鉆探采巖鉆探采巖是地質勘探領域的關鍵技術，通過提取地下巖石樣本，為地質研究、礦產勘查、油氣勘探和工程建設提供直接的物質依據。本課程將全面介紹鉆探采巖的基本原理、技術方法、設備工具、操作規范以及實際應用，幫助學習者系統掌握這一重要的地球科學技術。無論是尋找礦產資源，評估地質災害，還是建設地下工程，鉆探采巖技術都發揮著不可替代的作用。通過本課程的學習，您將了解如何獲取高質量的巖心樣品，并掌握巖心分析與解釋的專業技能。課程目標和大綱1掌握基礎理論了解鉆探采巖的基本原理、歷史發展和重要應用領域，建立系統的理論知識框架。2熟悉技術方法掌握各種鉆探方法的特點、適用條件和操作要點，能夠根據地層條件選擇合適的鉆探技術。3認識設備工具了解鉆探設備的組成、鉆具結構和功能，熟悉各類鉆頭、巖心管和取心工具的使用方法。4提升實踐能力通過案例分析和實際操作指導，培養巖心采集、編錄、描述和分析的實踐技能，提高鉆探工程質量控制能力。鉆探采巖的定義和重要性定義鉆探采巖是指利用專門的鉆探設備和技術，通過機械作用穿透地層，獲取連續或非連續的巖石樣品（巖心）的過程。這一過程包括鉆孔設計、鉆進操作、巖心采集和編錄等一系列工作。核心價值作為地質工作的"眼睛"，鉆探采巖提供了直接探測地下情況的手段，是獲取地質信息最直接、最可靠的方法之一。通過對巖心的研究，可以直觀了解地下巖層的分布、性質和結構特征。應用廣泛在礦產資源勘查、油氣勘探、水文地質調查、工程地質勘察、地熱資源評價、科學鉆探等領域都有重要應用。它是地質工作不可或缺的基礎性技術手段。鉆探采巖在地質勘探中的應用礦產資源勘查通過鉆探采巖確定礦體的空間分布、形態、規模、品位和儲量，為礦山開發提供依據。金屬礦產、非金屬礦產和能源礦產勘查均需采用鉆探技術獲取樣品。油氣勘探鉆探是油氣勘探的主要手段，通過巖心分析可以確定油氣藏的位置、范圍和儲量，評價油氣資源的開發價值。工程地質勘察為隧道、大壩、橋梁等工程建設提供地質資料，評價地基穩定性和巖體強度，預測可能的地質災害。地球科學研究科學鉆探為研究地球內部結構、地殼演化、古氣候變化等提供關鍵樣品，是地球科學研究的重要手段。鉆探采巖的歷史發展1早期階段（19世紀前）采用人工鑿巖和簡易打井技術，鉆探深度有限，主要用于淺層水井和鹽井開采。中國古代的"鉆天坳地"技術已具備鉆探的基本理念。2機械鉆探時代（19世紀-20世紀初）蒸汽動力鉆機出現，沖擊式鉆進方法得到廣泛應用。1844年，瑞士工程師魯道夫發明金剛石鉆探技術，大大提高了硬巖鉆進效率。3現代鉆探技術（20世紀中期）回轉鉆進技術成熟，液壓傳動系統應用，高效鉆機和先進鉆具問世，鉆探能力顯著提高。取心技術取得突破，巖心采取率大幅提升。4高新技術時代（20世紀末至今）定向鉆進、水平鉆進技術發展，自動化和數字化鉆機出現，鉆探參數實時監測成為可能。深海鉆探、超深鉆探技術取得重大突破。鉆探方法概覽1234回轉鉆進法通過鉆具的旋轉帶動鉆頭切削巖石，是最常用的鉆探方法。根據動力傳遞方式可分為正循環回轉鉆進和反循環回轉鉆進。沖擊鉆進法利用鉆具上下沖擊巖石，使巖石破碎。適用于松軟地層和水井鉆探，取芯效果較差，現已較少使用。沖-轉鉆進法結合沖擊和回轉的特點，既有沖擊作用又有旋轉切削作用。適用于中硬-硬巖層，尤其是破碎地層的鉆探。特殊鉆進法包括氣動鉆進、射流鉆進、聲波鉆進、激光鉆進等新型鉆進方法，主要應用于特殊地層條件或科研領域。回轉鉆進法工作原理鉆具在動力驅動下連續旋轉，鉆頭與巖石接觸面產生剪切力和擠壓力，使巖石破碎。破碎的巖屑通過鉆探液循環系統帶到地面。特點優勢鉆進速度快，巖心質量好，采取率高，適用范圍廣。是現代地質勘探中最主要的鉆探方法，尤其適合硬巖和需要高質量巖心的場合。主要類型金剛石回轉鉆進、硬質合金回轉鉆進、牙輪鉆進等。不同類型適用于不同的地層條件，各有特點和應用范圍。沖擊鉆進法工作原理通過重錘提升后下落，產生沖擊力使鉆頭打擊巖石表面，使巖石破碎。鉆具通過周期性轉動使鉆頭在不同位置打擊巖石，形成圓形鉆孔。適用條件主要適用于松軟-中硬地層的鉆探，如砂礫層、粘土層等。在水井鉆探和淺層工程勘察中應用較多。由于沖擊作用強烈，不適合需要完整巖心的地質勘探。設備特點設備結構相對簡單，成本較低，維護方便。典型設備包括沖擊式鉆機、打井機等。鉆具主要由鉆桿、鉆鋌和沖擊鉆頭組成。技術限制鉆進速度慢，鉆孔深度有限，巖心破碎嚴重，采取率低。