探究地質巖心鉆探技術及其在資源勘探中的應用

溫中明

（四川省冶金地質勘查局六0四大隊，四川 廣元 628017）

現階段，在社會經濟快速發(fā)展的背景下，我國對社會生產力的需求也在隨之提高，這對地質資源勘察技術就提出了更高的要求。在地質勘察工作中應用地質巖心鉆探技術，有利于促進資源勘察質量的改善，且對于工作效率的提升也發(fā)發(fā)揮著積極的意義。因此，資源勘探人員就需進一步對地質巖心鉆探技術進行了解、掌握，不斷創(chuàng)新技術及更新設備，以為資源勘探工作的順利、高效進行奠定扎實的基礎。

1 地質巖心鉆探技術及其發(fā)展現狀

針對地質巖心鉆探技術而言，其主要是指在基于專業(yè)鉆頭使用的前提下，實現對巖土或巖石的鉆孔，提取有效的樣本結構，予以綜合分析的一種技術，具有表面鉆孔取樣的特點?，F階段，鉆探的孔徑往往沒有超過40mm，必要情況下，可在基于實際情況對鉆頭的大小進行更換，以獲取大小不一的鉆孔。簡單來說就是，將此技術應用到資源勘查中，能夠對不同深度巖體進行鉆孔處理，經過巖心和礦樣的分析，就可將其作為地質開采的憑據。值得注意的是，雖然我國已加大了對地質巖心鉆探技術的研發(fā)力度，開始學習先進技術，但相較于發(fā)達國家，仍存在一定的差距[1]。另外，巖心鉆探技術在政策扶持的前提，其實質有了明顯的進展，但技術進展則相對較慢，從而就增加了因技術先進度不夠而引發(fā)的事故。因此，想要進一步確保資源勘查的安全性及質量，不僅要合理的應用巖心鉆探技術，且還需極大研發(fā)力度，積極吸取發(fā)達國家的新理念及成功經驗，旨在促進我國總體巖心鉆探技術水平的提高。

20世紀50年代后期，我國才開始自主研發(fā)地質巖心鉆探技術，受研究方式及設備較為滯后的影響，加之缺乏先進的思想指導，導致成績進步并不明顯，就在一定程度上限制了此技術的應用。因此，為進一步促進我國地質勘測事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就需加大對地質巖心鉆探技術的創(chuàng)新力度，形成思維與技術協(xié)調進步的狀態(tài)，以確保行業(yè)發(fā)展效率逐漸提高，從而更好地滿足現代化相關要求?，F階段，我國在很大程度上已擺脫了對西方發(fā)達國家地質資源勘查技術及勘探設備的依賴，隨著對相關知識的深入學習及勘探技術的不斷改進，在一定程度上促進了地質資源勘查工作效率的提高。但值得注意的是，由于處于經濟轉型發(fā)展期，對各類資源需求量較大，受資源儲備量不足等因素的影響，從而就在一定程度上制約了經濟發(fā)展，對此落實對地質巖心鉆探技術的創(chuàng)新就顯得尤為重要，不僅要積極吸取國外先進經驗及技術，且還需增強自身的研發(fā)力度，實現鉆探技術的及時更新及持續(xù)改進，以確保其在實際應用中能夠充分發(fā)揮自身作用。

2 地質巖心鉆探技術在資源勘探中的應用

2.1 繩索取樣

相比反循環(huán)連續(xù)取樣技術，繩索取樣技術被更早的應用到了地質資源勘探中，在我國資源勘探中占據重要地位。但值得注意的是，受技術類型不過關的影響，就需加大對資金成本的投入，加之采樣效果的不顯著，如若大規(guī)模的應用于實際資源勘測中，效率往往難以達到理想化。但值得注意的是，在基于采樣準確性的前提下來說，繩索取樣技術有著明顯的優(yōu)勢，加之此技術應用時間較長，發(fā)展相對較為完善，從而就成為了資源勘探工作中不可或缺的一種技術條件，在促進社會經濟發(fā)展中也發(fā)揮著積極的意義[2]。

