深部探礦鉆探特點(diǎn)及技術(shù)要點(diǎn)淺析

楊斌

（新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700）

中國(guó)地域廣闊，擁有豐富的礦產(chǎn)資源。當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源中，超過60%是分布在地下的，這就需要探礦鉆探技術(shù)。由于中國(guó)的地質(zhì)探礦發(fā)展比較晚，鉆探技術(shù)水平不是很高，平均探礦深度在300米至500米以內(nèi)，導(dǎo)致了中國(guó)的深部探礦與國(guó)際上存在一定的差距，不利于中國(guó)深部探礦工作的進(jìn)一步發(fā)展。因此，相關(guān)的技術(shù)研究人員就要對(duì)鉆探技術(shù)進(jìn)一步研究，特別是深部鉆探技術(shù)。

1 深部探礦鉆探所具備的特點(diǎn)

與淺部探礦和露天探礦相比較，深部探礦主要是用于深部地殼的探礦。地質(zhì)探礦人員在深井中使用鉆探技術(shù)進(jìn)行地層探礦。深部探礦鉆探主要有以下的特點(diǎn)。

（1）在鉆探的過程中會(huì)遇到各種類型的地層。需要在進(jìn)行深部探礦之前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，先鉆淺地層，之后逐漸深入。在鉆探的過程中，要考慮到地層的類型，這些地層都是年代久遠(yuǎn)，經(jīng)歷不斷的變化形成的，都是古老的地層。比如，濟(jì)寧鐵礦在深部探礦鉆探的過程中，就遇到馬家溝組灰?guī)r、長(zhǎng)慶組灰?guī)r、九龍組灰?guī)r、白云巖以及硅質(zhì)絹云母千枚巖等不同類型巖層。鉆井的時(shí)候就需要大直徑的鉆孔，來解決井壁坍塌的問題。

（2）地層復(fù)雜。深部探礦鉆探的過程中，必然受到地質(zhì)構(gòu)造的影響，特別是在勘察金屬礦產(chǎn)的時(shí)候，由于地層類型的多樣以及各種地質(zhì)因素的影響，就會(huì)導(dǎo)致探礦結(jié)果不準(zhǔn)確[1]。比如，對(duì)各種礦石，包括鐵礦石、銀礦石、金礦石、銅礦石等進(jìn)行對(duì)比，由于礦層底部存在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，構(gòu)造不斷地運(yùn)動(dòng)，斷裂帶不斷地發(fā)育，就出現(xiàn)地層不穩(wěn)定的現(xiàn)象。在一些地層中還含有水，也是重要的不穩(wěn)定因素。地層中的泥漿、巖石都會(huì)導(dǎo)致地層的不穩(wěn)定，呈現(xiàn)出弱磨性的滑動(dòng)，或者滲入到地層中，由于鉆探的時(shí)間要相對(duì)較長(zhǎng)一些，就會(huì)導(dǎo)致孔壁失去穩(wěn)定性。地層暴露后，隨著鉆探時(shí)間的延長(zhǎng)，地層也必然會(huì)受到鉆探的影響產(chǎn)生變化。當(dāng)鉆探的過程中遇到硬滑地層的時(shí)候，就會(huì)損壞到鉆頭，鉆井效率必然受到影響。

（3）鉆孔傾斜預(yù)防困難。在進(jìn)行深部探礦鉆探的時(shí)候，很容易遇到葉理發(fā)育或?qū)永戆l(fā)育較好的地層。巖石本身的各向異性會(huì)在鉆探的過程造成傾斜預(yù)防困難的現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)鉆孔傾斜的時(shí)候，很難解決。對(duì)鉆井技術(shù)予以優(yōu)化，不僅可以提高深部探礦鉆井質(zhì)量，還能保證進(jìn)度。

2 深部探礦鉆探技術(shù)的要點(diǎn)

針對(duì)上述關(guān)于深部探礦鉆探特點(diǎn)的分析，可以明確在深部探礦鉆探的過程中會(huì)出現(xiàn)一些常見的現(xiàn)象，就需要在技術(shù)上做出相應(yīng)的調(diào)整，保證技術(shù)操作到位，提高鉆探質(zhì)量。本研究的技術(shù)要點(diǎn)主要包括三個(gè)方面，即復(fù)雜地層鉆探技術(shù)要點(diǎn)、斷層泥鉆探技術(shù)要點(diǎn)和定向鉆探鉆探技術(shù)要點(diǎn)。具體如下。

2.1 深部探礦鉆探中關(guān)于復(fù)雜地層的鉆探技術(shù)要點(diǎn)