現代地質勘探中應用較少，主要在簡易水井施工和特殊條件下使用。沖-轉鉆進法工作原理結合沖擊鉆進和回轉鉆進的特點，鉆具在旋轉的同時進行上下沖擊運動。沖擊作用破碎巖石，旋轉作用清除巖屑并保持鉆孔圓形。技術特點具有較強的破巖能力，適應性強，既能適應硬巖鉆進，又能應對破碎地層。鉆進速度適中，設備結構相對復雜，但作業效率較高。應用范圍特別適用于破碎帶、斷層帶等復雜地層條件下的鉆探作業。在冰川、永久凍土區等特殊環境鉆探中也有應用。設備類型主要包括氣動沖擊器、液壓沖擊器等設備。現代沖-轉鉆進多采用頂部驅動和底部沖擊器相結合的方式，提高鉆進效率和巖心質量。鉆探設備基本組成1動力系統為鉆機提供動力的設備，包括柴油機、電動機等原動機，以及傳動系統、液壓系統等。現代鉆機多采用電控液壓系統，實現精準控制和自動化操作。2井架系統支撐鉆具的框架結構，包括井架、天車、游車等，用于提升和下放鉆具。井架高度決定了鉆機能處理的鉆桿長度，是鉆機重要的技術參數。3回轉系統使鉆具旋轉的裝置，包括回轉臺、頂驅等。現代鉆機多采用液壓頂驅系統，能夠實現連續鉆進和精確控制鉆進參數。4循環系統提供鉆探液循環的設備，包括泥漿泵、泥漿池、清潔裝置等。負責冷卻鉆頭、帶出巖屑、維持鉆孔壁穩定等多種功能。鉆機類型及特點根據用途和結構特點，鉆機可分為多種類型。便攜式鉆機體積小，易于運輸，適合山區和交通不便地區使用，但鉆探深度有限。大型回轉鉆機具有較大鉆進能力，適合深孔鉆探，但移動困難。液壓鉆機采用液壓傳動系統，控制精確，操作方便，是現代鉆探的主流設備。多功能鉆機可實現多種鉆進方式，適應性強，但結構復雜，成本高。根據勘探目的和地質條件選擇合適的鉆機類型是確保鉆探工作順利進行的關鍵。鉆桿和鉆具介紹鉆桿連接鉆機和鉆頭的中空鋼管，傳遞動力和鉆探液。按材質和結構可分為普通鉆桿、加重鉆桿、無磁鉆桿等。鉆桿連接方式包括螺紋連接、卡盤連接等，影響鉆進效率和鉆具壽命。鉆鋌安裝在鉆桿底部的重型鉆具，提供鉆進所需的壓力和穩定性。鉆鋌直徑大于鉆桿，重量大，能有效防止鉆具彎曲和鉆孔彎曲。穩定器安裝在鉆具上的特殊裝置，用于保持鉆具的垂直度和穩定性。合理配置穩定器可減少鉆孔彎曲，提高鉆進質量。其他附件包括變徑接頭、減震器、取心器等特殊工具，用于解決鉆進過程中的特殊問題或滿足特定需求。常見鉆頭類型PDC鉆頭聚晶金剛石復合片鉆頭，由硬質合金基體和聚晶金剛石復合片組成。耐磨性好，鉆進速度快，適用于中軟至中硬地層的鉆進。是現代鉆探中應用最廣泛的鉆頭類型之一。牙輪鉆頭由三個可旋轉的錐形齒輪組成，通過牙齒的擠壓和剪切作用破碎巖石。適用于各種硬度的地層，尤其適合中硬至硬地層鉆進。結構復雜，但破巖效率高。金剛石鉆頭鑲嵌或覆蓋天然或人造金剛石的鉆頭，通過磨削作用鉆進巖石。適用于硬質和極硬質巖石的鉆進，鉆進速度較慢但巖心質量好。在地質勘探中廣泛應用。金剛石鉆頭的應用硬巖勘探油氣鉆探地熱鉆探工程勘察科學鉆探金剛石鉆頭因其優異的耐磨性和適用于硬巖鉆進的特點，在地質勘探領域得到廣泛應用。根據金剛石的排布方式，可分為表鑲式、內鑲式和整體燒結式金剛石鉆頭。表鑲式鉆頭金剛石顆粒大，適合硬巖；內鑲式鉆頭結構復雜但使用壽命長；整體燒結式鉆頭適合各種硬度的巖石。金剛石鉆頭的選擇應考慮巖石硬度、鉆進深度、取心要求等因素。合理的鉆頭選擇和使用可大幅提高鉆進效率和巖心質量，降低鉆探成本。巖心管和巖心筒單管巖心管結構簡單，只有一層鋼管，巖心直接進入管內。成本低但巖心保護差，易受鉆探液沖刷和振動損壞，適用于完整性好的硬質巖石。雙管巖心管由外管和內管組成，外管隨鉆具旋轉，內管相對靜止或緩慢旋轉。內管保護巖心不受鉆探液直接沖刷，提高巖心采取率和質量。是最常用的巖心管類型。三管巖心管在雙管基礎上增加一層保護管，進一步減少巖心損傷。特別適用于破碎、軟弱、風化嚴重的地層和需要高質量巖心的場合。結構復雜，成本高。巖心筒連接巖心管和鉆頭的裝置，影響巖心進入巖心管的質量。根據結構特點分為常規型、回收型、鎖定型等，應根據地層條件選擇合適類型。取心設備和工具回收式巖心管內管可通過鉆桿內腔回收，不需要提出整套鉆具。大大提高了工作效率，適用于深孔鉆探。1取心鉗用于鉆進后將巖心從巖心管中取出的工具。設計合理的取心鉗可減少巖心損傷。2巖心切斷器位于巖心筒底部，用于切斷巖心并防止巖心滑落。包括彈簧式、楔形式等多種類型。