論探鉆井技術(shù)在地質(zhì)勘查中的研究及應(yīng)用

鄭清陽(yáng)

（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司蘇里格氣田分公司，遼寧 盤(pán)錦 124010）

1 目前我國(guó)礦產(chǎn)資源的狀況

1.1 礦產(chǎn)資源類(lèi)型的分布

因?yàn)槲覈?guó)的礦產(chǎn)資源的勘探開(kāi)發(fā)的區(qū)域不斷的進(jìn)行深入，而且那些規(guī)模存儲(chǔ)量很大，質(zhì)量很高而且很容易被開(kāi)采的非常常規(guī)的礦產(chǎn)資源在總的礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)存量中的比例也在不斷地減少[1]。探測(cè)開(kāi)發(fā)技術(shù)的難度也比較高，然而那些質(zhì)量相對(duì)于較差的蘇里格地區(qū)的不是常規(guī)的礦產(chǎn)資源則占據(jù)了非常大的一部分，并且它所對(duì)應(yīng)的資源的儲(chǔ)存量也是很多的，探測(cè)開(kāi)發(fā)的技術(shù)的難度和它的成本也是很高的[2]。

1.2 鉆井的類(lèi)型

（1）當(dāng)前我國(guó)的蘇里格地區(qū)的礦產(chǎn)資源的整體性的品質(zhì)很差，大部分屬于低滲透的礦田，勘探的開(kāi)發(fā)技術(shù)難度很大，成本也很高，并且大多數(shù)的礦產(chǎn)資源主要埋藏在淺海區(qū)域的大陸架，有山區(qū)的丘陵等等比較復(fù)雜的地質(zhì)條件。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我們國(guó)家的陸地礦產(chǎn)資源的存儲(chǔ)量主要占陸地上總的礦產(chǎn)資源存儲(chǔ)量的大約20%，然而我們國(guó)家的礦產(chǎn)資源的存儲(chǔ)量里面大約85%的主要被埋在地質(zhì)很復(fù)雜的區(qū)域，而且還沒(méi)有探明資源存儲(chǔ)量的占我國(guó)的總礦產(chǎn)的存儲(chǔ)量的86.5%左右。蘇里格地區(qū)的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)主要是受限于地表和地質(zhì)條件的復(fù)雜性，所以勘探和開(kāi)發(fā)的技術(shù)的難度就變得非常的大，而且很容易的去開(kāi)發(fā)的礦產(chǎn)資源存儲(chǔ)量表現(xiàn)的嚴(yán)重的不足，而且低氣壓。

（2）在蘇里格地區(qū)的礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)的時(shí)候，鉆井的工程將會(huì)直接的對(duì)于一整個(gè)的地下?tīng)顩r進(jìn)行了解，并且鉆井的工程也是發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源的最有效，最準(zhǔn)確的一種方式之一。當(dāng)前對(duì)于礦產(chǎn)資源的鉆井技術(shù)的要求是：更加的深，更加的快，更加的廉價(jià)，更加的清潔。而且對(duì)于蘇里格區(qū)域來(lái)說(shuō)，深井，超深井，定向井等等更多的越來(lái)越被使用在實(shí)際的礦井開(kāi)發(fā)里面去。

2 蘇里格礦區(qū)勘探鉆井技術(shù)

2.1 上部礦層優(yōu)先選用了螺桿鉆具

螺桿馬達(dá)的鉆井器具主要使用的是莫諾原理的研制而形成的，它主要是由泥漿作為一個(gè)驅(qū)動(dòng)并且把流體的動(dòng)能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化成為一個(gè)回轉(zhuǎn)的機(jī)械動(dòng)能的容積的鉆具的系統(tǒng)。泥漿流進(jìn)去螺桿鉆具之后，在進(jìn)口和出口的時(shí)候就會(huì)形成一個(gè)壓強(qiáng)差，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)鉆具里面的回轉(zhuǎn)之后繞鉆具的軸線(xiàn)的連續(xù)回轉(zhuǎn)，同一時(shí)刻，回轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)可以產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速和扭矩是經(jīng)過(guò)由下部的萬(wàn)象軸以及傳動(dòng)的軸傳動(dòng)到井底的鉆頭。高效的PDC的鉆頭主要是依靠于鉆頭的和底部的面上的金剛石復(fù)合片的回轉(zhuǎn)切削的速度破壞了礦層，其中的機(jī)械鉆頭的速度和鉆頭的回轉(zhuǎn)的速度會(huì)成為正比的比例關(guān)系，在當(dāng)前這種復(fù)合式的鉆井技術(shù)在蘇里格地區(qū)的鉆井的提速變得到了非常大的提速而且也可以得到很好效果并且還會(huì)做飯被推廣使用。

2.2 下部礦層選擇用金剛石鉆頭

渦輪的鉆具里面設(shè)置了很多組的回轉(zhuǎn)葉片還有固定的葉片，鉆井液流過(guò)固定的葉片之后就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)并且還會(huì)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)的葉片，而且回轉(zhuǎn)的葉片則會(huì)把鉆井液的速度的能力和壓力的能力轉(zhuǎn)化成為機(jī)械的能力驅(qū)動(dòng)下面的鉆頭回轉(zhuǎn)碎巖。渦輪鉆井的器具的特點(diǎn)包含：鉆井器具的扭矩很大，回轉(zhuǎn)的速度也會(huì)高，橫向的擺動(dòng)很小，耐的住高溫，滿(mǎn)足深井和井底高溫條件之下的連續(xù)的工作，除此之外，渦輪鉆井器具對(duì)于泥漿不夠敏感，而且在密度很高的泥漿里面仍然能夠?qū)崿F(xiàn)很長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)的進(jìn)行鉆井。

