地质勘查中的问题及解决方法探究

邓 欣

（中国煤炭地质总局一七三勘探队，河北 保定 072750）

1 地质勘查简介

我国的资源储备量较为丰富，因此，我国在地质勘查方面形成了一套较为完善的技术体系。现阶段，地质勘查中应用最为广泛的技术手段主要包括以下几种。

1.1 遥感地质勘查技术

遥感地质勘查指的是利用飞机或者是卫星等一系列遥感设施，借助电磁或光谱技术扫描地质特征，获得相关的数据并进行分析，从而获得具体的地质信息，为安全开发提供保障[1]。

1.2 地质填图

地质填图是在经过实地考察之后，按照适当的比例尺对地质情况利用图片进行描述，将地层、矿层的产状以及构造等内容绘制成一幅清晰的地质图，地质填图是勘探工作中每个阶段都必须进行的重要内容[2]。

1.3 坑探工程

坑探工程指的是在矿层覆盖层比较薄的地区，利用探槽、探井以及探巷等人工手段使矿层直接显露的一种勘查技术。

1.4 巷探工程

如果钻探条件比较差，或者矿层结构不稳定的情况下，可以利用矿井当中的巷道对矿层进行勘查。

图1 地质勘探钻孔技术流程图

1.5 钻探工程技术

钻探工程通过使用专业的地质钻探设备取得地表以下的岩矿心并进行分析和研究，进而获取地质信息。是一种极为常见的地质勘查技术，图1为地质勘探钻探技术流程图。

2 常见的探技术

2.1 空气洗井

空气洗井技术指的是根据实际情况以适当的比例将压缩空气打入洗井液当中，经过充分的混合后配置成专用的洗井介质，并应用配置好的洗井介质完成钻探工程中的破岩作业。空气洗井技术的应用范围比较广，在环境条件较为恶劣的也可以开展勘探工作。

2.2 冲击回转

顾名思义，冲击回转技术由两种不同种类的钻探方式结合而成，即冲击以及回转，在钻探过程中，工作人员首先会在钻具中放置一个具有一定频率的冲击器，也被称为潜孔锤，在钻进的过程中钻头不断回转，而冲击器会提供来自纵向的冲击力，利用回转与冲击相结合的方法进行钻探工作，能够破碎较为坚固的岩体。

2.3 金刚石钻探

金刚石钻探主要利用了由金刚石为原材料制成的钻头，利用回转的钻探方式进行钻探。由于金刚石的硬度比较大，并且耐磨性以及抗压的能力都极为优秀，因此能够钻进一些较为坚固的岩石，并且能够实现多角度的钻探，钻进的效率比起其它材料的钻头有着明显的提升。

2.4 反循环技术

反循环技术指的是利用钻探冲洗液在钻探设备的钻杆以及内外管道之间形成合理的循环方式，借此进行钻探以及取样的工作，钻探冲洗液的介质可以是水、泥浆或者是空气，反循环钻探技术最早诞生于于二十世纪四五十年代的德国以及荷兰，由于钻探效率比较高，因此很快流传到了世界其他国家。常见的反循环技术主要包括两种，分别是泵吸反循环钻探以及气举反循环钻探[3]。

3 地质勘查钻探技术中的问题及解决方法

3.1 矿层孔壁坍塌

（1）非含煤地层。在非含煤地层进行钻进的过程中，出现孔壁坍塌的原因比较多。例如进行钻探的时候没有进行地下探测，导致钻进时对原有的地质构造带造成了破坏；在土质较为松散的砂土当中进行钻进时速度过快；没有认真分析煤田的土质条件选择适当的钻孔工艺；泥浆质量不符合要求等都有可能引发孔壁坍塌。为解决这一问题，工作人员在进行钻探的过程中应认真分析煤田的土质条件，选择适当的泥浆以及成孔技术，钻孔速度不可过快，避免孔壁坍塌的现象发生。

（2）厚粉矿层以及结构松散层。在进行地质勘查的钻探工作时，有时会需要经过厚度超过50毫米的粉矿层，以及一些具有水敏性的松散地层，水敏性指的是地层中原本不存在的流体进入地城后，地层中的粘土矿物由于出现水化膨胀和分散运移现象，导致地层的渗透率与常规条件下相比明显下降的特性。在钻探过程中，经过厚粉矿层以及结构松散层时，很容易发生孔壁坍塌，严重时会引发埋钻事故，致使钻探工作无法继续开展。对此，进行地质钻探勘查时，在浅部孔段的位置，需要将容易发生坍塌的厚粉矿层以及结构松散层使用套管进行隔离；如果位置较深，则需要使用泥浆循环护孔，之后向钻孔内部灌入适量的水泥，对矿层进行封闭处理。

3.2 涌水

涌水是进行地质钻探勘查过程中的一种极为常见的问题，也被称为突水，指的是钻探过程中由于遇到地下暗河系统、含水地层、与地表水连通的较大断裂破碎带等导致地下水大量且迅速的涌入钻井当中，对钻探工程的危害非常大。针对钻探过程中的涌水问题，需要进行适当的排水措施，进而减少地下水的水位，对于一些涌水量比较大的地层，可以进行灌浆处理，阻断地下水的涌水通道。

3.3 钻孔漏失

钻孔漏失指的是在进行钻探作业时，使用的各种工作液如泥浆、水泥浆、洗井液或者是其它种类的液体等由于压强的差异而出现漏失，进入地层当中，是进行钻进过程中一种最常见的问题。钻孔漏失会对钻探工程造成严重的危害，首先，各种工作液的漏失会造成原材料的浪费，增加勘探企业的成本投入，并且会影响钻探工作的效率，与此同时，由于钻孔出现漏水的现象，会导致钻孔内部的水位下降，致使孔壁原本保持平衡的压力条件发生改变，孔壁的结构会变得极不稳定，增加了孔壁坍塌发生的可能，严重时会引发钻孔垮塌以及埋钻等事故，甚至会导致钻孔直接报废，严重影响了钻探工作的效率与质量。

3.4 水敏性地层护壁

前文中曾经提到过，钻探勘查在钻进水敏性地层时，由于外来流体的作用，地层中的粘土矿物会发生极为明显的膨胀，位置会随之发生改变，致使地层的渗透率出现下降，如果不能采取适当的手段防止粘土矿物的膨胀，钻进工作就无法顺利进行。与构造较为简单的地层不同，如果使用传统的处理措施无法起到较为明显的效果，例如使用水泥胶结，水泥很难彻底凝固，即时水泥能够凝固，进行扫孔时也往往难以找到原眼，造成这一现象的主要原因是因为由于水敏性地层的粘土矿物发生膨胀，且不同矿物的膨胀系数也各不相同，从而导致水泥难以凝固，同时，在水泥彻底凝固之后，这些粘土矿物不会停止膨胀，导致水泥的位置发生了偏移，无法找到原眼。因此，必须对水敏性地层的护壁问题予以重视。

4 结束语

随着我国社会经济的快速发展，人们的生产生活中对于资源的需求量变得越来越大。在这样的时代背景下，必须提升地质勘探工作的质量。相关企业应认真分析现阶段钻探工艺中存在的问题并加以解决，全方位提升地质勘查工作的效率与质量，为我国的经济建设贡献一份力量。