3巖心接收器用于接收和臨時存放取出的巖心，保持巖心順序和完整性。通常有標記和度量功能。4鉆探液循環系統泥漿泵為循環系統提供動力，將鉆探液壓入鉆桿內部。現代鉆機多采用柱塞泵或隔膜泵，具有壓力穩定、流量可調的特點。高壓管路連接泥漿泵和鉆桿頂部，輸送高壓鉆探液。必須具有足夠的強度和耐磨性，定期檢查和維護非常重要。鉆桿內腔鉆探液通過鉆桿內腔到達鉆頭，冷卻鉆頭并攜帶破碎的巖屑。鉆桿內徑和長度影響循環系統的效率。環形空間鉆探液攜帶巖屑通過鉆桿與鉆孔壁之間的環形空間返回地面，進入沉淀池凈化處理后循環使用。泥漿的作用和類型1懸浮和攜帶巖屑通過適當的流變性能，保持巖屑懸浮并帶出鉆孔2冷卻和潤滑鉆具降低鉆頭溫度，減小摩擦，延長設備使用壽命3穩定鉆孔壁形成泥餅，防止塌孔和漏失，保持孔壁穩定4平衡地層壓力通過調整泥漿密度控制鉆孔內壓力，防止井噴鉆探泥漿按成分可分為水基泥漿、油基泥漿和氣體鉆探液。水基泥漿成本低，環保性好，應用最廣；油基泥漿穩定性好，但環保問題突出；氣體鉆探液（如空氣、泡沫）適用于特殊地層條件。泥漿性能參數包括密度、粘度、失水量、pH值等，需根據地層條件和鉆進要求進行調整。合理的泥漿配方和性能控制是保證鉆探工作順利進行的關鍵因素之一。鉆探參數控制鉆壓控制鉆壓是作用在鉆頭上的軸向壓力，直接影響鉆進速度和鉆頭壽命。鉆壓過大會導致鉆頭過早磨損和鉆具彎曲；鉆壓過小則鉆進效率低。應根據地層硬度、鉆頭類型和鉆具規格合理設置。轉速控制鉆具的旋轉速度，影響鉆進效率和巖心質量。硬巖鉆探宜采用低轉速、高鉆壓；軟巖鉆探宜采用高轉速、低鉆壓。轉速選擇應考慮鉆頭類型、鉆進深度和地層條件。泥漿參數控制包括泥漿流量、泵壓、密度、粘度等參數的控制。合理的泥漿參數可提高巖屑攜帶能力，改善鉆孔穩定性，延長鉆頭壽命。應根據鉆進情況實時調整。鉆進速度優化20-40%提高鉆進效率通過參數優化可顯著提高鉆進速度15-30%節約鉆探成本減少鉆頭磨損和作業時間50-80%提升巖心質量合理參數可大幅提高巖心完整性鉆進速度優化是提高鉆探效率的關鍵。影響鉆進速度的因素包括地層特性、鉆具配置、操作參數等。應根據不同地層調整鉆壓和轉速的配比，尋找最佳鉆進窗口。硬巖層宜選用高鉆壓低轉速，軟巖層宜選用低鉆壓高轉速。現代鉆機采用參數自動監測和智能控制系統，可實現鉆進參數的實時優化。經驗豐富的鉆工也能根據鉆機運行狀態、泥漿返出情況等判斷鉆進是否處于最佳狀態，并及時調整參數。巖心采取率計算巖心采取率(%)計算公式評價標準長度采取率實際巖心長度/鉆進長度×100%優:>90%;良:70-90%;中:50-70%;差:<50%重量采取率實際巖心重量/理論巖心重量×100%適用于疏松破碎地層的補充評價體積采取率實際巖心體積/理論巖心體積×100%適用于特殊研究需求的精確評價巖心采取率是評價鉆探質量的重要指標，直接影響地質資料的可靠性。長度采取率是最常用的計算方法，簡單直觀；重量采取率和體積采取率在特殊情況下作為補充。采取率計算應以單次鉆進回次為單位，并記錄累計采取率。在實際工作中，應詳細記錄每次鉆進的起止深度、鉆進長度、巖心長度等數據，為采取率計算提供依據。低采取率區段應分析原因并采取改進措施。提高巖心采取率的技術優化鉆頭選擇根據地層特性選擇合適類型和規格的鉆頭。硬巖層宜選用金剛石鉆頭，軟巖層可考慮PDC鉆頭。鉆頭結構設計應有利于巖心形成和保護。改進巖心管結構在破碎、軟弱地層采用雙管或三管巖心管，減少鉆探液對巖心的沖刷和振動損傷。配備高效巖心切斷器和巖心筒，防止巖心滑落。優化鉆進參數控制合適的鉆壓、轉速和鉆探液流量，避免參數過大造成巖心破碎或過小導致巖心粉碎。鉆進速度應與地層特性相匹配，不宜過快。改進鉆探液配方根據地層特性調整鉆探液性能，防止巖心軟化、膨脹或溶解。在易溶解地層可采用油基泥漿或添加抑制劑，減少水對巖心的影響。巖心損失原因分析巖心損失是鉆探工作中常見的問題，分析其原因對提高巖心采取率至關重要。地質因素是導致巖心損失的主要原因，包括地層破碎、松散、溶蝕和蝕變等。技術因素則包括鉆具選擇不當、鉆進參數控制不合理、鉆探液性能不適等。巖心損失常發生在斷層破碎帶、巖溶發育區、強風化帶等復雜地層。在這些地層鉆探前，應充分了解地質條件，制定專門的鉆探技術方案，選用適合的設備和工藝，最大限度減少巖心損失。巖心質量控制措施1合理設計鉆探方案根據地質條件和勘探目的確定合適的鉆探方法、設備配置和技術參數。