藝技術等因素引起的鉆孔彎曲度超標需要糾正鉆孔彎曲率，和發生鉆桿斷折、鉆具脫落、燒鉆埋鉆或人為原因跑鉆等鉆孔事故需要人工造斜進行繞障。要嚴格按所定孔位施工。鉆進度、巖土分層深度的量測誤差不大于5cm。單孔鉆入中風化基巖的深度，巖土分層深度以本方案確定的孔深為準。巖心擺放必須整齊、有序。

二、金剛石繩索取芯技術

金剛石繩索取心技術作為國家的重點推廣技術正在被廣泛采用。金剛石繩索取芯鉆進復雜地層施工中的兩個突出問題，有兩項比較有效的技術措施。一是在易塌、漏水、水敏地層鉆進時，使用加大外徑的金剛石鉆頭以增大鉆孔環狀間隙，減小孔內阻力，并改善對低固相泥漿的配制和管理。二是在跑斜地層設置初級定向孔，提高鉆具在動態條件下的穩定性，并在彎曲孔段采用套管楔糾斜。金鋼石繩索取芯鉆進具有鉆進效率高、巖（礦）芯采取質量好、勞動強度低、單位進尺成本低等諸多優點，在煤田地質勘探中得到了廣泛的推廣與應用。繩索取芯鉆探工藝的優點是勞動強度低、取芯速度快、鉆進效率高。缺點是鉆桿壁厚只有5毫米，耐磨性差，容易產生鉆桿斷裂等事故。為減少事故，應加強可靠性管理。金剛石繩索取芯技術能不斷提升全套鉆具而是用帶鋼絲繩的打撈器從鉆桿中把取心管提出，待把巖心取出后又從鉆桿中把取心管投入孔底的鉆進方法。與普通鉆進方法相比，具有地質效果好，生產效率高，鉆進成本低等優點。

三、反循環連續取樣鉆探技術

近年來，反循環鉆探技術以多種形式在世界各地廣泛應用。作為新興的技術，反循環連續取樣鉆探亦可在水文水井、工程施工等領域應用。能大幅度提高鉆探效率，地質資料準確且效率較高。特別是在大口徑鉆探中效果明顯，被鉆探界人士譽之為新的技術革命。地質鉆探中常用一種孔底局部反循環鉆進。實質上它是正循環與反循環的結合，即使用專門的鉆具，在粗徑鉆具以上進行正循環，只在粗徑鉆具部位采用反循環。這種方法可以收到反循環提高巖心采取率的效果，而使用的設備又比全孔反循環簡單。在生產中被廣泛用于松散、破碎巖（土）層的鉆進。主要指空氣反循環連續取樣技術，它的鉆進原理是壓縮空氣從全液壓動力頭下面側入式的雙通道氣盒子進入，到達外平式雙壁鉆桿的內外管環狀間隙，經過鉆頭底部攜帶巖屑從鉆桿內管中心通道上返。這種方法的主要特點主要是取樣質量高，獲得地質信息準確迅速，鉆進效率高，孔內事故少，操作簡便，鉆進成本可大幅度地下降。

四、高精度受控定向鉆探技術

受控定向鉆探技術是一種可以使鉆孔軌跡按照預定方向前進的特殊鉆探技術，該項鉆探技術還可以實現在一個主孔內鉆進多個分支孔的羽狀鉆孔。定向鉆進技術分為普通定向和精準定向技術。施工時，宜合理選擇造斜點，計算造斜工具的安裝角，用測斜儀正確給造斜工具進行定向，根據造斜強度控制造斜進尺長度，及時測量鉆孔頂角和方位角。在對井眼軌跡及靶點要求不高時，一般采用鉆機回轉器定位的井下普通定向鉆進技術，其缺點是井眼軌跡及靶點受控精度不高。在對井眼軌跡及靶點要求較高時，應采用井下精準定向鉆進技術。井下精準定向鉆進技術采用專用設備、工具，使近水平分支井眼軌跡按設計要求延伸至設計目標區域的一種鉆探方法。為了有效提升地質勘查工作的時效性，要結合不同情況和區域特點利用差異化技術體系，確保能維護地質勘探項目的綜合水平，并且發揮技術優勢，確保能建立完整的找礦技術結構和應用模式。

五、結束語

隨著經濟的快速發展，我國資源瓶頸問題日益突出，找礦突破任務越來越重。鉆探是解決資源問題的基礎支撐。因此，要滿足不斷增長的資源需求，為促進經濟可持續發展提供資源保障，必須大力提高地勘鉆探水平。需要進一步加強能源、資源的保障能力建設，繼續加大煤炭、銻礦等緊急礦種和鉛、鋅、鎢、錫等優勢礦種的找礦力度，加快提升地質勘探水平，提高地質找礦的質量和效率。