摘要：随着科学技术的不断发展，地质钻探工作的技术水平也不断提高，根据这次团队的地质钻探工作后，本人受益良多，比如绳索岩心钻探技术的发展与运用，相较于普通的钻探技术，优势明显增加，并在地质钻探施工中得到了广泛的运用。这种钻探方法更适合于复杂地形的施工。

　　关键词：地质；绳索取芯

　　1绳索取芯的优势

　　近年来，随着科学技术的不断发展，绳索取芯这一科学技术也不断创新与发展，越来越多的工作团队，也都采取了此种方法，并且随着越来越多的人选择这种钻探技术，这种钻探技术也越来越适配于各种高级钻探工作。绳索取芯技术可以大大提高工作效率和质量，并在各种复杂地形中达到以往钻探远达不到的效果，也更加适应对矿产需求日益增大的发展趋势，同时也更加需要先进钻探技术的支撑，比如刚才提到的绳索取芯技术，所谓的绳索取芯是在钻探过程中不用提钻，而是从钻杆内提取岩心的一种先进的钻探方法，这种钻探方法钻探效率高而且结构简答，也能在钻探过程中更好的保证岩芯质量，避免普通钻探工作中经常会产生的被水浸泡等问题，延长钻头的使用寿命，也能良好的降低施工人员的钻探压力。

　　除此之外，绳索取芯还具有以下优点。第一：减少起下钻得到辅助时间，增加钻进时间，钻孔越深，经济效果越明显；第二，岩芯堵塞可以立刻捞取，提高岩矿心采取率；第三，减轻工人体力劳动；第四，减少钻杆螺纹拧卸磨损，延长钻杆寿命，降低管材消耗；第五，减少钻头扫空磨损、拧卸及与孔壁碰撞机会，延长钻头寿命；第六，减少冲洗液抽吸和孔壁压力失去平衡机会，从而减少孔内事故；第七，减少钻孔弯曲度，提高钻孔质量；第八，减少起下钻的机械磨损和钢丝绳损耗；第九，有利于钻反复地层，避免孔壁坍塌掉块；第十，可以利用取芯绞车钢丝绳在钻杆内下放测斜仪，进行测斜。总之，绳索取芯钻进，可显著的提高钻进效率，保证岩矿心质量，降低钻进成本。

　　2本次考察工作的主要内容

　　工作区位于安徽省亳州地区，地处安徽省和河南省交界处。工作内容为：

　　(1)获取钻井地质资料，查明安徽亳州地区地层层序，为该区地震地质层位标定提供依据。

　　(2)获取寒武系储层物性及含油气性等评价参数，摸清亳州地区地层发育特征，为评价皖北地区古潜山内幕油气资源潜力提供资料支撑。

　　井队在接到任务后，详细对四周地质进行了详细的勘察，由此得知，工作区位于华北平原南端，属平原地带，地势平坦，地形自西北向东南方向倾斜，地面高程15m~50m，自然坡降约为1/7500~1/10000，起伏呈微波状。区内皆为冲积平原，沉积物厚度达600m以上，除零星分布的剥蚀残丘以外总体为堆积型地貌，为近代黄河泛滥沉积区域，而井区位于安徽省亳州市谯城区孙大庄杨庄村，地势平坦，井点地表为一片空地区域，地表以农田为主。

　　亳州市气候处在暖温带南缘，属于暖温带半湿润气候区，有明显的过渡性特征，降水量较大，六至九月占全年降水量的百分之七十，平均气温为十四度。本地区交通较为发达，有京九铁路、青阜铁路纵贯全境，又拥有十八条省道穿插而过，属淮河水系，主河道有涡河、西肥河等。工作区处于我国华北和华南两大沉积区域的交变地带，地层属华北地层大区淮河地层分区淮北地层小区，自晚太古代以来的各时代地层都较发育，地层剖面完整，层序清楚，古生物化石丰富，不少地层单位在国内或大区域内具有一定代表性。

　　根据合同和设计要求，完成地质调查井1口，设计钻井周期98天，设计井深为1800.00m，设计为三开结构，一开Ф95mm孔径开孔，过第四系底界；Ф168mm钻头扩孔570m，下Ф146mm套管护孔，二开Ф95mm钻头钻进至890m；扩孔至Ф133mm，下Ф127mm套管；三开S95绳索取心钻进至1800m。如三开钻遇涌、漏、塌等复杂地层，处理难度大，则在Ф127mm套管内进行Ф114mm口径钻探，多下一级Ф108mm套管，有效隔离复杂地层。根据钻遇地层岩性软硬变化快、溶洞、裂隙发育等问题，先后采用外肋骨、三牙轮、PDC、金刚石HRC15-40等多种钻头进行尝试，由于岩性多变，每一种钻头都有局限性，适应性较差，影响了钻井效率。为此，在对钻头性能充分分析的基础上，经过反复实验，最终确定在进入稳定岩层后采用HRC15-30金刚石取芯钻头，直至完钻。