巖心質量要求高的項目應優先考慮雙管或三管巖心管、慢速鉆進等配置。2優化鉆進工藝參數根據地層特性調整鉆壓、轉速和泥漿流量，避免過大或過小的參數導致巖心損傷。重要地段可采用"一刀到位"的鉆進策略，減少鉆進次數。3規范巖心處理流程建立標準化的巖心提取、清洗、編號和裝箱流程，減少人為因素導致的巖心損傷和混亂。特殊巖心應采取專門的保護措施。4加強現場技術監督配備專業技術人員對鉆探過程進行監督和指導，確保施工符合設計要求。發現問題及時調整，防止巖心質量持續下降。特殊地層鉆探技術特殊地層鉆探是鉆探工作中的技術難點，需要采用專門的設備和工藝。破碎帶鉆探常采用套管跟進、減震鉆進等技術；松軟地層鉆探需使用特殊泥漿和低鉆壓；巖溶地層鉆探則要注意防止鉆探液漏失和孔壁坍塌。其他特殊地層如高壓氣層、高溫地層、永久凍土層等，均需采用針對性技術措施。成功的特殊地層鉆探需要深入了解地質條件，選擇合適的鉆探方法和設備，制定詳細的技術方案，并在鉆進過程中根據實際情況靈活調整。破碎帶鉆探技術難點破碎帶巖石完整性差，易造成鉆具卡阻、孔壁坍塌、鉆探液漏失、巖心采取率低等問題。鉆進過程中振動大，鉆進速度慢，設備磨損嚴重。設備選擇優選三管巖心管或專用破碎帶巖心管，配備彈簧式或液壓式減震器。鉆頭宜選用長壽命、抗振性好的類型，如加強型金剛石鉆頭或PDC鉆頭。鉆進工藝采用低轉速、中等鉆壓的參數組合，減小振動。鉆探液要有良好的攜屑能力和封堵性能，必要時添加封堵材料。嚴重破碎段可考慮套管跟進鉆進。應急處理準備充分的應急設備和材料，如各種規格的套管、封孔材料、撈具等。制定詳細的應急預案，發生問題時能迅速有效處理。松軟地層鉆探地層特點松軟地層包括松散砂層、粉砂層、粘土層等，特點是強度低、易變形、不穩定，鉆進中易產生塌孔、縮徑、擴徑等問題。巖心容易流失或變形，采取率普遍較低。設備配置采用專用軟地層巖心管，如活塞式巖心管、凍結巖心管等。鉆頭選擇鋒利度高、排屑空間大的類型。必要時配備護壁設備，如護壁鉆鋌、套管等。鉆進參數鉆進參數宜輕柔，采用低鉆壓、中高轉速、大流量的組合。鉆進速度應匹配巖心管的進尺能力，避免過快導致巖心堵塞或壓實。泥漿處理泥漿要有良好的護壁性能，適當提高粘度和密度，加入護壁劑。水敏性地層可考慮添加抑制劑或使用油基泥漿，防止巖心吸水膨脹。巖溶地層鉆探巖溶特點巖溶地層發育溶洞、溶隙，地下水豐富，常伴有松散填充物。鉆進中易發生鉆探液漏失、孔壁坍塌、鉆具跳動等問題，巖心完整性差，采取率低。前期準備詳細了解區域巖溶發育情況，通過地球物理勘探等手段預測溶洞位置。準備充足的封堵材料、套管和應急設備，制定詳細的應急預案。鉆進工藝采用穩定鉆進參數，保持適當的鉆壓和轉速。鉆進速度不宜過快，避免突然進入大溶洞。發現漏失征兆時立即調整參數，必要時進行封堵處理。應對措施遇大溶洞可采用水泥灌漿封堵或套管穿越。小溶洞和裂隙可通過添加封堵材料解決。嚴重漏失段可考慮改為氣體鉆進，減少液體損失。定向鉆進技術定向設備定向鉆進需要專用的定向設備，包括定向井下馬達、可調轉向器、彎接頭等。現代設備多采用電子控制系統，實現精確導向。測量工具包括陀螺儀、磁力計、傾斜計等，用于實時監測鉆孔軌跡。軌跡設計鉆孔軌跡設計是定向鉆進的關鍵環節，需考慮目標位置、地質條件、設備能力等因素。常用的軌跡形式包括"S"型、"J"型、水平段等。軌跡設計應避免過大的彎曲度，確保鉆具能順利通過。導向控制通過調整鉆壓、轉速、導向工具角度等參數控制鉆孔方向。現代定向鉆進多采用閉環控制系統，根據實時測量數據自動調整鉆進參數，保持鉆孔按設計軌跡前進。水平鉆進應用油氣開發水平鉆進技術在油氣開發中應用最為廣泛。通過水平鉆進可增加與油氣層的接觸面積，提高單井產量。對于薄儲層、低滲透儲層尤為適用。現代油田開發中的多分支水平井技術可實現多層位、多方向開采。煤層氣開采煤層氣開發中，水平鉆進可沿煤層方向鉆進，充分釋放煤層氣。水平段長度可達數千米，大大提高單井排采效率。與傳統垂直井相比，水平井投資大但經濟效益高。地熱資源開發地熱開發中，水平鉆進可穿過多條熱水裂隙，提高熱能采集效率。在增強型地熱系統(EGS)中，水平鉆進配合水力壓裂技術，可創造人工熱交換通道，提高地熱利用率。工程應用在城市地下管線鋪設、河流穿越工程等領域，定向水平鉆進可減少地表干擾，降低環境影響。是現代非開挖技術的重要組成部分，廣泛應用于市政工程和環境保護領域。