資源勘查中鉆探工程技術(shù)的應(yīng)用研究

劉中陽

（云南南方地勘工程總公司昆明分公司，云南 昆明 650000）

1 資源勘查鉆探中鉆探工程技術(shù)概述

礦產(chǎn)資源是在一定地質(zhì)資源條件下，受到地殼運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和環(huán)境演變發(fā)展形成的產(chǎn)物，大量的礦物在外部的作用下集中分布富集構(gòu)成的資源。在不同類型的地質(zhì)作用影響下，最終形成的礦產(chǎn)資源類型有很大不同，礦產(chǎn)將根據(jù)人們的需求使用，滿足生產(chǎn)、生活的需要[1]。由于礦產(chǎn)資源的形成需要極長(zhǎng)的時(shí)間，所以地質(zhì)礦產(chǎn)資源是有限的，需要采用合理的方式進(jìn)行開發(fā)，避免資源浪費(fèi)。為此需要通過資源勘查鉆探中鉆探工程技術(shù)獲得礦產(chǎn)資源的信息，之后在獲得信息資料基礎(chǔ)上確定當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況，選擇開發(fā)方法。資源勘查鉆探中鉆探工程技術(shù)可以使用測(cè)量、物化探、鉆探等方式，完成勘查鉆探技術(shù)應(yīng)用后還需要進(jìn)行地質(zhì)編錄、化驗(yàn)地球化學(xué)分析、儲(chǔ)量計(jì)算、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)等分析工作，保證獲得真實(shí)、有效、可靠的地質(zhì)礦產(chǎn)信息，保證資源開發(fā)的有效性和合理性。

2 資源勘查鉆探中鉆探工程技術(shù)方法

2.1 綜合勘查鉆探法

我國(guó)擁有十分豐富的礦產(chǎn)資源，而且儲(chǔ)量巨大，具有極大的勘查鉆探、開發(fā)潛力。但是由于多數(shù)礦產(chǎn)資源都分布在地形復(fù)雜的地區(qū)，再加上我國(guó)本身多山的環(huán)境，使得地質(zhì)礦產(chǎn)資源的開采具有比較高的難度[2]。為了適應(yīng)不同地層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，了解資源的差異，就不能單純使用一種方法進(jìn)行勘查鉆探。所以目前廣泛使用綜合勘查鉆探法，應(yīng)用多數(shù)技術(shù)相互配合了解礦產(chǎn)資源的狀況。

2.2 化學(xué)勘測(cè)法

很多表層的地質(zhì)礦產(chǎn)資源已經(jīng)基本完成開發(fā)，為了獲得更深層次的礦產(chǎn)資源，就需要使用多種勘測(cè)法進(jìn)行勘查鉆探，主要包括電地球化學(xué)法、酶提取法、熱釋泵化學(xué)法、地氣法等等。這類方法可以對(duì)地下礦產(chǎn)資源的位置進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，也能分析各種資源的數(shù)量和特征，從而給礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)提供參考。

2.3 新型勘查鉆探法

隨著科技的快速發(fā)展，各種新型地質(zhì)礦產(chǎn)資源檢查技術(shù)開始不斷出現(xiàn)，比如聲頻技術(shù)、電磁技術(shù)、光技術(shù)等等，都在勘查鉆探技術(shù)應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用。很多技術(shù)在具備較高精度的同時(shí)，也能充分應(yīng)用信息技術(shù)，提升了對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和管理的效率，能滿足數(shù)據(jù)歸納、分析和計(jì)算的需求，從而保證資源開發(fā)的合理性。

3 資源勘查鉆探中鉆探工程技術(shù)的應(yīng)用問題

3.1 資源浪費(fèi)問題

隨著工業(yè)化水平的不斷提升，針對(duì)資源有效應(yīng)用、減少資源浪費(fèi)的要求越來越嚴(yán)格。但是在一些地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)的過程中，由于專業(yè)設(shè)備水平不足、勘查鉆探力度不足、人員素質(zhì)較低等因素，導(dǎo)致很容易出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，也會(huì)由于勘查鉆探方式不合理導(dǎo)致影響周圍環(huán)境[3]。比如開采富礦的過程中，僅僅將注意力集中在礦種方面，忽視貧礦等因素，導(dǎo)致礦產(chǎn)開發(fā)的協(xié)調(diào)性不足，影響了對(duì)周圍礦產(chǎn)的開發(fā)應(yīng)用，嚴(yán)重浪費(fèi)礦產(chǎn)資源。

