资源勘查中钻探工程技术的应用研究

刘中阳

（云南南方地勘工程总公司昆明分公司，云南 昆明 650000）

1 资源勘查钻探中钻探工程技术概述

矿产资源是在一定地质资源条件下，受到地壳运动、地质结构和环境演变发展形成的产物，大量的矿物在外部的作用下集中分布富集构成的资源。在不同类型的地质作用影响下，最终形成的矿产资源类型有很大不同，矿产将根据人们的需求使用，满足生产、生活的需要[1]。由于矿产资源的形成需要极长的时间，所以地质矿产资源是有限的，需要采用合理的方式进行开发，避免资源浪费。为此需要通过资源勘查钻探中钻探工程技术获得矿产资源的信息，之后在获得信息资料基础上确定当地地质状况，选择开发方法。资源勘查钻探中钻探工程技术可以使用测量、物化探、钻探等方式，完成勘查钻探技术应用后还需要进行地质编录、化验地球化学分析、储量计算、经济性评价等分析工作，保证获得真实、有效、可靠的地质矿产信息，保证资源开发的有效性和合理性。

2 资源勘查钻探中钻探工程技术方法

2.1 综合勘查钻探法

我国拥有十分丰富的矿产资源，而且储量巨大，具有极大的勘查钻探、开发潜力。但是由于多数矿产资源都分布在地形复杂的地区，再加上我国本身多山的环境，使得地质矿产资源的开采具有比较高的难度[2]。为了适应不同地层结构的特点，了解资源的差异，就不能单纯使用一种方法进行勘查钻探。所以目前广泛使用综合勘查钻探法，应用多数技术相互配合了解矿产资源的状况。

2.2 化学勘测法

很多表层的地质矿产资源已经基本完成开发，为了获得更深层次的矿产资源，就需要使用多种勘测法进行勘查钻探，主要包括电地球化学法、酶提取法、热释泵化学法、地气法等等。这类方法可以对地下矿产资源的位置进行精准判断，也能分析各种资源的数量和特征，从而给矿产资源的合理开发提供参考。

2.3 新型勘查钻探法

随着科技的快速发展，各种新型地质矿产资源检查技术开始不断出现，比如声频技术、电磁技术、光技术等等，都在勘查钻探技术应用中发挥了巨大的作用。很多技术在具备较高精度的同时，也能充分应用信息技术，提升了对数据统计和管理的效率，能满足数据归纳、分析和计算的需求，从而保证资源开发的合理性。

3 资源勘查钻探中钻探工程技术的应用问题

3.1 资源浪费问题

随着工业化水平的不断提升，针对资源有效应用、减少资源浪费的要求越来越严格。但是在一些地质矿产资源勘查开发的过程中，由于专业设备水平不足、勘查钻探力度不足、人员素质较低等因素，导致很容易出现资源浪费的情况，也会由于勘查钻探方式不合理导致影响周围环境[3]。比如开采富矿的过程中，仅仅将注意力集中在矿种方面，忽视贫矿等因素，导致矿产开发的协调性不足，影响了对周围矿产的开发应用，严重浪费矿产资源。

3.2 供需关系问题

我国虽然拥有丰富的矿产资源，但是由于人员数量多，导致对矿产的需求量很大，所以人均矿产资源量很低。同时，在我国经济快速发展的背景下，很多领域都需要有矿产资源的支持，所以需要加强对矿产资源的开发力度，以便解决供需关系问题。所以目前的资源勘查钻探中钻探工程技术活动很多，在社会对矿产资源需求不断增加的背景下，勘查钻探活动要面临严重的供需矛盾。

3.3 资金技术投入不足

资源勘查钻探中钻探工程技术工作比较复杂，涉及较多的技术层面，对勘查钻探设备和人员都有很高的要求。所以，必须投入足够资金满足勘查钻探技术应用的正常进行，但是很多勘查钻探技术应用的资金投入比较少，甚至会影响勘查钻探技术应用的正常进行。比如很难对勘查钻探技术应用进行有效准备，会增加勘查钻探技术应用难度。

4 资源勘查钻探中钻探工程技术的开发应用措施

4.1 健全法律法规

法律法规能强化对地质矿产资源开发开挖的约束，禁止不科学、不合理的地质矿产资源开发，引导开发工作朝着合理化发展。目前，很多地质矿产资源开发应用的法律法规都存在缺陷和不足，为此，必须健全法律和提升对地质矿产资源开发单位的约束和管理，解决法律漏洞，达到全面管理的目的。相关部门需要提升法律法规和实际情况的协调性，结合地质矿产开发工作开展及监督和管理，强化与企业、事业单位之间的合作，提升法律的执行力度。并定期分析当前地质矿产开发活动的发展趋势，分析当前法律中存在的不足和空白，不断完善法律，让执法过程具有更高的明确性和约束力[4]。同时，法律法规也要对企事业单位的运营方式提出要求，保证单位日常运营管理的规范化和系统化，从而保证资源勘查钻探中钻探工程技术结果的真实性和准确性，保证后续的资源开发工作顺利进行，也为行业的发展创造良好基础。