深孔鉆探技術設備要求深孔鉆探要求鉆機具有較大的提升能力和動力。鉆具需具有足夠的強度和耐磨性，通常采用高強度鉆桿和加重鉆鋌。深孔鉆機的自動化和智能化程度高，可實現參數精確控制。1技術難點深孔鉆探面臨鉆具懸重大、摩阻大、鉆壓傳遞困難等問題。隨著深度增加，鉆孔彎曲控制難度加大，地層溫度和壓力升高，帶來設備和材料的挑戰。2鉆進工藝采用分段鉆進策略，淺部快鉆，深部穩鉆。重視鉆孔軌跡控制，配備防斜穩定器。泥漿系統需特別設計，滿足長距離循環和高溫高壓條件下的性能要求。3取心技術深孔取心多采用回收式巖心管，減少提鉆次數。巖心管結構特殊，能承受高溫高壓，保護巖心質量。特殊地層可采用凍結取心、壓力保持取心等技術。4海洋鉆探簡介鉆探平臺海洋鉆探的主要設施是鉆探平臺，包括固定式平臺、半潛式平臺、鉆探船等類型。平臺選擇取決于水深、海況、作業周期等因素。深水區多采用動力定位系統的半潛式平臺或鉆探船。海底設備海底防噴器組(BOP)是海洋鉆探的關鍵設備，用于控制井口壓力和緊急封井。隨著水深增加，海底設備的可靠性和遠程控制能力要求提高。現代海洋鉆探采用模塊化海底系統，便于安裝和維護。鉆井隔水管鉆井隔水管連接平臺和海底井口，為鉆具提供通道，同時引導鉆探液循環。隔水管設計需考慮水深、海流、波浪等因素，配備張力系統保持穩定。深水作業中隔水管技術是關鍵挑戰之一。巖心編錄基本要求完整性要求巖心編錄應全面記錄巖心的基本特征，包括巖性、結構、構造、礦化、蝕變等內容。編錄資料應真實、準確、系統，避免主觀臆斷和隨意性解釋。標準化要求編錄應按照統一的標準和格式進行，便于不同人員理解和使用。術語、符號、分類應符合行業規范，保證資料的權威性和可比性。及時性要求巖心編錄應在取心后及時進行，防止巖心風化、變質或丟失導致信息缺失。重要的特征應立即記錄，如易溶解、易氧化的礦物或構造特征。關聯性要求編錄信息應與鉆孔位置、深度、鉆進工藝等信息相關聯，形成完整的資料體系。同時應與區域地質背景、勘探目的相結合，突出關鍵信息。巖心箱的準備和使用1巖心箱標準巖心箱是存放和保管巖心的專用容器，通常用木材、塑料或金屬制成。標準巖心箱長度一般為1米，寬度根據巖心直徑確定，分為多個槽道存放巖心。箱體應堅固耐用，能防潮、防震，便于搬運和存放。2巖心擺放原則巖心應按鉆進順序從左到右、從上到下擺放，保持連續性。缺失段應用木塊或標識物占位，標明缺失原因。巖心應緊密排列，避免移動和混亂，大塊巖心可適當固定。3箱體標識要求巖心箱外部應標明項目名稱、鉆孔編號、箱號、深度范圍等基本信息。箱內應有標尺和深度標記，便于觀察和量測。特殊巖心段可用彩色標簽標注，提示重點關注。4保管注意事項巖心箱應存放在干燥、通風、避光的環境中，防止巖心風化變質。堆放時應穩固，避免擠壓變形。重要巖心段應考慮特殊保護措施，如密封保存或冷藏處理。巖心編號和標記方法深度標記在巖心上標注準確的起止深度，通常用小木牌或塑料牌插入巖心箱對應位置1方向標記記錄巖心的上下方向，特別是在定向取心或構造研究中尤為重要2特征標記對重要地質特征如礦化帶、斷裂面等進行特殊標記，便于識別和研究3采樣標記標注取樣位置和編號，記錄樣品用途和分析類型，確保追溯性4巖心編號標記是巖心管理的基礎工作，直接影響后續研究的準確性。標記系統應簡明、統一，易于理解和操作。常用的標記方法包括直接在巖心上用不褪色標記筆書寫、在巖心表面貼標簽、在巖心箱槽道處放置標記牌等。編號系統通常包含項目代碼、鉆孔號、深度信息和特殊標識等要素。為防止標記丟失，通常采用多重標記方法，確保信息的可靠傳遞。數字化管理中，還可考慮使用條形碼或RFID技術輔助巖心管理。巖心描述的關鍵要素1礦化與蝕變記錄有價值的礦物組合和蝕變特征2構造特征記錄斷層、節理、褶皺等構造信息3結構與紋理描述巖石的內部結構特征和排列方式4巖石特性記錄巖石類型、顏色、硬度、風化程度等5基本信息記錄深度、位置、采取率等基礎數據巖心描述是將巖心信息轉化為文字記錄的過程，要求客觀、準確、全面。描述時應遵循從宏觀到微觀、從一般到特殊的原則，重點突出與勘探目的相關的特征。巖心描述的內容因項目性質而異，礦產勘查重點關注礦化特征，工程勘察則更注重巖石物理力學性質。現代巖心描述通常結合標準化表格和自由描述相結合，提高效率和規范性。實踐中常采用數字化設備輔助描述，如電子表格、專業軟件、圖像采集設備等，提高描述精度和數據管理效率。