3.2 供需關(guān)系問題

我國(guó)雖然擁有豐富的礦產(chǎn)資源，但是由于人員數(shù)量多，導(dǎo)致對(duì)礦產(chǎn)的需求量很大，所以人均礦產(chǎn)資源量很低。同時(shí)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，很多領(lǐng)域都需要有礦產(chǎn)資源的支持，所以需要加強(qiáng)對(duì)礦產(chǎn)資源的開發(fā)力度，以便解決供需關(guān)系問題。所以目前的資源勘查鉆探中鉆探工程技術(shù)活動(dòng)很多，在社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源需求不斷增加的背景下，勘查鉆探活動(dòng)要面臨嚴(yán)重的供需矛盾。

3.3 資金技術(shù)投入不足

資源勘查鉆探中鉆探工程技術(shù)工作比較復(fù)雜，涉及較多的技術(shù)層面，對(duì)勘查鉆探設(shè)備和人員都有很高的要求。所以，必須投入足夠資金滿足勘查鉆探技術(shù)應(yīng)用的正常進(jìn)行，但是很多勘查鉆探技術(shù)應(yīng)用的資金投入比較少，甚至?xí)绊懣辈殂@探技術(shù)應(yīng)用的正常進(jìn)行。比如很難對(duì)勘查鉆探技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行有效準(zhǔn)備，會(huì)增加勘查鉆探技術(shù)應(yīng)用難度。

4 資源勘查鉆探中鉆探工程技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用措施

4.1 健全法律法規(guī)

法律法規(guī)能強(qiáng)化對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)資源開發(fā)開挖的約束，禁止不科學(xué)、不合理的地質(zhì)礦產(chǎn)資源開發(fā)，引導(dǎo)開發(fā)工作朝著合理化發(fā)展。目前，很多地質(zhì)礦產(chǎn)資源開發(fā)應(yīng)用的法律法規(guī)都存在缺陷和不足，為此，必須健全法律和提升對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)資源開發(fā)單位的約束和管理，解決法律漏洞，達(dá)到全面管理的目的。相關(guān)部門需要提升法律法規(guī)和實(shí)際情況的協(xié)調(diào)性，結(jié)合地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)工作開展及監(jiān)督和管理，強(qiáng)化與企業(yè)、事業(yè)單位之間的合作，提升法律的執(zhí)行力度。并定期分析當(dāng)前地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)活動(dòng)的發(fā)展趨勢(shì)，分析當(dāng)前法律中存在的不足和空白，不斷完善法律，讓執(zhí)法過程具有更高的明確性和約束力[4]。同時(shí)，法律法規(guī)也要對(duì)企事業(yè)單位的運(yùn)營(yíng)方式提出要求，保證單位日常運(yùn)營(yíng)管理的規(guī)范化和系統(tǒng)化，從而保證資源勘查鉆探中鉆探工程技術(shù)結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，保證后續(xù)的資源開發(fā)工作順利進(jìn)行，也為行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好基礎(chǔ)。

4.2 強(qiáng)化礦產(chǎn)集團(tuán)的改革

礦產(chǎn)集團(tuán)運(yùn)行方式不合理是導(dǎo)致礦產(chǎn)資源開發(fā)不科學(xué)的主要原因，所以針對(duì)實(shí)際情況應(yīng)該加強(qiáng)改革工作，不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)營(yíng)理念，保證礦產(chǎn)開發(fā)的科學(xué)性和提升采集效率。企業(yè)應(yīng)該改革自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)內(nèi)控管理，以便有效應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)和困境，提升自身競(jìng)爭(zhēng)力。比如調(diào)整經(jīng)營(yíng)制度，充分研究市場(chǎng)狀況后制定礦產(chǎn)資源開發(fā)方式，并做好風(fēng)險(xiǎn)管理，針對(duì)行業(yè)內(nèi)實(shí)際情況調(diào)整和優(yōu)化經(jīng)營(yíng)策略，確保對(duì)礦產(chǎn)資源的合理應(yīng)用。