4.2 强化矿产集团的改革

矿产集团运行方式不合理是导致矿产资源开发不科学的主要原因，所以针对实际情况应该加强改革工作，不断引进先进技术和经营理念，保证矿产开发的科学性和提升采集效率。企业应该改革自身内部结构，加强内控管理，以便有效应对挑战和困境，提升自身竞争力。比如调整经营制度，充分研究市场状况后制定矿产资源开发方式，并做好风险管理，针对行业内实际情况调整和优化经营策略，确保对矿产资源的合理应用。

4.3 提升资源税费征收比例

为了保证地质矿产资源得到科学使用，就需要建立科学的政策，为了限制一些企业对资源的不科学开发，就需要通过罚款和税收两方面入手强化对企业的限制。比如提高资源税费征收比例，可以有效限制矿产资源被低价出售的情况，也能强化资源企业对矿产资源主动进行深加工，迫使资源企业提升矿产资源的加工技术，提升企业的市场竞争力。

4.4 完善开采准入标准

虽然市场经济创造了自由的经济环境，但同样需要保证市场规则，才能确保市场正常运转，保证行业处于健康发展的状态。多数大型地质矿产资源企业都有比较健全的制度，并且对地质资源的开采也有比较高的技术要求，有利于减少地质资源浪费、提升地质资源的使用效率、减少开采过程中对周围环境的破坏。但是仍然有一些企业对开采的技术标准要求很低，为了避免落后企业对地质资源行业、地质资源的破坏，需要明确开采准入标准，限制技术落后企业的进入。应用更为完善的准入标准，能逐渐淘汰一些技术落后企业，也能迫使企业将更多资金应用到技术研发中，有利于保证资源浪费状况降低，还帮助行业完成技术革新，更能充分发挥技术领先企业的市场竞争力，形成良性市场，提升矿产企业的经济效益[5]。在制定和推广准入标准的过程中，也要不断宣传技术对行业的重要性，提升企业对技术研发的重视程度，改善矿产企业的市场氛围，实现对地质矿产资源的有效保护，并加强对市场的优化。

5 新型地质钻探堵漏处理技术

5.1 高强度快失水堵漏技术

在使用强度较大的快速失水堵漏技术时，可以更为高效的处理地层漏失问题，从技术层面分析，在运用该技术时，通常需要配置一些特殊配比的堵漏液，这部分堵漏液将会在地层缝隙位置出现一定的压力，但是由于其具有快速失水的特点，堵漏材料将会在钻孔内部出现一些高强度的堆积物，能够快速处理裂缝问题和孔缝问题，通常具有较好的堵漏处理效果。

若是在地质钻探工作过程中，出现了宽度在5毫米左右的孔缝或者裂缝，即可以运用这种堵漏技术进行处理。在使用强度较高的快失水堵漏技术时，需要提高配制快失水堵漏剂的重视程度，这种材料的调制质量与堵漏效果具有直接的关联。为了提高堵漏处理的效果，相关工作人员需要选择一些拉筋类材料、架桥类材料、助滤剂等，在详细分析正交试验结果有关的配方后，综合运用机械复合处理、机械活性处理配制堵漏剂，能够提升快失水堵漏剂的实际性能。

5.2 高强度的化学触变堵漏技术

化学触变堵漏技术对于地质钻探操作而言，具有一定的地层漏失管控作用，该技术的工作原理是：在使用堵漏操作时，运用化学触变剂进行处理时，在经过科学化配制后，溶液将具有剪切、稀释作用，能够配制出一种黏稠性比较强的溶液，这种溶液在顺利进入地层孔缝后，可以直接将漏失通道的水分驱赶出去。

在使用高强度的化学触变堵漏技术进行堵漏处理的过程中，若是无机触变材料和化学触变剂出现直接接触，触变材料的状态将会直接出现转变，其会直接转变为不能溶解在水中的凝胶状态，触变材料将会丧失流动性。

在使用该技术进行堵漏处理的过程中，首先需要根据有关标准配置一些化学触变剂，将已经完成配制的溶液，直接注入到出现地层漏失问题的位置上，在地层位置上注入一些无机触变剂。依照这一流程实施溶液注入，将会使聚合物直接停留在出现地层漏失的通道内部，即可以进行固化处理，对出现漏失问题的通道具有封堵处理作用。

