深部找矿钻探地层的特点以及钻探技术分析

2022-09-10 版权声明 我要投稿

1、深部找矿钻探地层的主要特点

1.1 钻遇地层的种类较多

在矿产工业的相关施工过程中,深部找矿钻探与浅部的钻探相比较,需要在浅部钻探的基础上,更深一步进行矿采工作,施工的程度更深。因此,所遇到的地层种类较多,往往会涉及到更多古老的地质与地层。古老地质年代所形成的地层。

1.2 地层结构较为复杂

深部找矿往往会在受到地质构造所影响的地区来进行,由于地质构造控矿的影响,矿层附近的地质类型相比较复杂,而地层一般会经过了多次的构造运动,出现地层断裂、破碎带发育等,大多数为不稳定的地层,同时,还会出现各种由于漏失地层,以及地层存在弱研磨性打滑等情况。

1.3 地层大多数为硬岩

从整体的地层结构来看,一般情况下上层部分为新近系等相关松散类地层,而下层部分为基岩地层。深部找矿钻探与浅部相比较而言,在进行同样类型的松散类地层与浅层基岩时,下部分会继续钻进,多数情况下为硬岩。

2、深部找矿钻探技术的特点

2.1 钻孔结构相对复杂

由于深部找矿施工在钻遇工作时,所涉及到的地层种类相对较多,且地层结构也更复杂,因此,一般情况下会采用多级孔径的设计,在开孔以及上部孔径的直径会随之加大,造成对地层侧面压力增加,对于比较松散易破碎的地层来讲,孔壁的安全稳定性会降低,不稳定的岩石则会直接向孔内坍塌。因此,在施工时,必须要减少孔径的级数,尽最大程度来缩小钻孔直径。

2.2 钻探施工效率低

硬岩在进行钻探工作时,由于地质结构复杂、地层裂缝发育、出现岩石破碎和坍塌等原因的影响,硬岩的钻进工作非常困难,特别是当岩石坚硬破碎可钻性达到9级以上时,结构紧密,且地层具有弱研磨性的打滑,为钻进工作增加了更多难度。此外,不仅钻探施工的工作效率低下,且钻头的使用寿命较短,回次进尺也较短,为深孔钻探工作带了更高程度的困难,从而大大降级了钻探施工的效率。

2.3 防斜治斜工作困难

由于受到地质结构的影响,矿采区域的地层大多数倾斜角度较大,特别是地层较硬,且软硬互层数目多,出现有岩石不均匀、片理层理发育的影响,为深孔钻探防斜工作带来了一定的困难。就当前实钻的发展与所取得的经验而言,硬岩钻进,以及地层自身的因素是造成孔斜的主要原因。对于深孔钻探工作来讲,最需要注重的是要因地制宜,从根本上来改进施工设计与施工技术,充分掌握矿区孔斜的规律,从而采用定向钻探,使得治斜措施得以完善,以此避免由于斜度造成更严重的经济损失。

3、针对深部找矿钻探技术的相关影响因素

3.1 钻孔的深浅程度

钻孔的深浅程度是会影响到钻探施工的重要因素,在一定程度上决定了钻探工作施工的难度。在当前工业技术发展的水平下,钻探施工进行的深度是有限的,由于钻孔的深度增加,施工的难度也会随之增加。就钻探工作施工自身的难易程度而言,存在着两个方面的含义。首先是钻探施工能够顺利得到实施,其次是钻探施工在开展时由于难度较大,在施工过程中会遇到各种类型的困难。在一般情况下,钻孔程度深,岩石自身的可钻性较差,会导致钻进工作效率降低,大大降低了钻探工作的施工效率。

3.2 岩石自身所具备的力学性质

与钻探所相关的岩石力学性质包括有岩石自身的强度与硬度,以及所具备的塑性与研磨性等,这些性质共同决定了岩石的可钻性与施工程度。岩石所具有的硬度是岩石自身固有的特性,是由岩石的成分与结构所决定的,它能够充分反映出岩石对于阻力的抗压能力与反抗性能。岩石的硬度与其研磨性都是能够对岩石施工可钻性产生重要影响的因素。因此,为了能够更加对深部找矿钻探的影响因素展开深入的分析,需要将岩石的硬度与其研磨性作为其中的影响因素来进行分析。

3.3 岩石的破碎程度

由于会受到地质结构或地质运动产生的挤压作用,造成岩石自身的结构被破坏,随之产生裂缝或空间位移的情况,内部因为所受力不够均衡,成为了力学不稳定的地层。若此类地层被钻探施工时钻穿后,会直接破坏到地层原本所保持的平衡状态。此外,在外界其他力的作用下,孔壁也会出现坍塌的情况,从而影响到深部钻探工作的进行。在深部找矿钻探施工过程中,往往会出现地质的断裂与破碎,这就是硬脆碎的地层。

3.4 岩石的水敏性

岩石的水敏性是指在一些情况下,有些岩石由于受到地下水的侵入,岩石自身会产生水解或水化的现象,造成孔壁的岩层出现松散或溶胀等情况。这种类型的地层具有遇水发生松散。出现剥落和溶胀的特点,一般被称为是水敏性的地层。在钻探施工时遇到此类地层,若所采用的冲洗液性能达不到标准要求,将会直接造成钻孔的直径缩小、孔壁出现剥落等现象,更严重则会造成孔内事故,从而影响到钻探工作的进行,甚至还会造成钻孔报废的现象。

3.5 地层的漏失程度

漏失地层也是在进行钻探施工时经常会遇到的地层类型。在进行矿采施工时,冲洗液会进入孔内,沿着地层中存在的空隙,会直接流失在地层中来,造成冲洗液不能够返回至地表。漏失地层主要包括有孔隙类、裂隙类以及洞穴类这三种主要类型。从漏失的情况来看,也存在漏失程度的区别,对于轻微程度的漏失地层而言,一般情况下会通过不断调整并优化冲洗液,采取一定的堵漏措施来有效减少冲洗液漏失情况;而对于漏失现象较为严重的地层,若堵漏工作失败后,冲洗液将不再能够继续保持循环状态,造成对地层压力均衡的破坏,从而造成孔壁无法进行正常的钻进工作。

3.6 地层倾角现象

地层的倾角程度与钻探的施工也是非常重要的,特别是地层自身的层状较为明显,且软硬互层的情况下,顺层与顶层方面的力学性质也存在着明显的不同。当地层的倾斜角度较大时,实施钻进工作时,会出现各向异性,容易造成孔斜的情况。

4、结语

在当前发展情况下,深部找矿钻探工作还未有统一且明确的标准划分,深部与浅部,深孔与浅孔还只是相对的度量概念。随着社会的进步以及人们认知水平的提高,对于找矿钻探工作的技术水平必须要得到进一步的提高。

摘要:随着当前我国经济实力与社会的发展, 工业化进程不断加快, 对于地下矿产资源的需求也日益增多。矿产资源的供给问题与质量方面的保障逐渐制约了我国经济发展的进一步推进。本文针对深部找矿钻探技术展开了探究, 并深入进行分析影响钻探施工的因素。

关键词:钻探地层,技术,探究

参考文献

[1] 郑继亮.论地质勘查与深部地质钻探找矿技术[J].江西建材, 2017 (20) :221.

[2] 王雅晶.地质勘查及深部地质钻探找矿技术分析[J].黑龙江科技信息, 2016 (07) :123.

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