2.2 反循環(huán)連續(xù)取樣

在巖心鉆探技術中，反循環(huán)連續(xù)取樣是一種常見的類型，在現代資源勘探工作中得到了廣泛的應用。因此，為最大化的滿足我國礦產資源開發(fā)需求，就需在基于引進先進資源及技術的前提下，實現創(chuàng)新、改進，確保鉆探技術能夠更好的滿足資源開展需要，這不僅有利于促進資源勘探效率的提高，且還會吸引更多的投資商關注，為技術和企業(yè)合作模式的實現奠定基礎，確保社會的和諧發(fā)展。針對反循環(huán)連續(xù)取樣技術而言，其主要就是將內部循環(huán)機制壓到套管和鉆桿間，抑或是環(huán)狀空間中等，達到促進鉆桿執(zhí)行孔內循環(huán)的目的，可在一定程度上降低內壁面積，為環(huán)狀介質的有效流動提供保障]。值得注意的是，內循環(huán)裝置的構成，主要由空氣和液體兩種類型完成，在實際的巖土開發(fā)，抑或是探測過程中，此裝置主要發(fā)揮著將空氣阻力應用到鉆具上的作用，達到鉆孔中取樣的目的，適用于堅硬地段，抑或是巖土結果中，特別是地質條件穩(wěn)定性不佳的地區(qū)，優(yōu)勢主要體現于可不停頓利用鉆頭堅硬度完成鉆孔取樣操作，或取樣結果有效合理等方面。

3 地質巖心鉆探技術難點

3.1 孔壁穩(wěn)定性

在資源勘探 中，往往會遇到到地層多且復雜的地區(qū)，想要確?？妆诘姆€(wěn)定性，就需落實對相關影響因素的分析，最為關鍵的就是孔壁的坍塌或縮徑、地層裂變。值得注意的是，具體施工中，如若孔內井壁的穩(wěn)定性無法滿足相關標準，這不僅會增加孔內掉塊問題，且還會促使泵壓升高，在應用鉆探技術時就會受阻，抑或是遇卡，最終導致漏漿、井噴等嚴重問題的發(fā)生。另外，當孔壁穩(wěn)定性降低后，需及時的落實調整工作，這主要是因為如若調整不合理或不及時，就會在一定程度上增加鉆進事故，在此過程中可充分運用鉆探技術，落實預測、預防工作，以全面確?？妆诘姆€(wěn)定性，從而為資源勘探工作的安全性提供保障。

3.2 鉆探裝備問題

針對鉆探技術而言，我國非常的重視，加大了對這方面的投入力度，也在一定程度上完善了鉆探技術。但值得注意的是，在研究鉆探技術，抑或是改進的過程中，仍然存在鉆探裝備相對滯后的問題，裝備與技術間不夠協(xié)調，主要體現于我國技術、設備上，同時相較于西方發(fā)達國家，我國的鉆探設備及技術整體水平也相對落后，這不僅會影響資源勘探工作效率及質量，且還增加了故障幾率發(fā)生的可能性[3]。

3.3 鉆探過程中的難點

在基于鉆探過程中難點的前提下來說，主要是轉井液使用方面，傳統(tǒng)地質巖心鉆探，在調整鉆井液性能時，主要是采用粘土含量改變、加水稀釋等方式，此類方式雖可獲取一定效果，但維持時間不長，這就會在一定程度上怎家鉆井液的維護耗費。另外，針對優(yōu)質澎潤土含量來說，上述方法的應用會導致其降低，從而影響鉆井液的性能。因此，在基于滿足性能需求的前提下，最大化的降低鉆井液維護成本就成為了亟需解決的問題，這也是進一步確保鉆探過程質量的關鍵。

4 巖心鉆探技術問題的解決對策

4.1 增加孔壁穩(wěn)定性

在增加孔壁穩(wěn)定性的過程中，要落實對地質影響因素的分析，可充以下幾方面著手：首先，在施工前，要匯總分析施工地區(qū)的地質資料，尤其是對鄰井、地震資料的分析，通過合理的對比，實現對施工地區(qū)地層深埋以及相應地層壓力的推斷。同時，也要合理的預估空隙壓力數值、可采用等效深度計算方法，從而為孔壁的穩(wěn)定性提供保障。其次，在施工期間，考慮到受影響的因素較多，如地層張力破壞、地層剪切垮塌等，故在施工中菊科通過對激動壓力的降低，抑或是合理的選擇鉆進排量來達到規(guī)避定點循環(huán)等目的，同時也要合理的選擇鉆井液，充分考慮其性能，以進一步促進孔壁穩(wěn)定性的提高。最后，在完成鉆井施工后，要落實測井檢驗工作，并對相關數據及資料進行收集，明確相應的參數，予以實地計算評估處理，從而達到確定實地空隙壓力參數的目的[4]。

4.2 完善社保選擇及現場布置環(huán)節(jié)