巖性鑒定基礎巖性鑒定是巖心描述的基礎環節，要求地質人員具備扎實的巖石學知識。巖石鑒定主要基于礦物成分、結構構造、顏色質地等特征。常用的鑒定方法包括肉眼觀察、手鏡檢查、簡易物理化學測試等。巖石分為巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類。巖漿巖主要依據礦物成分和結構鑒定，如花崗巖、玄武巖等；沉積巖依據顆粒大小、成分和沉積構造鑒定，如砂巖、石灰巖等；變質巖則主要根據變質礦物組合和變質構造鑒定，如片麻巖、大理巖等。野外鑒定應結合區域地質背景，必要時采集樣品進行室內分析確認。結構構造特征記錄原生構造是指巖石形成過程中產生的初始構造特征。沉積巖中常見層理、交錯層理、波痕等；巖漿巖中有流動構造、定向排列等；變質巖中可能保留有原巖構造。這些特征對恢復沉積環境、巖漿活動方式等具有重要指示意義。次生構造是巖石形成后受構造運動影響形成的變形特征，包括褶皺、斷層、節理等。記錄時應注意其幾何特征、規模、密度、充填物等。在礦產勘查中，次生構造常與礦化關系密切，是重點描述對象。測量方法構造特征測量通常采用地質羅盤，記錄產狀(走向、傾向和傾角)。巖心中構造測量需考慮巖心方向，若有定向標記，可直接測量；無定向標記時只能記錄與巖心軸線夾角。復雜構造可結合照片和草圖記錄。礦化和蝕變現象記錄礦化類型記錄礦物的種類、形態、含量和分布特征。常見礦化形式包括浸染狀、脈狀、團塊狀、網脈狀等。記錄時應注明礦物的顏色、光澤、晶形等宏觀特征，估計含量百分比。蝕變特征描述巖石受熱液或風化作用影響產生的礦物組合變化。常見蝕變類型包括硅化、黏土化、綠泥石化、碳酸鹽化等。記錄蝕變類型、強度、范圍及與礦化的關系。空間關系分析礦化與巖性、構造的空間關聯性，確定成礦控制因素。記錄礦化帶的上下盤接觸關系、厚度變化、礦化分帶特征等，為資源評價提供依據。取樣指導根據礦化特征確定取樣位置、方法和密度。高品位區應加密取樣，特殊礦物或蝕變類型需專門采樣分析。記錄取樣編號和分析類型，確保資料完整。巖心照相技術設備準備巖心照相需要專業的照相設備，包括高分辨率相機、固定支架、均勻光源、標準比色卡和標尺等。現代巖心照相系統通常配備專用的巖心照相臺，能夠控制光線條件和拍攝角度。照相前準備將巖心整齊排列在巖心箱中，清潔巖心表面，去除雜物和灰塵。放置比色卡和標尺，用于色彩校正和尺寸參考。標注鉆孔號、箱號、深度等基本信息。拍攝技巧相機位置應垂直于巖心箱，避免變形。光源應均勻，避免強烈陰影和反光。拍攝范圍應包含整個巖心箱和標識信息。重要特征可進行局部特寫，詳細記錄。數據管理照片文件應采用規范的命名系統，包含項目編號、鉆孔號、箱號等信息。建立照片數據庫，與巖心描述資料關聯。備份照片以防數據丟失。巖心采樣方法1采樣前規劃根據項目目的和巖心特征制定采樣計劃，確定采樣類型、位置、數量和方法。采樣設計應考慮代表性、系統性和經濟性原則，避免過度采樣或采樣不足。2常規全巖樣用于常規分析的巖心樣品，通常采用半劈法或全取法。半劈法保留一半巖心作為檔案，另一半用于分析；全取法在特殊情況下使用，需完整記錄巖心信息后再采樣。3特殊目的樣包括薄片樣、單礦物樣、同位素樣等。采樣方法針對具體分析需求設計，通常需要更精細的操作和更嚴格的防污染措施。特殊樣品應標注專門的編號和用途。4采樣后處理采樣點應在巖心箱中明確標記，填寫采樣記錄表，包括樣品編號、位置、類型、用途等信息。剩余巖心要妥善保存，確保檔案完整。樣品需適當包裝，防止污染和損壞。化學分析樣品采集基礎準備化學分析樣品采集前應準備干凈的采樣工具、不同規格的樣品袋、標簽和記錄表格。工具和容器應避免潛在的污染源，如使用塑料工具而非金屬工具采集貴金屬樣品。采樣方法常規分析樣品通常采用沿巖心軸向切割的方式，將巖心劈成兩半，一半用于分析，一半留作存檔。高精度分析可能需要進一步處理，如去除風化表面、篩選特定粒度等。樣品間隔采樣間隔應根據地質變化和研究目的確定。礦化帶通常采用連續采樣或等距短間隔采樣；均質巖石可采用較大間隔。重要地段可適當加密，提高分析精度。防污染措施采樣過程中應注意防止交叉污染，如定期清潔工具、更換手套、控制環境條件等。特殊元素分析(如貴金屬、稀土等)可能需要專門的防污染程序。巖石力學測試樣品采集巖石力學測試是工程地質勘察的重要內容，對評價巖體穩定性和工程設計至關重要。