深部探矿钻探特点及技术要点浅析

杨斌

（新疆哈巴河阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河 836700）

中国地域广阔，拥有丰富的矿产资源。当前发现的矿产资源中，超过60%是分布在地下的，这就需要探矿钻探技术。由于中国的地质探矿发展比较晚，钻探技术水平不是很高，平均探矿深度在300米至500米以内，导致了中国的深部探矿与国际上存在一定的差距，不利于中国深部探矿工作的进一步发展。因此，相关的技术研究人员就要对钻探技术进一步研究，特别是深部钻探技术。

1 深部探矿钻探所具备的特点

与浅部探矿和露天探矿相比较，深部探矿主要是用于深部地壳的探矿。地质探矿人员在深井中使用钻探技术进行地层探矿。深部探矿钻探主要有以下的特点。

（1）在钻探的过程中会遇到各种类型的地层。需要在进行深部探矿之前做好各项准备工作，先钻浅地层，之后逐渐深入。在钻探的过程中，要考虑到地层的类型，这些地层都是年代久远，经历不断的变化形成的，都是古老的地层。比如，济宁铁矿在深部探矿钻探的过程中，就遇到马家沟组灰岩、长庆组灰岩、九龙组灰岩、白云岩以及硅质绢云母千枚岩等不同类型岩层。钻井的时候就需要大直径的钻孔，来解决井壁坍塌的问题。

（2）地层复杂。深部探矿钻探的过程中，必然受到地质构造的影响，特别是在勘察金属矿产的时候，由于地层类型的多样以及各种地质因素的影响，就会导致探矿结果不准确[1]。比如，对各种矿石，包括铁矿石、银矿石、金矿石、铜矿石等进行对比，由于矿层底部存在复杂的地质环境，构造不断地运动，断裂带不断地发育，就出现地层不稳定的现象。在一些地层中还含有水，也是重要的不稳定因素。地层中的泥浆、岩石都会导致地层的不稳定，呈现出弱磨性的滑动，或者渗入到地层中，由于钻探的时间要相对较长一些，就会导致孔壁失去稳定性。地层暴露后，随着钻探时间的延长，地层也必然会受到钻探的影响产生变化。当钻探的过程中遇到硬滑地层的时候，就会损坏到钻头，钻井效率必然受到影响。

（3）钻孔倾斜预防困难。在进行深部探矿钻探的时候，很容易遇到叶理发育或层理发育较好的地层。岩石本身的各向异性会在钻探的过程造成倾斜预防困难的现象，当出现钻孔倾斜的时候，很难解决。对钻井技术予以优化，不仅可以提高深部探矿钻井质量，还能保证进度。

2 深部探矿钻探技术的要点

针对上述关于深部探矿钻探特点的分析，可以明确在深部探矿钻探的过程中会出现一些常见的现象，就需要在技术上做出相应的调整，保证技术操作到位，提高钻探质量。本研究的技术要点主要包括三个方面，即复杂地层钻探技术要点、断层泥钻探技术要点和定向钻探钻探技术要点。具体如下。

2.1 深部探矿钻探中关于复杂地层的钻探技术要点

由河流作用、矿物岩石、风化作用等形成的复杂地层，岩石本身是一种弱固结地层，其中岩石颗粒的键值是相对比较低的。该类型地层对于钻具的使用要具有选择性，以保证探矿钻探工作顺利展开，且获得事半功倍的效果。当进入到钻井作业环节，就要对钻井的速度合理控制，对于钻井所在位置准确把握，对于影响因素合理控制，避免对钻探工作产生负面作用，使得孔壁出现跌落的现象或者断裂的现象[2]。钻探中所使用的冲洗液的黏度可以提高岩石颗粒的低黏附性，对孔壁上出现的岩石颗粒进行处理，使其增加与岩石之间的结合度。泥浆泵在运行的过程中要控制好，以避免导致井壁坍塌或者井壁损坏的问题。因此，有必要做好失水控制工作。比如，在处理页岩地层的过程中，需要将失水控制在8毫升至10毫升之间，以减少泥页岩地层下降的问题，避免产生塌陷的现象或者渗漏现象。在施工的过程中使用高盐钻井液，主要的目的是为了减小溶蚀作用，避免地层盐岩对钻孔直径产生影响。

当探矿钻探的过程中遇到破碎程度较高的地层的时候，就需要采取一定的堵漏措施，采用灌注活性物质或者使用胶结物质，可以使得地层松散或固结破碎的岩石不断凝固，不会在钻探中脱落，由此提高了岩石表面的稳定性，以在钻孔前增加岩石强度。当然，也可以使用经历泡沫泥浆钻井或者采用套管技术，用以密封破碎的岩石段，对岩石起到很好的加固的作用。

2.2 深部探矿钻探中关于断层泥孔段钻探技术要点

深部地层会在地质运动的影响下导致断层泥现象。在此类地层中钻井作业，就要对关键点予以有效控制。比如，完成裂隙区岩层的钻孔之后，通常会产生塑性流动的问题，由此出现卡钻现象或者缩颈现象。裂隙地区的岩石地层长期在高应力作用下，就会出现地层内部应力不平衡的问题。这类地层常含有蒙脱土型等粘土质，易出现吸水膨胀引起缩颈的问题。此外,挖岩石表面积比较大，而且质量很好。当碰到水的时候，它会将钻杆夹住，从而增加了拉钻杆的难度。所以，在钻井的过程中，要控制好矿井内失水的问题，通常失水量为每半小时8毫克至10毫克为宜。对润滑度控制好之后，需要在泥浆中加入一定浓度的植物油，要求浓度控制在6%至10%之间。

2.3 深部探矿钻探中关于定向钻探技术要点

深部探矿中支孔的钻孔和主孔的钻孔是重要的施工环节。在钻井的过程中，要掌握定向钻井技术的要点，控制钻井力，将钻井的精度控制在半米之内。采用定向钻进技术，在卤素矿的探矿钻矿中可以获得良好的效果。在深部探矿钻井的过程中，在钻井之前要做好各项准备工作，避免降低钻井技术效率，影响钻井质量。

随着技术的不断发展，钻井技术也会不断进步，比如在钻井数据方面，从理论、钻进设计、钻进调试、钻进、测量等方面实现了精确化。钻井作业与数据分析同步进行，可以提高工作效率。所以,定向钻井技术的应用中，要将技术优势发挥出来，要做到钻杆与钻柱应综合应用，使钻杆受力平衡。此外，还应注意钻杆的润滑和维护，减少摩擦和阻力，由此提高钻杆效率。当钻井的深度已经达到50米的时候，就要测量好钻孔的角度以及其承受力的程度，之后根据测量的结果对钻井力以及钻井的角度做出调整，使得钻井的难度降低。当钻井的深度超过150米的时候，就要适当地增加钻杆的直径以及壁厚。并选用高强度绳芯钻杆[3]。

3 结束语

综上所述，我国矿产资源深部探矿与钻探技术的使用意义重大。因此，相关人员正在进行深度探矿的时候，就要掌握技术要点。在钻井技术的应用中，为了提高探矿水平，需要合理应用技术。为了保证技术的应用质量和应用效率，就要对深部探矿钻探技术深入研究，提高其应用价值，对我国矿产资源的安全可靠开采起到一定的促进作用。