一方面，要重視對鉆探設備質量標準的完善，促使所用使用的鉆探設備相關參數均符合地質資源勘探要求，確保各相近的型號設備能夠相互兼容，抑或是替換使用，從而為特殊情況的應急處理提供保障。同時，還需進一步對鉆探設備的適應性、可靠性及經濟性進行強化，從而確保設備可適應各地域，滿足多樣的鉆探需求。另一方面，要進一步改善鉆探技術，如有必要，可積極引進國外新進技術、社會，并予以改進處理，從而為施工提供保障?，F階段，基于巖心鉆探的選擇來說，可選擇較為先進的全液壓動力頭鉆進，以達到鉆頭驅動的目的，應用轉盤加高速頂部驅動的符合方式，確保鉆塔高度的合理性，從容為后期施工安全性提供保障。另外，要對現場布置環(huán)節(jié)予以強化處理，避免混亂現象的發(fā)生，對于人員、設備材料等管理工作，需根據實際情況予以精細化管理，期間可合理運用信息技術，構建針對性的管理系統(tǒng)，以確保各現場各環(huán)節(jié)的管理能夠有效的展開，從而為地質資源勘探工作的質量奠定扎實的基礎。

4.3 對鉆井液體系及參數予以優(yōu)化處理

在地質資源勘探中應用巖心鉆探井液時，需秉持正確使用理念，強調預防及鞏固，這主要是因為孔壁的穩(wěn)定性，往往會受到地層、鉆井液不同的影響。因此，施工人員就需在基于前期地震、鄰井資料等前提下進行，合理的優(yōu)化設計鉆井液體系，結合不同埋深、不同巖性地層，合理的選擇鉆井液參數，期間要保證孔內安全，加強對鉆井液的監(jiān)測及維護，可基于固控設備，抑或是化學處理劑的前提下進行，從而規(guī)避因孔壁失穩(wěn)而導致的不必要損失，通過對鉆井液體系的調整，可最大化的滿足鉆探需求。

5 巖心鉆探技術的應用發(fā)展趨勢

5.1 鉆探技術

一般而言，資源勘探工作效率及質量的提高，除了要重視先進鉆探技術的應用，還不可忽視技術人員對先進技術的掌握，通過對兩者的有機融合，才可從根本上確保鉆探工作的效率及完整性。特別是鉆探技術，應用過程中國要不斷的改進設計方案，提高方案的有效性，技術人員要進一步對資源去地質環(huán)境及周圍水文條件等予以勘察，落實監(jiān)管，并對影響鉆探技術發(fā)揮的常見因素進行明確，發(fā)下問題及時提出針對性的解決措施。另外，在實際的勘探過程中，需確保有專業(yè)技術人員在現場指導，政府也要增加資金投入，以用于對鉆探技術的研發(fā)，提供資金保障，要動態(tài)的對行業(yè)信息、資訊等進行了解、掌握，合理的結合新技術和新理念，以全面促進鉆探技術有效性的提高。

5.2 鉆探設備的發(fā)展

針對資源勘測技術的發(fā)展而言，我國主要集中在新中國成立后，在經濟及社會不斷發(fā)展的背景下，相關部門及機構也在一定程度上加大了對資源勘探技術及設備發(fā)展的重視度。同時，由于我國發(fā)展前都是在引入國外的先進技術，本土研發(fā)力度不足，故未來的發(fā)展重點就需以創(chuàng)新及自主研發(fā)為主，實現技術等方面的突破，從而改善資源勘查工作的現狀。同時，還需為技術人才提供學習平臺，不斷強化其專業(yè)知識，提高先進技術水平，從而實現對前言技術領域的探索，這也是我國未來發(fā)展的重點內容，有利于增強國家的綜合實力。另外，還需重視鉆探設備的發(fā)展，在研發(fā)技術的同時，也要落實對設備的研發(fā)，以進一步促進我國國際地位的提高。值得注意的是，在設備，抑或是技術的應用過程中，技術人員要重視對問題的總結、分析，并結合實際情況提出針對性的解決措施，充分的體現出鉆探技術或設備的優(yōu)勢，在持續(xù)改進的背景下，就可實現資源勘探效率及質量的不斷提高。

6 結語

綜上，一般而言，通過對地質巖心鉆探技術的合理應用，可從根本上改善資源勘探效率及精準度不高的現象，占據著重要經濟地位，通過對該項技術的創(chuàng)新，不僅能夠進一步促進資源開發(fā)、利用率的提高，且還可推動冶金、煤礦行業(yè)的高效、可持續(xù)發(fā)展，故重視地質巖心鉆探技術在資源勘查中的應用就顯得尤為重要。