　　钻井及露头资料表明，在地质历史过程中，南华北盆地发育了青白口系、震旦系、寒武-奥陶系、石炭-二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、侏罗系、古近系等多套地层。阜阳-亳州地区由上至下依次发育新近系、古近系、上古生界二叠系、石炭系和下古生界及前寒武系。由上至下可划分为三个构造层：上构造层，主要包括第四系平原组、新近系明化镇组、馆陶组；中构造层包括古近系、三叠系、二叠系、石炭系、奥陶系和寒武系；下构造层主要由前寒系基底，包括太古界片麻岩和元古界变质岩等。

　　根据地面露头、钻井和反射地震剖面等资料，寒武-奥陶系(石炭系-二叠系、新近系-第四系分布范围广，厚度较大；三叠系、侏罗系、白垩系、古近系等残留厚度大，但分布局限，与其中石炭-二叠系最大厚度超过1200m，广泛分布于凹陷和隆起上，油气生成聚集关系密切。三叠系最大厚度超过3000m，主要分布于皖北、太康隆起和周口坳陷；侏罗-白垩系最大厚度超过3000m，主要分布于南华北盆地南部；古近系最大厚度超过3000m，主要沿大断裂呈东西向展布。

　　根据地面地质调查、地震及邻井钻井成果，预测皖亳地1井钻遇地层如下：第四系、新近系明化镇组、馆陶组，寒武系张夏组、徐庄组、毛庄组、馒头组、猴家山组和凤台组。其主要岩性特征如下：

　　第四系平原组(Qp)：厚210m。上部：顶部为种植土，其下为浅黄、黄色粉砂质粘土层、粘土层与粘土质粉砂层、粉、细砂层等不等厚互层；下部：浅棕红色粉砂质粘土层、粘土层与粘土质粉砂层、粉砂层呈略等厚互层，底部为灰白色钙质细砂层。

　　新近系明化镇组(N2m)：厚620m。浅棕红色粉砂质泥岩、泥岩与浅棕黄、浅棕红色泥质粉砂岩、粉、细砂层呈略等厚互层夹钙质细砂岩。

　　新近系馆陶组(N1g)：厚170m。上段：紫红、浅棕红色泥岩、粉砂质泥岩夹浅棕黄、浅棕红色泥质粉砂岩、粉砂岩及钙质粉砂岩；下段：杂色细砾岩、含砾细、中、粗砂岩与棕红、紫红色泥岩、粉砂质泥岩呈略等厚互层，底部为杂色细砾岩。

　　寒武系张夏组(∈2z)：厚180m。灰、灰黄、肉红色中厚层鲕状白云质灰岩、含白云质灰岩，局部含生物碎屑，具豹皮状构造。含三叶虫、腕足类、软舌螺、叠层石等化石。与下伏地层徐庄组整合接触。

　　寒武系徐庄组(∈2x)：厚170m。灰色局部灰黄、灰红色的中薄至中厚层鲕状含白云质灰岩、灰岩，棕黄、紫红色薄层细粒长石石英砂岩、含泥质石英粉砂岩，通常含海绿石、云母、钙质、铁质等。含三叶虫、腕足类、腹足和软舌螺等化石。与下伏地层毛庄组整合接触。

　　寒武系毛庄组(∈1mz)：厚135m。下部主要为灰岩、鲕状灰岩，上部主要为粉砂质页岩、粉砂岩。含三叶虫、软舌螺、腕足类和藻类等。与下伏地层馒头组整合接触。

　　寒武系馒头组(∈1m)：厚220m。可分为两段。下段可分为四部分，底部主要为含海绿石灰岩，下部为含灰岩扁豆体的暗紫色页岩，中部为豹皮状灰岩，上部为灰岩和页岩不规则互层，含三叶虫、腕足类及藻类化石；上段岩性主要为灰岩和页岩互层。与下伏地层猴家山组整合接触。

　　寒武系猴家山组(∈1h)：厚100m。中下部主要为黄绿、灰黄、棕色薄层含砾及含砂质灰岩、泥灰岩、白云岩、泥岩和砾岩，局部见有夹灰岩扁豆体和泥灰岩砾石的钙质页岩；上部为灰、青灰、灰黄色中厚层豹皮状灰岩、白云质灰岩，局部见角砾状灰岩，普遍含三叶虫化石。与下伏地层凤台组整合接触。