由河流作用、礦物巖石、風(fēng)化作用等形成的復(fù)雜地層，巖石本身是一種弱固結(jié)地層，其中巖石顆粒的鍵值是相對(duì)比較低的。該類型地層對(duì)于鉆具的使用要具有選擇性，以保證探礦鉆探工作順利展開，且獲得事半功倍的效果。當(dāng)進(jìn)入到鉆井作業(yè)環(huán)節(jié)，就要對(duì)鉆井的速度合理控制，對(duì)于鉆井所在位置準(zhǔn)確把握，對(duì)于影響因素合理控制，避免對(duì)鉆探工作產(chǎn)生負(fù)面作用，使得孔壁出現(xiàn)跌落的現(xiàn)象或者斷裂的現(xiàn)象[2]。鉆探中所使用的沖洗液的黏度可以提高巖石顆粒的低黏附性，對(duì)孔壁上出現(xiàn)的巖石顆粒進(jìn)行處理，使其增加與巖石之間的結(jié)合度。泥漿泵在運(yùn)行的過程中要控制好，以避免導(dǎo)致井壁坍塌或者井壁損壞的問題。因此，有必要做好失水控制工作。比如，在處理頁巖地層的過程中，需要將失水控制在8毫升至10毫升之間，以減少泥頁巖地層下降的問題，避免產(chǎn)生塌陷的現(xiàn)象或者滲漏現(xiàn)象。在施工的過程中使用高鹽鉆井液，主要的目的是為了減小溶蝕作用，避免地層鹽巖對(duì)鉆孔直徑產(chǎn)生影響。

當(dāng)探礦鉆探的過程中遇到破碎程度較高的地層的時(shí)候，就需要采取一定的堵漏措施，采用灌注活性物質(zhì)或者使用膠結(jié)物質(zhì)，可以使得地層松散或固結(jié)破碎的巖石不斷凝固，不會(huì)在鉆探中脫落，由此提高了巖石表面的穩(wěn)定性，以在鉆孔前增加巖石強(qiáng)度。當(dāng)然，也可以使用經(jīng)歷泡沫泥漿鉆井或者采用套管技術(shù)，用以密封破碎的巖石段，對(duì)巖石起到很好的加固的作用。

2.2 深部探礦鉆探中關(guān)于斷層泥孔段鉆探技術(shù)要點(diǎn)

深部地層會(huì)在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響下導(dǎo)致斷層泥現(xiàn)象。在此類地層中鉆井作業(yè)，就要對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)予以有效控制。比如，完成裂隙區(qū)巖層的鉆孔之后，通常會(huì)產(chǎn)生塑性流動(dòng)的問題，由此出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象或者縮頸現(xiàn)象。裂隙地區(qū)的巖石地層長(zhǎng)期在高應(yīng)力作用下，就會(huì)出現(xiàn)地層內(nèi)部應(yīng)力不平衡的問題。這類地層常含有蒙脫土型等粘土質(zhì)，易出現(xiàn)吸水膨脹引起縮頸的問題。此外,挖巖石表面積比較大，而且質(zhì)量很好。當(dāng)碰到水的時(shí)候，它會(huì)將鉆桿夾住，從而增加了拉鉆桿的難度。所以，在鉆井的過程中，要控制好礦井內(nèi)失水的問題，通常失水量為每半小時(shí)8毫克至10毫克為宜。對(duì)潤(rùn)滑度控制好之后，需要在泥漿中加入一定濃度的植物油，要求濃度控制在6%至10%之間。

2.3 深部探礦鉆探中關(guān)于定向鉆探技術(shù)要點(diǎn)

深部探礦中支孔的鉆孔和主孔的鉆孔是重要的施工環(huán)節(jié)。在鉆井的過程中，要掌握定向鉆井技術(shù)的要點(diǎn)，控制鉆井力，將鉆井的精度控制在半米之內(nèi)。采用定向鉆進(jìn)技術(shù)，在鹵素礦的探礦鉆礦中可以獲得良好的效果。在深部探礦鉆井的過程中，在鉆井之前要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，避免降低鉆井技術(shù)效率，影響鉆井質(zhì)量。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，鉆井技術(shù)也會(huì)不斷進(jìn)步，比如在鉆井?dāng)?shù)據(jù)方面，從理論、鉆進(jìn)設(shè)計(jì)、鉆進(jìn)調(diào)試、鉆進(jìn)、測(cè)量等方面實(shí)現(xiàn)了精確化。鉆井作業(yè)與數(shù)據(jù)分析同步進(jìn)行，可以提高工作效率。所以,定向鉆井技術(shù)的應(yīng)用中，要將技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，要做到鉆桿與鉆柱應(yīng)綜合應(yīng)用，使鉆桿受力平衡。此外，還應(yīng)注意鉆桿的潤(rùn)滑和維護(hù)，減少摩擦和阻力，由此提高鉆桿效率。當(dāng)鉆井的深度已經(jīng)達(dá)到50米的時(shí)候，就要測(cè)量好鉆孔的角度以及其承受力的程度，之后根據(jù)測(cè)量的結(jié)果對(duì)鉆井力以及鉆井的角度做出調(diào)整，使得鉆井的難度降低。當(dāng)鉆井的深度超過150米的時(shí)候，就要適當(dāng)?shù)卦黾鱼@桿的直徑以及壁厚。并選用高強(qiáng)度繩芯鉆桿[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國(guó)礦產(chǎn)資源深部探礦與鉆探技術(shù)的使用意義重大。因此，相關(guān)人員正在進(jìn)行深度探礦的時(shí)候，就要掌握技術(shù)要點(diǎn)。在鉆井技術(shù)的應(yīng)用中，為了提高探礦水平，需要合理應(yīng)用技術(shù)。為了保證技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量和應(yīng)用效率，就要對(duì)深部探礦鉆探技術(shù)深入研究，提高其應(yīng)用價(jià)值，對(duì)我國(guó)礦產(chǎn)資源的安全可靠開采起到一定的促進(jìn)作用。