2.3 合理使用"四合一"的鉆具組合

"四合一"的鉆井器具的結(jié)構(gòu)的，這是一個(gè)非常廣大的長(zhǎng)慶鉆井的科技工作人員，經(jīng)歷了多年的實(shí)踐，總結(jié)，發(fā)展的一項(xiàng)新的技術(shù)，而且這也是鉆井技術(shù)的結(jié)晶，并且還具有劃時(shí)代的要求。而且在蘇里格地區(qū)上部地層為了能夠達(dá)到防斜打直的工藝的要求需要使用"四合一"的鉆井器具的組合，這一套組合的結(jié)構(gòu)在實(shí)際上應(yīng)該選擇使用那種微降斜鉆井器具的結(jié)構(gòu)。

而且這一類(lèi)的鉆井器具的結(jié)構(gòu)能夠不起到鉆倒換鉆井器具的構(gòu)造。

2.4 優(yōu)選鉆井液體系

擁有很低密度，很低的固相的鉆井液是鉆井提高速度的一個(gè)非常關(guān)鍵的要點(diǎn)，但是因?yàn)樘K里格地區(qū)域的礦層比較復(fù)雜，并且大多數(shù)的屬于西緣的沖斷的結(jié)構(gòu)，而且斷層的上下的礦層比較容易被破壞塌陷，漏失或者說(shuō)是阻卡。除此之外，"雙石層"用伊利石為主要的而且裂縫的發(fā)育，如果它受到了泥餅質(zhì)量很差，或者說(shuō)是受到了起下鉆工作的影響。這樣也就相當(dāng)于增加了鉆井液的密度，所以需要加強(qiáng)鉆井液的較強(qiáng)的壓制性，較低的慮失和封堵的性。

2.5 垂直鉆井器具應(yīng)用于鉆井的防斜，糾斜

垂直的鉆井器具是一個(gè)集機(jī)的電液一體化的閉環(huán)系統(tǒng)的鉆井的器具，防斜，糾斜的辦法的革命性的突破，這是一個(gè)鉆井范圍的前沿的技術(shù)。在當(dāng)前，世界上垂直鉆井器具系統(tǒng)按照工作的原理主要是分為旋轉(zhuǎn)推靠式和靜止的推靠式兩個(gè)大的種類(lèi)。在現(xiàn)場(chǎng)使用里面總結(jié)該向技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如下：使用機(jī)械結(jié)構(gòu)的監(jiān)控。沒(méi)有電子的裝置，而且應(yīng)用的范圍比較廣，鉆井的成本很低，直接的使用鉆頭相連，這樣的話(huà)有利于提高鉆頭的糾斜的效率，一整套的鉆井器具的強(qiáng)度也是很高的，并且還不低于鉆井器具的強(qiáng)度，重力信號(hào)式井斜的檢測(cè)的構(gòu)造，而且還都是具有反應(yīng)很靈敏，可靠性還是很高的特點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)推靠導(dǎo)向鉆井的方式的使用有利于提高井的深度質(zhì)量和鉆井的效率。

2.6 嚴(yán)防井下事故，強(qiáng)化技術(shù)的管理

（1）鉆井的隊(duì)伍一定要定期的調(diào)換鉆井器具，還需要更改鉆井器具的受力的形態(tài)，轉(zhuǎn)換成為接頭等等比較薄弱的部分鉆井器具還應(yīng)該要及時(shí)的進(jìn)行調(diào)換，為了防止疲勞的失效，在進(jìn)行鉆井的過(guò)程的時(shí)候需要密切的關(guān)注里面泵壓的變化，為了防止鉆井器具發(fā)生了斷裂。最為重要的一點(diǎn)就是需要落實(shí)礦井內(nèi)鉆井器具的探傷規(guī)定，還需要堅(jiān)持每一趟的鉆井探傷一次。管理鉆井器具的公司更加的需要強(qiáng)化提高探傷的質(zhì)量的問(wèn)題，各級(jí)的部門(mén)還需要針對(duì)性的強(qiáng)化考核。

（2）強(qiáng)化技術(shù)的監(jiān)管的力度。如果技術(shù)的方案進(jìn)行了討論以后確定了，必須要認(rèn)真的執(zhí)行，不應(yīng)該的隨意的進(jìn)行方案的更改每一個(gè)部門(mén)還應(yīng)該對(duì)于技術(shù)方案的執(zhí)行實(shí)行監(jiān)控的制度。一個(gè)是需要監(jiān)督技術(shù)辦的工程師強(qiáng)化技術(shù)方案的學(xué)習(xí)，統(tǒng)一他們的思想，并且還一定要杜絕鉆井技術(shù)措施的實(shí)施，杜絕鉆井指導(dǎo)一個(gè)人一個(gè)的說(shuō)法，這樣的話(huà)就會(huì)讓鉆井對(duì)于沒(méi)有辦法適應(yīng)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，蘇里格地區(qū)的礦井的勘探和速度提高的研究，這是蘇里格地區(qū)域的非常重要的鉆井手段，這里面成功的經(jīng)驗(yàn)值就會(huì)在一整個(gè)的礦田的系統(tǒng)里面進(jìn)行廣泛的推廣，因?yàn)楹瓦^(guò)去進(jìn)行相比，勘探的深度就會(huì)加大，儲(chǔ)存的質(zhì)量也會(huì)變得非常差，獲得的規(guī)模效益儲(chǔ)存的難度也在不斷地加大，因此，提高蘇里格地區(qū)的勘探鉆井技術(shù)和它的速度，對(duì)于我國(guó)目前的狀況和發(fā)展變得非常的重要。