摘要：我国矿产资源众多，目前已经发展矿产资源3/1，还有3/2的矿产资源在地下深部，进行地质勘挖掘更多能源资源有着重要作用。加之，随着矿产资源需求量的增多，开发更多矿产资源也是满足资源需求的可行性方法。怎样做好深部探矿钻探特点与技术控制显得尤为关键，关系着矿产资源开发与作业安全，有关单位应给予高度重视，加大对深部探矿钻探特点研究和技术分析。
关键词：深部探矿；钻探特点；技术分析
地质勘探对推动社会经济进步、资源提供有着重要影响，伴随着工业化的快速发展与城市化进程的深化，地下矿产资源需求不断提高，供给与保障问题成为当前社会建设发展面临的主要问题。据调查显示，在我国一些矿山的深部探矿前景广阔，隐藏着大量的矿产资源，怎样勘探开发有待进一步研究。
一、深部探矿钻探技术分析
第一，复杂地层技术分析。复杂地层是一种弱胶结地层，岩石颗粒粘接性差。因此，在钻探过程中要求严格控制下钻速度与位置，减少地层压力；使用高粘度的冲洗液将孔壁岩石颗粒粘接进而提高粘接力。泥浆泵施工时做好排出量控制，避免孔壁塌方或受损，同时做好失水量控制，例如：泥页岩地层作业时，失水量范围需在8--10mL，避免泥页岩地层缩径、塌落。如果地层含盐量较高，建议选择适合的钻井泥浆，防止对地层盐岩造成影响。如果地层破碎严重，建议选择具备胶结效果的物质灌注在地层内，提高岩石凝结力与岩层稳固性，随后准备钻探作业。第二，断层泥孔作业。针对深部地层带有断层泥问题也要做好作业技术关键点控制，例如：断裂区域岩层长时间在高应力条件下，岩层内部应力差，容易钻孔施工后产生塑性流动继而影响钻探持续进行。该类地层具有一些黏土物质，易发生吸水膨胀造成缩颈。同时，断层泥表面面积大、岩石粘接性强，与水接触后会粘接钻杆。所以，在断层泥孔作业时有必要控制失水量、钻井液润滑性，通常失水量在8--10mg/h，添加植物油有助于提升润滑性。第三，定向钻探技术分析。深部探矿钻探的分支孔和主孔施工时需做好定向钻探控制，要求分支孔在0.5m左右。钻探技术控制时注意钻杆与钻柱协调，钻杆承载荷载平衡。此外，提高设备润滑性，减少阻力从而保证作业效率。在钻探深度在1500m时，建议提高钻杆直径与壁厚，使用高强度的绳索取心钻杆。
二、深部探矿钻探地层特点分析
（一）地层种类多样化
深部探矿钻探指的是对地壳深部的持续钻探，在浅部地层钻探后持续钻进，伴随着钻探的深入就会遇到不同类型的地层，尤其是古老地质生成的复杂地层。
（二）复杂的地层
深部探矿容易受到地质条件影响，特别是金银铜等物质影响，矿层及顶底板周围地层繁杂。地层都经理的多次复杂的构造运行，断层、破碎带发育形成不稳定地层，不仅有松散、破碎、裂缝还会有页岩、泥岩等，漏失地层与坚硬打滑地层。特别是深孔钻探具有施工时间长、地层裸露时间长的特点，孔壁稳定性降低；当遇到坚硬打滑地层时，钻头使用年限、提下钻就会受到影响。
（三）硬岩众多
根据地层结构分析，通常上端属于第四系、新近系等松散地层；下端为基岩地层。深部探矿钻探穿上端也存在松散地层，下端持续钻进为硬岩。金属矿产钻探基岩地层达到8级以上岩石，例如：石英脉金矿，可钻性在7--9级。
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三、深部探矿钻探技术控制
以某深部探矿工程为例，该标段钻探作业量达到40000m，钻孔深度为900--1500m。据调查显示，该标段位于山前大断裂位置，上覆厚500-800m，三四系带有断层泥，以高岭石化为核心且局部带有块状漂石，下端是完整的变质岩地层，分为混合岩、片麻岩。在实际作业时上覆层无法成孔、孔壁稳定性差，随时可能发生塌方。
（一）钻孔结构控制
选择三级套管护壁和绳索取心技术，具体过程为：使用 130mm单管钻具开孔，在30--40m位置埋放 126mm套管。使用 110mm单管钻具开孔，在300m位置埋放 108mm套管。使用S95绳索取芯钻探，700m位置埋放 89mm套管，选择S75绳索取芯钻探指导终孔。钻孔机具设备选择为：HXY--44型钻机配合BW--125/250泥浆泵、SJ-1000型绳索绞车、SGX--17型钻塔等设备。钻具为： 110/130mm单管薄壁金刚石钻具、S75/95金刚石绳索取芯钻具。钻杆为XJS71加厚镦粗钻杆，内径约60mm、接手外径74mm、丝扣深度为1.25mm。钻头选择单管薄壁金刚石钻头。
（二）钻孔护壁
该环节作业时选择防坍性较强的冲洗液护壁，开孔利用泥浆从8%纳基膨润土、0.25%碳酸钠、0.3羧甲基纤维纳、0.2%磺化沥青等配比。开孔使用泥浆标准为：密度为108g/㎡，胶体率>98%,漏斗粘度为32s，失水量10--15mL/30min,泥皮厚度<1mm。要求钻井选择使用0.25%润滑剂、0.3%CMC、0.3%纯碱等配置一般泥浆。因为冲洗液在维护孔壁稳定性上受到限制，最后选择多级套管封隔三四系加断层泥护壁。不过，在实际设计时下套管具有一定技术要求：首先，选择防坍性强的冲洗液保护孔壁稳固性。其次，下套管过程中应先在孔外连接套管接手，做好配合工作保证套管迅速达到设定位置。再次，在最后一级套管的下端上管靴进行扫孔，确保套管下放理想。最后，下套管时先涂抹润滑液，使用PAM絮凝物与泥浆密封套管两侧，把胶皮板套放在套管上端，减小套管拔阻力。
（三）钻孔密封
通常钻孔作业时，如果钻孔周围有沟壑就容易在施工时发生漏失。针对这一问题解决方法为：首先，根据1---2mm段加工锯末与地方蒿草，参入黏土粉内制备成直径<1/2孔径的黏土球，一边作业一边投入。然后，开孔钻具反方向连接到钻具中，使用编织袋密封中间通水孔，使用钻具的阶梯锲型不断振捣泥球起到封闭作用。把1%锯末添加到1.5%聚丙烯酰胺钾盐溶液，倒入孔口进行封闭。
结语
总而言之，深部探矿钻探对矿产资源开发有着重要作用，在今后矿产资源开发中我国会加大对钻探技术的研究与控制，确保勘查效果，为矿产资源的挖掘提供技术支撑。深部探矿钻探环节复杂，必须要严格控制各环节作业规范，确保探矿总体质量。结合深部探矿作业特征选择适合的钻探技术，具体过程为钻孔结构、钻探机设备型号、钻孔护臂、密封等，才能保证深部钻探的持续进行，同时促进深部探矿事业长久发展。
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论文作者:许非
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/24
标签：地层论文; 套管论文; 作业论文; 深部论文; 钻孔论文; 技术论文; 钻杆论文; 《基层建设》2018年第32期论文;