　　寒武系凤台组(∈1f)：厚20m。灰黄、灰红、灰黑色砾岩，夹紫色薄层泥灰岩和含灰质泥质白云岩，顶部为灰绿色页岩。

　　实际上皖亳地1井完钻井深1800.28m，较设计井深1800m延深0.28m。钻遇地层自上而下依次为：第四系平原组，新近系上统明化镇组/馆陶组，寒武系上统张夏组、中统徐庄组、毛庄组、馒头组、猴家山组、凤台组，基底(未穿)。

　　地层分述。

　　2.1第四系

　　皖亳地1井第四系地层钻遇层段为0m~212.84m，层厚212.84m。岩性特征：岩性主要以粘土及粉砂质粘土为主，底部为浅黄色砾石，成分以中粒砂岩为主，局部含细粒，可见小孔洞。分层依据：岩性上由粉砂质粘土、粘土变为砾石层，岩性变化明显。2.2新近系上统明化镇组/馆陶组新近系上统明化镇组/馆陶组钻遇层段为212.84m~1054.97m，层厚842.13m。岩性特征：上部：浅黄、灰黄色粉砂与棕色粘土互层。中部：灰色、灰绿色泥岩、深灰色砾石。下部：灰色泥质白云岩、灰黄色角砾岩。分层依据：岩性底部出现灰黄色角砾状灰岩，颜色由灰色变为灰黄色，测井曲线上自然伽马变小，电阻率变大。

　　2.3寒武系张夏组

　　寒武系张夏组钻遇层段为1054.97m~1190.87m，层厚135.90m。岩性特征：上部：灰色鲕状白云质灰岩、灰色鲕状灰岩。下部：灰色石灰岩。分层依据：岩性上由灰色鲕状灰岩变为灰色石灰岩，鲕粒减少，现场与5%稀盐酸反应剧烈起泡。测井曲线上自然伽马小，电阻率极高。

　　2.4寒武系徐庄组

　　寒武系徐庄组钻遇层段为1190.87m~1276.66m，层厚85.79m。岩性特征：上部：灰色鲕状灰岩。下部：灰色石灰岩、深灰色泥质灰岩。分层依据：岩性上由灰色石灰岩变为深灰色泥岩，测井曲线上，高自然伽马，低电阻率，测井图区别明显。2.5寒武系毛庄组寒武系毛庄组钻遇层段为1276.66m~1301.25m，层厚25.49m。岩性特征：灰色石灰岩及深灰紫色泥岩互层，含海绿石。分层依据：岩性上由灰色砂质泥岩变为深紫色泥岩，岩性区别明显。

　　2.6寒武系馒头组

　　寒武系馒头组钻遇层段为1301.25m~1591.76m，层厚290.51m。岩性特征：上部：灰色石灰岩及深紫色泥岩互层。中部：灰色石灰岩与灰绿色泥岩互层。下部：灰色石灰岩、紫色泥岩。分层依据：底部岩性为灰色石灰岩，含角砾，测井曲线上，高自然伽马，低电阻率，测井图区别明显。

　　2.7寒武系猴家山组

　　寒武系猴家山组钻遇层段为1591.76m~1707.76m，层厚116.00m。岩性特征：上部：灰紫色泥岩，下部：紫色泥岩、细砂岩、灰质泥岩。分层依据：岩性上由紫色灰质泥岩变为灰绿色细砂岩，岩性区别明显。

　　2.8寒武系凤台组

　　寒武系凤台组钻遇层段为1707.26m~1712.76m，层厚5.00m。岩性特征：灰绿色细砂岩。分层依据：本层岩性为灰绿色细砂岩，岩性区别明显。测井曲线上高自然伽马，高电阻率。2.9基底基底钻遇层段为1712.76m~1800.28m，层厚87.52m。岩性特征：肉红色、灰绿色中粗粒花岗岩，中粗粒结构，块状构造，主要成分为它形粒状石英、钾长石、长板条状斜长石、片状黑云母、柱状角闪石等。分层依据：本层岩性为花岗岩，岩性区别明显。

　　取心要求：

　　(1)确认穿过新近系上部地层后取心，岩心直径不小于60mm

　　(2)岩心收获率不低于85%，其中目的层岩心收获率不低于95%。

　　(3)岩心出筒后，认真描述记录。应特别注意观察、记录岩心的岩石特征。岩心出筒后要按井深和顺序正确排放，防止损坏、日晒、雨淋及丢失，防止因风化而影响分析化验数据的准确性。岩心入库时要填写清单。

　　(4)钻井施工结束后，由甲方组成验收小组，对现场岩心描述记录、图件的符合情况进行验收。此外，对岩心整理和保管情况以及描述记录、岩心剖面图等进行检查验收，合格后由施工单位将岩心送入指定岩心库保存，岩心运送时，要妥善装箱，防止因颠簸发生岩心倒置、错位等事故的发生。

