深部探礦鉆探特點及技術要點淺析

楊斌

（新疆哈巴河阿舍勒銅業股份有限公司 哈巴河 836700）

中國地域廣闊，擁有豐富的礦產資源。當前發現的礦產資源中，超過60%是分布在地下的，這就需要探礦鉆探技術。由于中國的地質探礦發展比較晚，鉆探技術水平不是很高，平均探礦深度在300米至500米以內，導致了中國的深部探礦與國際上存在一定的差距，不利于中國深部探礦工作的進一步發展。因此，相關的技術研究人員就要對鉆探技術進一步研究，特別是深部鉆探技術。

1 深部探礦鉆探所具備的特點

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。地質探礦人員在深井中使用鉆探技術進行地層探礦。深部探礦鉆探主要有以下的特點。

（1）在鉆探的過程中會遇到各種類型的地層。需要在進行深部探礦之前做好各項準備工作，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，經歷不斷的變化形成的，都是古老的地層。比如，濟寧鐵礦在深部探礦鉆探的過程中，就遇到馬家溝組灰巖、長慶組灰巖、九龍組灰巖、白云巖以及硅質絹云母千枚巖等不同類型巖層。鉆井的時候就需要大直徑的鉆孔，來解決井壁坍塌的問題。

（2）地層復雜。深部探礦鉆探的過程中，必然受到地質構造的影響，特別是在勘察金屬礦產的時候，由于地層類型的多樣以及各種地質因素的影響，就會導致探礦結果不準確[1]。比如，對各種礦石，包括鐵礦石、銀礦石、金礦石、銅礦石等進行對比，由于礦層底部存在復雜的地質環境，構造不斷地運動，斷裂帶不斷地發育，就出現地層不穩定的現象。在一些地層中還含有水，也是重要的不穩定因素。地層中的泥漿、巖石都會導致地層的不穩定，呈現出弱磨性的滑動，或者滲入到地層中，由于鉆探的時間要相對較長一些，就會導致孔壁失去穩定性。地層暴露后，隨著鉆探時間的延長，地層也必然會受到鉆探的影響產生變化。當鉆探的過程中遇到硬滑地層的時候，就會損壞到鉆頭，鉆井效率必然受到影響。

（3）鉆孔傾斜預防困難。在進行深部探礦鉆探的時候，很容易遇到葉理發育或層理發育較好的地層。巖石本身的各向異性會在鉆探的過程造成傾斜預防困難的現象，當出現鉆孔傾斜的時候，很難解決。對鉆井技術予以優化，不僅可以提高深部探礦鉆井質量，還能保證進度。

2 深部探礦鉆探技術的要點

針對上述關于深部探礦鉆探特點的分析，可以明確在深部探礦鉆探的過程中會出現一些常見的現象，就需要在技術上做出相應的調整，保證技術操作到位，提高鉆探質量。本研究的技術要點主要包括三個方面，即復雜地層鉆探技術要點、斷層泥鉆探技術要點和定向鉆探鉆探技術要點。具體如下。

2.1 深部探礦鉆探中關于復雜地層的鉆探技術要點

由河流作用、礦物巖石、風化作用等形成的復雜地層，巖石本身是一種弱固結地層，其中巖石顆粒的鍵值是相對比較低的。該類型地層對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。當進入到鉆井作業環節，就要對鉆井的速度合理控制，對于鉆井所在位置準確把握，對于影響因素合理控制，避免對鉆探工作產生負面作用，使得孔壁出現跌落的現象或者斷裂的現象[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，對孔壁上出現的巖石顆粒進行處理，使其增加與巖石之間的結合度。泥漿泵在運行的過程中要控制好，以避免導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，避免產生塌陷的現象或者滲漏現象。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，避免地層鹽巖對鉆孔直徑產生影響。

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

2.2 深部探礦鉆探中關于斷層泥孔段鉆探技術要點

深部地層會在地質運動的影響下導致斷層泥現象。在此類地層中鉆井作業，就要對關鍵點予以有效控制。比如，完成裂隙區巖層的鉆孔之后，通常會產生塑性流動的問題，由此出現卡鉆現象或者縮頸現象。裂隙地區的巖石地層長期在高應力作用下，就會出現地層內部應力不平衡的問題。這類地層常含有蒙脫土型等粘土質，易出現吸水膨脹引起縮頸的問題。此外,挖巖石表面積比較大，而且質量很好。當碰到水的時候，它會將鉆桿夾住，從而增加了拉鉆桿的難度。所以，在鉆井的過程中，要控制好礦井內失水的問題，通常失水量為每半小時8毫克至10毫克為宜。對潤滑度控制好之后，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 深部探礦鉆探中關于定向鉆探技術要點

深部探礦中支孔的鉆孔和主孔的鉆孔是重要的施工環節。在鉆井的過程中，要掌握定向鉆井技術的要點，控制鉆井力，將鉆井的精度控制在半米之內。采用定向鉆進技術，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準備工作，避免降低鉆井技術效率，影響鉆井質量。

隨著技術的不斷發展，鉆井技術也會不斷進步，比如在鉆井數據方面，從理論、鉆進設計、鉆進調試、鉆進、測量等方面實現了精確化。鉆井作業與數據分析同步進行，可以提高工作效率。所以,定向鉆井技術的應用中，要將技術優勢發揮出來，要做到鉆桿與鉆柱應綜合應用，使鉆桿受力平衡。此外，還應注意鉆桿的潤滑和維護，減少摩擦和阻力，由此提高鉆桿效率。當鉆井的深度已經達到50米的時候，就要測量好鉆孔的角度以及其承受力的程度，之后根據測量的結果對鉆井力以及鉆井的角度做出調整，使得鉆井的難度降低。當鉆井的深度超過150米的時候，就要適當地增加鉆桿的直徑以及壁厚。并選用高強度繩芯鉆桿[3]。

3 結束語

綜上所述，我國礦產資源深部探礦與鉆探技術的使用意義重大。因此，相關人員正在進行深度探礦的時候，就要掌握技術要點。在鉆井技術的應用中，為了提高探礦水平，需要合理應用技術。為了保證技術的應用質量和應用效率，就要對深部探礦鉆探技術深入研究，提高其應用價值，對我國礦產資源的安全可靠開采起到一定的促進作用。