力學樣品采集要求巖心完整無裂隙，長度和直徑滿足試驗標準要求。常規力學測試要求樣品長徑比為2-2.5，樣品兩端應平整平行。采樣時應考慮巖石的代表性，從不同深度和不同巖性區域采集。樣品應避免風化面和明顯裂隙，保持巖石的原始結構。采集后應立即密封保存，防止水分變化影響測試結果。樣品上必須標注清晰的編號、方向標記和采樣位置信息。古地磁樣品采集采樣目的古地磁樣品用于研究巖石形成時地球磁場的方向和強度，可幫助確定巖層年代、構造位置變化和地質演化過程。在地層對比、大地構造研究和油氣勘探中有重要應用。樣品要求理想的古地磁樣品應無風化和變質，含有磁性礦物(如磁鐵礦、赤鐵礦)，無明顯變形和再磁化現象。沉積巖和火山巖是常用的采樣對象。樣品應保持原始方向，避免后期磁化干擾。定向采樣取向是古地磁樣品采集的關鍵。定向巖心采集時，需使用特殊的定向工具記錄巖心方位，常用方法包括機械定向器、電子陀螺儀等。巖心上應標記定向線和向上標記，確保實驗室分析時能準確恢復方位。巖心保管和儲存1短期保管要求野外或項目現場的短期保管應防止陽光直射、雨淋和劇烈溫度變化。巖心箱應整齊堆放，有明確標識，便于查找。特殊巖心(如含鹽、含硫化物等)可能需要特殊處理，防止風化變質。2長期儲存條件長期儲存應選擇恒溫、干燥、通風的專用庫房。巖心架應堅固穩定，能承受巖心箱的重量。庫房應有防火、防盜、防蟲鼠設施，定期檢查維護。重要項目的巖心可考慮溫濕度控制系統，保持恒定環境。3數字化管理現代巖心管理采用數字化系統，建立巖心數據庫，記錄巖心基本信息、位置、狀態等。可采用條形碼或RFID技術輔助管理，提高查找和借閱效率。三維掃描和高分辨率照片可作為物理巖心的數字化備份。4檢查和維護儲存巖心應定期檢查，發現問題及時處理。檢查內容包括巖心箱完好性、標簽清晰度、巖心風化狀況等。特殊環境下的巖心可能需要重新包裝或特殊處理，延長保存期限。巖心庫管理制度入庫程序巖心入庫前應進行清點、檢查和登記，確認巖心完好和信息準確。填寫入庫單，記錄項目信息、鉆孔信息、箱數、特殊要求等。巖心應按規定位置存放，更新庫存記錄。借閱制度巖心借閱需履行申請和審批手續，明確借閱目的、時間和責任人。借閱過程應有專人監督，防止損壞和混亂。返還時應核對完整性，記錄變化情況。重要巖心可能限制借閱或要求在特定場所查看。保密規定涉及礦產資源、國防安全等敏感項目的巖心應實行保密管理。訪問控制、信息限制、專人負責等措施應納入管理制度。信息發布和外部分享應遵循相關規定和程序。淘汰處理長期存儲的非重要巖心可能需要淘汰，以節省空間。淘汰應遵循明確的程序和標準，必須經過審批。淘汰前應完成必要的數字化保存工作，如高分辨率照片、三維掃描等。巖屑采集和描述采集方法巖屑采集通常在不取芯鉆進或巖心損失嚴重時進行。采集設備包括巖屑篩、沉淀槽等。采集頻率根據鉆進速度和地質變化確定，一般為每米或每段鉆進。清洗處理采集的巖屑需清洗去除鉆探液和污染物，通常使用清水沖洗或篩洗。處理后的巖屑應晾干或烘干，便于觀察和保存。特殊分析可能需要更嚴格的處理程序。描述要點巖屑描述包括顏色、粒度、組成、形狀等基本特征。與巖心相比，巖屑丟失了結構構造信息，但仍可提供重要的巖性和礦化信息。描述時應注意可能的鉆具磨損和上部坍塌的混合干擾。保存管理巖屑通常裝入小袋或樣品瓶保存，清晰標注深度和鉆孔信息。系統整理后可裝入專用巖屑盒或樣品盤保存。重要巖屑樣品可制作薄片或進行特殊分析。測井與巖心對比分析深度(m)自然伽馬(API)密度(g/cm3)電阻率(Ω·m)測井與巖心對比分析是綜合利用地下信息的重要手段，可彌補各自的不足，提高地質解釋精度。常見的測井曲線包括自然伽馬、電阻率、聲波時差、密度、中子等，不同曲線反映巖石的不同物理特性。對比分析首先需解決深度對應問題，通過特征層位校正測井深度與巖心深度。然后分析測井曲線與巖性、礦化的對應關系，建立識別標志。在巖心缺失區段，可根據測井特征推斷巖性和地質特征，形成連續的地質剖面。測井-巖心對比是提高地質模型精度和可靠性的關鍵步驟。鉆探資料綜合分析地質剖面編制基于鉆探資料編制地質剖面圖是地質解釋的基本手段。剖面圖應綜合巖心描述、測井解釋、實驗分析等資料，反映地層分布、構造特征和礦體空間形態。剖面比例尺應根據研究目的和精度要求確定，通常垂直方向有適當夸大。三維模型構建現代地質工作廣泛應用三維建模技術，將離散的鉆探數據整合為連續的三維空間模型。