4.3 提升資源稅費(fèi)征收比例

為了保證地質(zhì)礦產(chǎn)資源得到科學(xué)使用，就需要建立科學(xué)的政策，為了限制一些企業(yè)對(duì)資源的不科學(xué)開發(fā)，就需要通過罰款和稅收兩方面入手強(qiáng)化對(duì)企業(yè)的限制。比如提高資源稅費(fèi)征收比例，可以有效限制礦產(chǎn)資源被低價(jià)出售的情況，也能強(qiáng)化資源企業(yè)對(duì)礦產(chǎn)資源主動(dòng)進(jìn)行深加工，迫使資源企業(yè)提升礦產(chǎn)資源的加工技術(shù)，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4.4 完善開采準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)

雖然市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造了自由的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，但同樣需要保證市場(chǎng)規(guī)則，才能確保市場(chǎng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證行業(yè)處于健康發(fā)展的狀態(tài)。多數(shù)大型地質(zhì)礦產(chǎn)資源企業(yè)都有比較健全的制度，并且對(duì)地質(zhì)資源的開采也有比較高的技術(shù)要求，有利于減少地質(zhì)資源浪費(fèi)、提升地質(zhì)資源的使用效率、減少開采過程中對(duì)周圍環(huán)境的破壞。但是仍然有一些企業(yè)對(duì)開采的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求很低，為了避免落后企業(yè)對(duì)地質(zhì)資源行業(yè)、地質(zhì)資源的破壞，需要明確開采準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，限制技術(shù)落后企業(yè)的進(jìn)入。應(yīng)用更為完善的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，能逐漸淘汰一些技術(shù)落后企業(yè)，也能迫使企業(yè)將更多資金應(yīng)用到技術(shù)研發(fā)中，有利于保證資源浪費(fèi)狀況降低，還幫助行業(yè)完成技術(shù)革新，更能充分發(fā)揮技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，形成良性市場(chǎng)，提升礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[5]。在制定和推廣準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的過程中，也要不斷宣傳技術(shù)對(duì)行業(yè)的重要性，提升企業(yè)對(duì)技術(shù)研發(fā)的重視程度，改善礦產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)氛圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)資源的有效保護(hù)，并加強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)的優(yōu)化。

5 新型地質(zhì)鉆探堵漏處理技術(shù)

5.1 高強(qiáng)度快失水堵漏技術(shù)

在使用強(qiáng)度較大的快速失水堵漏技術(shù)時(shí)，可以更為高效的處理地層漏失問題，從技術(shù)層面分析，在運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，通常需要配置一些特殊配比的堵漏液，這部分堵漏液將會(huì)在地層縫隙位置出現(xiàn)一定的壓力，但是由于其具有快速失水的特點(diǎn)，堵漏材料將會(huì)在鉆孔內(nèi)部出現(xiàn)一些高強(qiáng)度的堆積物，能夠快速處理裂縫問題和孔縫問題，通常具有較好的堵漏處理效果。

若是在地質(zhì)鉆探工作過程中，出現(xiàn)了寬度在5毫米左右的孔縫或者裂縫，即可以運(yùn)用這種堵漏技術(shù)進(jìn)行處理。在使用強(qiáng)度較高的快失水堵漏技術(shù)時(shí)，需要提高配制快失水堵漏劑的重視程度，這種材料的調(diào)制質(zhì)量與堵漏效果具有直接的關(guān)聯(lián)。為了提高堵漏處理的效果，相關(guān)工作人員需要選擇一些拉筋類材料、架橋類材料、助濾劑等，在詳細(xì)分析正交試驗(yàn)結(jié)果有關(guān)的配方后，綜合運(yùn)用機(jī)械復(fù)合處理、機(jī)械活性處理配制堵漏劑，能夠提升快失水堵漏劑的實(shí)際性能。

5.2 高強(qiáng)度的化學(xué)觸變堵漏技術(shù)

