深孔岩心钻探的技术分析

李福明

（甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃 张掖 734000）

岩心钻探是对固体矿采进行地质勘查中最为常用的手段，其是一筒状钻头与钻具在孔底沿圆周环状破碎岩石，在孔底中心部分保留一个柱状的岩心，从孔内取出岩心用以研究地质和矿产情况的一种方式[1]。一直以来，深孔岩心钻探技术被行业内认为是成本高、难度高以及技术含量高的施工作业技术钻探人员必须要在深孔中进行岩心钻探。正是经过长久的实践，逐渐的摸清一些对深孔岩心钻探作业有影响的因素，这样就可以在作业前做好一切的准备。在选材上往往都是采用寿命较长的钻头、深孔取芯等相关的设备。

1 根据国内的深孔岩心技术的现状分析

我国在近今年，经济发展的非常迅速的，使得中越来越被称为“世界工厂”，较多的东西都被标注上“Made in China”。在这样的生产状态之下，对资源的需求量就越来越大，特别是对矿产的需求量是非常庞大的，这为我国的矿采工作者事业提出了一个严峻问题，就要求矿采的工作人员必须性更深、更复杂的地底层进行探索发现更多的矿产资源，从而导致我国在深孔岩心技术上的不断进步[2]。

从目前来看，我国的深孔岩心施工的重要钻机还是以液压立轴式为主，其具有结构布局紧凑、维修方便、操作安全可靠等很多的优点。但是在较多的优点中，还是会存在一些缺点，例如，其较容易造成岩心断裂，岩心容易发生堵塞，从而就会加大机械设备的磨损，特别是在一些结构较为复杂的岩层中这样的情况发生的机率更大。

在我国较多的从事岩心钻探作业的企业都比较喜欢拿来主义，并不意义主动的投入大量的人才、物力去研究新设备、新技术，这就导致一直都在不断的恶性循环，使得我国在钻探工艺上的发展陷入僵局，研发的力量不足[3]。而且较多的钻探从业者觉得在深孔钻探中使用组合式的钻具就可以将钻探以及钻孔的效率提升上来，还可以将其的成功率也提升上来，但是都没有重视对深孔钻探技术的研究。

2 深孔岩心钻探技术在实践中存在的问题进行分析

（1）孔壁稳定性的问题。影响孔壁稳定性的主要问题有，孔壁的坍塌造成的口径发生变化以及地层的裂变等，这两个问题时在钻探中较为常见的问题。在岩心钻探的施工进程中，孔壁不能确保稳定性，就会较为容易出现井喷、漏浆、地层脆性坍塌以及井口的口径发生变化等一系列较为难以挽回的问题，这些情况是在地面上无法实时观测到的现象，因此，就不能及时的对其作出有效的解决措施[4]。在进行深孔岩心钻探工作之前，就必须要先考虑到孔壁的稳定性，充分的做好一切的预测准备工作，对于会在施工中出现的问题探监制定出解决的方案，避免此类事故的发生而造成较大的经济损失以及机械设备的损坏。

（2）钻探设备存在的问题。我国的钻探行业相较于其他的发达国家是较为落后的，这就导致我国的钻探技术的发展停滞不前。在我国的深孔钻探中，常用的钻头驱动方式是立轴式岩心钻机以及转盘式石油钻机驱动，但是两者都是存在着一定的缺点的，而且两者在施工的进程中发生故障也是较为常见的。与此同时，我国在液压动力头钻机技术上的研发以及发展都是非常缓慢的，从而导致当前所具有的设备无法跟上时代的发展，满足当前的钻探工程的需求。

3 深孔岩心钻探技术在实践中存在的问题解决措施

（1）增加孔壁的稳定性。对于影响孔壁稳定性的重要因素是地层孔隙压力较大，为了保证孔壁的稳定性，首先就压对实际施工的地层孔隙压力进行一定的了解，并运用其他的技术将其克服过去。在钻探前对地层进行预测，以及钻探后对钻井进行检验都是在深孔岩心钻探施工中常用的对地层孔隙压力检验的方式。在钻探前的预测方式就是指，在钻探前对地震层的相关资料有所了解，并采用直接计算或等效深度计算的方式对底层的空隙压力进行计算，从而得到相似的预估数据。钻探后钻井检验法就是指，在完成钻井之后，运用泥页层声波时差法、泥页眼电阻率法以及泥页岩密度法的方式，再结合相关的钻井资料对地层孔隙压力进行评估的计算方式[5]。影响孔壁稳定性还有一个因素是地层破裂压力，若想要保证孔壁的稳定性，同时还要对地层破裂压力进行克服，若不能能克服这样的困难，孔壁还是会较容易出现裂纹，甚至会孔壁上出现开口，进而导致钻探失败[6]。

（2）完善钻探设备。若在钻探的设备上较为落后的话，就会使得无法满足深层岩心的钻探需求，因此，在对深孔钻探技术进行研究时，还要重视起这方面的问题。在当前的钻头驱动方式，全液压实动力钻机是较为先进的技术，这就需要加强对其的使用，尽快的将其发展成为常用的钻探方式，进而取代传统的立轴式钻机，这样就可以使得钻探的设备得到一定的完善。对钻探的设备进行完善的同时，还要完善行业内对钻探装备的监测标准。在行业中的众多企业应当制定出统一的设备参数标准，并且有序的将在这样的标准引入到行业当中，这样才可以从根本上确保钻探设备的质量[7]。

（3）解决在钻探施工过程中存在的问题。在对钻探施工的过程中，对钻井液使用应当进行深入的研发以及对钻井液的技术进行调整与把控，这样就可以有效的消除钻井液中所存在的岩屑以及劣质的黏土。这样就可以保证钻井中的黏土是非常优质的，从而达到对钻井液调整的目的。

4 结语

综上所述，本文就是对深孔岩心的技术进行的分析，并提出解决其中存在问题的措施，主要是从孔壁的稳定性、钻探设备以及钻探的施工过程进行展开分析，并且分析了解决上述问题出现的主要解决措施。由此可知，深孔岩心钻探技术在我国的各个领域中都有着较为重要的作用，但是我国的深孔岩心钻探技术是落后与发达国家的，因此，我国的行业从业者就要不断的进行研究，不断完善地质的勘察工作，还要引用先进的钻探设备，并要积极的学习好的技术，从而推动我国在钻探行业上的发展。