　　按照取心要求，结合现场实际，我单位制定了以下取心设计表，把目的层段岩心采取率提高到不低于85%，可以保证完成取心任务。

　　常规取心工具主要由安全接头、旋转总成、差值短节(或稳定器)、外筒、内筒、岩心爪组合件、取心钻头和辅助工具等部分组成。

　　针对上部地层疏松、难以保证取心率，为此还选用了具有轻质、耐温、耐腐蚀、内壁光洁等优点的玻璃钢管作内筒。岩心进入阻力小，有利于提高单筒进尺和取心收获率，还可将装有岩心的这些内筒分段切割，两端加盖帽封堵，便于运输，简化岩心处理工序，更好地保护岩心。

　　取心技术措施：

　　(1)取心器应具有单动、定位、悬挂、内管保护、调节、扶正、岩心堵塞报警、打捞安全脱卡和内管到位报信装置。

　　(2）取心工具应是取心内筒。

　　（3）下钻前必须对取心器进行全面检查。

　　（4）取心器应单动灵活、水路畅通，内管与钻头间隙适宜。

　　(5）取心工具入井时，应认真丈量记录好钻具长度，量准确方能下井。

　　（6）根据岩层性质选用钻头，钻头与卡簧配合尺寸要合理。

　　（7）钻头内径与卡簧的自由内径必须合理配合。一般卡簧的自由内径比钻头内径小0.3mm左右为宜。现场应配备大、中、小三种尺寸的卡簧以供选配。

　　（8）严禁将弯曲钻杆和弯曲超限的内外管总成下入孔内。

　　（9）回次进尺不得超过内管容纳长度，以减少震动破碎堵塞和磨损岩心。

　　(10）依据岩石物理力学性质及孔深等因素选用适宜的钻头品种和结构型式。

　　（11）合理选用钻进技术参数。钻进松散、破碎岩层时，应采用较低转速，小泵量，并限制回次进尺时间和进尺长度。

　　(12）为了便于卡心，在回次终了前开一段慢速，使岩心变粗。适当控制打捞速度，以防产生抽吸作用，影响井壁稳定。

　　(13)选取适用的底喷钻头，根据岩层硬度调节内外钻头间隙。

　　(14）除每100m丈量钻具外，见标志层，应及时排除井深误差。

　　经过取芯作业，大大提高了此次施工的效率，节约了成本，而且根据当地的地质特征，我们选择了合适的钻头材质，并且运用了不同的钻探技术，此次施工令我受益匪浅。

　　3勘查科研人员的引进及技术能力培训

　　想要更好的进行地质钻探中的绳索取芯作业，除了设备的选择外，更需要注意勘察科研人员的引进以及技术能力培训。人才是任何工作的必需品，想要提高施工效率和质量，必须提升人才的知识技术水平，不然再好的设备都是白搭，特别是当今社会，技术设备更新速度特别快，这就要求技术人员必须一时俱进，终身不断的学习，所属的工作单位，也应该积极的举办定期培训。技术提高的同时，工作人员的人身安全也是重中之重，因此安全培训一定要与技术学习同步进行。

　　由于绳索取芯有内管总成的存在，所以大大增加了事故处理的复杂性，特别是深孔烧钻的情况时有发生，根据研究发现，改造内管总成打捞器，可以有效降低事故率，简化事故发生时的处理成本，虽然绳索取芯金刚石钻进技术还不够完善，但是只有后续工作人员的不断实践学习，才能更加快速的促进该技术的成熟与发展。

　　4创新勘查技术，丰富勘查手段

　　地质勘探技术指的是针对一定地区内的矿产、构造、地层、水文、地貌等地质情况，进行勘察研究。地质勘察对于整个工程建设起着最主要的作用，也是一切工作活动的前提和开端，只有勘察得体，后续的工作才能更加顺利的进行，因此地质勘察严重影响着地质勘探的质量。目前，最常用的地质勘察手段是机械勘探方法，并且细分为掘探法、钻探法、触探法，三种方式各有优劣，对于不同的地质环境，所采用的地质研究方法也应该不同。

　　5结语

　　综上所述，想要提高工作效率，降低危险事故的发生率，就要求地质勘探、设备选择、人才技术更新这三个方面必须严格对待，特别是安全工作方面，由于水文地质等天然属性，以及设备过于繁重等情况，容易造成工作人员受伤的情况，特别是如果因为勘察工作或者操作水平有误，甚至可能会造成人员死亡的严重事故。因此各项工作必须深入、严谨的调查，并且反复确认，这样才能将地质钻探工作高标准、高质量的完成。