化學(xué)觸變堵漏技術(shù)對(duì)于地質(zhì)鉆探操作而言，具有一定的地層漏失管控作用，該技術(shù)的工作原理是：在使用堵漏操作時(shí)，運(yùn)用化學(xué)觸變劑進(jìn)行處理時(shí)，在經(jīng)過科學(xué)化配制后，溶液將具有剪切、稀釋作用，能夠配制出一種黏稠性比較強(qiáng)的溶液，這種溶液在順利進(jìn)入地層孔縫后，可以直接將漏失通道的水分驅(qū)趕出去。

在使用高強(qiáng)度的化學(xué)觸變堵漏技術(shù)進(jìn)行堵漏處理的過程中，若是無機(jī)觸變材料和化學(xué)觸變劑出現(xiàn)直接接觸，觸變材料的狀態(tài)將會(huì)直接出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，其會(huì)直接轉(zhuǎn)變?yōu)椴荒苋芙庠谒械哪z狀態(tài)，觸變材料將會(huì)喪失流動(dòng)性。

在使用該技術(shù)進(jìn)行堵漏處理的過程中，首先需要根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配置一些化學(xué)觸變劑，將已經(jīng)完成配制的溶液，直接注入到出現(xiàn)地層漏失問題的位置上，在地層位置上注入一些無機(jī)觸變劑。依照這一流程實(shí)施溶液注入，將會(huì)使聚合物直接停留在出現(xiàn)地層漏失的通道內(nèi)部，即可以進(jìn)行固化處理，對(duì)出現(xiàn)漏失問題的通道具有封堵處理作用。

5.3 化學(xué)觸變堵漏的技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)

在使用較為科學(xué)的方式選取、配制化學(xué)觸變劑的過程中，可以保證化學(xué)觸變堵漏處理材料滿足堵漏要求，相關(guān)工作人員應(yīng)該增強(qiáng)無機(jī)觸變化學(xué)材料的研發(fā)設(shè)計(jì)力度。由于在堵漏技術(shù)的實(shí)施過程中，無機(jī)觸變劑通常會(huì)被視為交聯(lián)劑，在其碰到聚合物的過程中，無機(jī)觸變材料將會(huì)出現(xiàn)交聯(lián)固化現(xiàn)象，在配制過程中，技術(shù)人員需要比較無機(jī)材料和促凝劑材料的性能。工作人員可以提前進(jìn)行一些試驗(yàn)工作，確保各個(gè)技術(shù)參數(shù)具有一定的合理性，在地質(zhì)鉆探時(shí)，需要確定好漏失孔段的深度和長(zhǎng)度大小，再對(duì)化學(xué)觸變材料的使用量進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算。

5.4 溶脹型隨鉆堵漏技術(shù)

和其他堵漏技術(shù)進(jìn)行比較可知，在使用溶脹型隨鉆堵漏技術(shù)的過程中，對(duì)于堵漏材料具有嚴(yán)重的依賴性，需要確保所運(yùn)用的堵漏材料，具備延遲出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象的特點(diǎn)，這種堵漏材料在流入地層漏失位置的過程中，出現(xiàn)顯著的吸收膨脹效果，能夠充分發(fā)揮出堵漏材料的抗壓優(yōu)勢(shì)，可以進(jìn)一步提升孔壁的實(shí)際承壓力，從而擴(kuò)大隨鉆堵漏的范圍。

在使用溶脹型隨鉆堵漏技術(shù)的過程中，使用的堵漏材料比較特殊，在對(duì)地層漏失通道進(jìn)行堵漏處理時(shí)，工作原理是基聚合原理以及交聯(lián)反應(yīng)原理，在存在單體聚合作用時(shí)，能夠通過增加適當(dāng)?shù)慕宦?lián)反應(yīng)劑，將原本處于直鏈狀態(tài)的聚合物，通過連接轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀的空間結(jié)構(gòu)。工作人員通過管控交聯(lián)程度，能夠有效管控膨脹體具有的膨脹程度、膨脹時(shí)間、強(qiáng)度大小[6]。在使用溶脹型隨鉆堵漏技術(shù)時(shí)，填料一般會(huì)發(fā)揮支撐劑的作用，能夠有效提升材料的整體強(qiáng)度和韌性，在擠壓時(shí)能夠存在顯著的拉伸效果和受壓效果。