5.3 化学触变堵漏的技术实施要点

在使用较为科学的方式选取、配制化学触变剂的过程中，可以保证化学触变堵漏处理材料满足堵漏要求，相关工作人员应该增强无机触变化学材料的研发设计力度。由于在堵漏技术的实施过程中，无机触变剂通常会被视为交联剂，在其碰到聚合物的过程中，无机触变材料将会出现交联固化现象，在配制过程中，技术人员需要比较无机材料和促凝剂材料的性能。工作人员可以提前进行一些试验工作，确保各个技术参数具有一定的合理性，在地质钻探时，需要确定好漏失孔段的深度和长度大小，再对化学触变材料的使用量进行精准计算。

5.4 溶胀型随钻堵漏技术

和其他堵漏技术进行比较可知，在使用溶胀型随钻堵漏技术的过程中，对于堵漏材料具有严重的依赖性，需要确保所运用的堵漏材料，具备延迟出现膨胀现象的特点，这种堵漏材料在流入地层漏失位置的过程中，出现显著的吸收膨胀效果，能够充分发挥出堵漏材料的抗压优势，可以进一步提升孔壁的实际承压力，从而扩大随钻堵漏的范围。

在使用溶胀型随钻堵漏技术的过程中，使用的堵漏材料比较特殊，在对地层漏失通道进行堵漏处理时，工作原理是基聚合原理以及交联反应原理，在存在单体聚合作用时，能够通过增加适当的交联反应剂，将原本处于直链状态的聚合物，通过连接转化为网状的空间结构。工作人员通过管控交联程度，能够有效管控膨胀体具有的膨胀程度、膨胀时间、强度大小[6]。在使用溶胀型随钻堵漏技术时，填料一般会发挥支撑剂的作用，能够有效提升材料的整体强度和韧性，在挤压时能够存在显著的拉伸效果和受压效果。

为了提升溶胀型堵漏技术的使用效果，在使用该技术的过程中，需要提前做好溶胀型堵漏材料粘度、API滤失量、封闭时间的评估工作。这种技术具有比较强的承压能力，在很多铁矿钻探处理中具有比较明显的效果。

5.5 成膜钻井液技术

在使用成膜钻井液技术的过程中，钻井液会呈现出比较显著的半透膜状态，可以在井壁位置产生一些致密程度比较高的隔离薄膜，能够对地层缝隙位置具有一定的封堵效果。在使用该技术的过程中，能够在一定程度降低地层水化膨胀的问题，降低在地质钻探操作中出现井壁局部坍塌问题的几率。由于成膜剂的性能将会直接影响堵漏效果，因此在使用这种堵漏处理技术的过程中，需要增强成膜剂的质量管控。在评价成膜剂性能的时候，能够使用二次滤失量评估成膜效果。在评价成膜剂预防漏失问题能力时，可以直接使用黏土造浆率以及岩屑材料回收情况进行分析。

5.6 桥塞式堵漏技术

在使用桥塞式堵漏技术的过程中，应该在临近孔壁的位置上堆放一些架桥材料，也可以在地层喉道位置实施堆积处理，然后使用桥接材料即能够形成桥梁结构，将纤维材料逐渐转化为拉筋结构。与此同时，可以利用该技术对小颗粒材料实施填充处理，能够避免浆液流出。比较常见的桥塞式堵漏处理技术主要包括高失水堵漏以及运用暂堵材料进行堵漏，这些堵漏技术经常运用在漏失通道比较显著的地层位置上。

5.7 提升浆液粘稠度的堵漏处理技术

在运用提升浆液粘稠度的方式进行堵漏处理时，工作人员可以直接提升钻井浆液具有的粘稠度，增加其在地层漏失位置的流动阻力，使钻孔内部的液柱压力和地层压力处于平衡状态，从而达到堵漏处理的目的。比较常见的提升浆液浓稠度的堵漏处理方式涵盖静止堵漏处理、无机凝胶堵漏处理，该技术常运用在地层漏失现象不明显、孔壁不具有较强承压要求的地层位置上。

在进行地质钻探处理的过程中，地层漏失问题是直接影响钻探工作能否顺利开展的主要内容，工作人员需要分析出现地层漏失现象的原因，使用适配性较高的堵漏技术，不断提升堵漏处理效果，能够提高处理地质钻探地层漏失现象的效率。

6 结语

在资源勘查中，勘查钻探法是地质找矿和资源开发的关键，为了保证获得地质信息的真实性、准确性、可靠性，企业还需要加强对技术、人员和资金的投入，合理运用钻探技术，并做好新型地质钻探堵漏处理工作，另外，要不断使用先进管理方法加强管理工作，完善开采标准，使用环保技术，促进矿石行业的可持续发展。