為了提升溶脹型堵漏技術(shù)的使用效果，在使用該技術(shù)的過程中，需要提前做好溶脹型堵漏材料粘度、API濾失量、封閉時(shí)間的評(píng)估工作。這種技術(shù)具有比較強(qiáng)的承壓能力，在很多鐵礦鉆探處理中具有比較明顯的效果。

5.5 成膜鉆井液技術(shù)

在使用成膜鉆井液技術(shù)的過程中，鉆井液會(huì)呈現(xiàn)出比較顯著的半透膜狀態(tài)，可以在井壁位置產(chǎn)生一些致密程度比較高的隔離薄膜，能夠?qū)Φ貙涌p隙位置具有一定的封堵效果。在使用該技術(shù)的過程中，能夠在一定程度降低地層水化膨脹的問題，降低在地質(zhì)鉆探操作中出現(xiàn)井壁局部坍塌問題的幾率。由于成膜劑的性能將會(huì)直接影響堵漏效果，因此在使用這種堵漏處理技術(shù)的過程中，需要增強(qiáng)成膜劑的質(zhì)量管控。在評(píng)價(jià)成膜劑性能的時(shí)候，能夠使用二次濾失量評(píng)估成膜效果。在評(píng)價(jià)成膜劑預(yù)防漏失問題能力時(shí)，可以直接使用黏土造漿率以及巖屑材料回收情況進(jìn)行分析。

5.6 橋塞式堵漏技術(shù)

在使用橋塞式堵漏技術(shù)的過程中，應(yīng)該在臨近孔壁的位置上堆放一些架橋材料，也可以在地層喉道位置實(shí)施堆積處理，然后使用橋接材料即能夠形成橋梁結(jié)構(gòu)，將纖維材料逐漸轉(zhuǎn)化為拉筋結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，可以利用該技術(shù)對(duì)小顆粒材料實(shí)施填充處理，能夠避免漿液流出。比較常見的橋塞式堵漏處理技術(shù)主要包括高失水堵漏以及運(yùn)用暫堵材料進(jìn)行堵漏，這些堵漏技術(shù)經(jīng)常運(yùn)用在漏失通道比較顯著的地層位置上。

5.7 提升漿液粘稠度的堵漏處理技術(shù)

在運(yùn)用提升漿液粘稠度的方式進(jìn)行堵漏處理時(shí)，工作人員可以直接提升鉆井漿液具有的粘稠度，增加其在地層漏失位置的流動(dòng)阻力，使鉆孔內(nèi)部的液柱壓力和地層壓力處于平衡狀態(tài)，從而達(dá)到堵漏處理的目的。比較常見的提升漿液濃稠度的堵漏處理方式涵蓋靜止堵漏處理、無機(jī)凝膠堵漏處理，該技術(shù)常運(yùn)用在地層漏失現(xiàn)象不明顯、孔壁不具有較強(qiáng)承壓要求的地層位置上。

在進(jìn)行地質(zhì)鉆探處理的過程中，地層漏失問題是直接影響鉆探工作能否順利開展的主要內(nèi)容，工作人員需要分析出現(xiàn)地層漏失現(xiàn)象的原因，使用適配性較高的堵漏技術(shù)，不斷提升堵漏處理效果，能夠提高處理地質(zhì)鉆探地層漏失現(xiàn)象的效率。

6 結(jié)語

在資源勘查中，勘查鉆探法是地質(zhì)找礦和資源開發(fā)的關(guān)鍵，為了保證獲得地質(zhì)信息的真實(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性，企業(yè)還需要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)、人員和資金的投入，合理運(yùn)用鉆探技術(shù)，并做好新型地質(zhì)鉆探堵漏處理工作，另外，要不斷使用先進(jìn)管理方法加強(qiáng)管理工作，完善開采標(biāo)準(zhǔn)，使用環(huán)保技術(shù)，促進(jìn)礦石行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。