建模過程包括數據準備、地質解釋、空間插值和可視化展示等步驟。模型可用于資源量計算、開采設計和地質過程模擬。資源評價方法鉆探資料是資源評價的主要依據。評價方法包括地質塊段法、斷面法、反距離權重法、克里金法等。選擇合適的方法需考慮礦體特征、數據分布和精度要求。評價結果應包括資源量、品位和可信度等信息。鉆探工程質量控制設計質量控制鉆探工程開始前的設計階段，確保鉆孔位置、深度、方向等參數滿足地質任務需求1鉆進過程控制鉆進施工過程中的技術監督，包括參數控制、設備維護、應急處理等2巖心質量控制確保巖心采取率和質量滿足要求，包括取心技術優化和巖心處理規范3資料質量控制鉆探資料的收集、整理和分析過程質量控制，確保資料真實可靠4安全環保控制確保鉆探工程安全施工和環境保護措施到位，遵循相關法規5鉆探工程質量控制貫穿于工程全過程，從前期設計到施工完成。質量控制體系應包括質量標準、質量責任、質量檢查和質量評價等要素。實行項目經理負責制和技術人員跟班制，確保技術要求落實到位。現代鉆探工程質量控制強調標準化和信息化，采用數字化工具記錄和監督各項指標，實現實時監控和快速反饋。建立完善的質量評價體系，將質量與效益掛鉤，激勵高質量工作。鉆孔軌跡測量1單點測量法使用簡易儀器在特定深度點測量鉆孔傾角和方位，如磁力羅盤、水平儀等。操作簡單但精度有限，現已較少使用。2多點測量法沿鉆孔深度方向多點測量，通過數學方法計算鉆孔軌跡。常用設備包括單次測斜儀、多點測斜儀等。精度和可靠性較高，被廣泛應用。3連續測量法鉆進過程中連續測量鉆孔參數，實時監測軌跡變化。使用MWD(隨鉆測量)、LWD(隨鉆測井)等先進設備。精度高，可實時調整，但成本較高。4陀螺測量法利用陀螺儀原理測量鉆孔空間位置，不受磁場干擾，適用于含鐵礦體區域。精度高但操作復雜，主要用于特殊條件下的精確測量。鉆孔彎曲度控制1選擇合適設備根據地層條件選擇合適的鉆機和鉆具，保持設備良好狀態2優化鉆具組合合理配置鉆鋌、穩定器和減震器，增強鉆具剛性和穩定性3控制鉆進參數避免過大鉆壓和轉速，保持勻速鉆進，減少鉆具彎曲變形4定期測量校正通過測斜結果及時調整鉆進參數和鉆具配置，防止彎曲加劇鉆孔彎曲是鉆探工程常見問題，過大的彎曲度會影響巖心質量、增加鉆具磨損、造成鉆具卡阻甚至導致鉆孔報廢。影響鉆孔彎曲的因素包括地質因素(如巖層傾斜、硬度差異大的地層交替)和技術因素(如鉆具剛性不足、參數控制不當)。鉆孔彎曲度控制應從設計階段開始，選擇合適的鉆機、鉆具和鉆進工藝。鉆進過程中應定期進行測斜，監測彎曲趨勢，發現異常及時調整。現代鉆機可采用自動化控制系統，根據測量結果自動調整參數，保持鉆孔軌跡符合設計要求。鉆孔封孔技術封孔目的鉆孔封孔是鉆探工程完成后的重要環節，目的包括：防止地下水污染和串層，消除安全隱患，恢復地層壓力系統，滿足環保要求等。不同類型勘探對封孔要求不同，如水文鉆孔可能需要預留觀測條件。封孔材料常用封孔材料包括水泥漿、膨潤土、砂礫等。水泥漿強度高，適合永久封孔；膨潤土遇水膨脹，密封性好；砂礫用于填充或隔離。特殊情況下可使用樹脂、凝膠等化學材料。材料選擇應考慮地層條件和封孔要求。封孔方法基本方法包括全孔封閉法、分段封閉法和特殊封閉法。全孔封閉簡單快捷，適合一般情況；分段封閉針對不同深度采用不同材料，適合復雜地層；特殊封閉用于特定需求，如水文觀測井的封裝。環境保護措施1場地保護鉆探前應進行場地評估，制定環保方案。場地準備時應盡量減少植被破壞，保護表土層。設置集水沉淀池和廢物收集系統，防止污染擴散。工程結束后應恢復地表植被，消除痕跡。2水資源保護鉆探過程中應防止鉆探液和廢水污染地表水和地下水。采用循環鉆進系統減少用水量，處理廢水達標后排放或循環使用。在敏感水源區應采取特殊保護措施，如加強防滲和監測。3廢物管理鉆探產生的廢物包括廢泥漿、巖屑、廢油和化學品等。應按類別收集、處理和處置，符合環保要求。化學添加劑應優先選擇環保型產品，減少有害物質使用。4噪聲控制鉆機運行產生的噪聲可能影響周圍環境。應合理安排作業時間，采用低噪聲設備，必要時設置隔音屏障。在居民區附近作業應特別注意噪聲控制，符合當地標準。鉆探安全生產管理1安全文化建設培養全員安全意識和責任感2安全管理制度建立完善的安全規章制度和責任體系3安全技術措施實施針對性的技術防范和應急裝備配置4安全培訓教育開展系統的安全知識和技能培訓5安全檢查監督定期檢查和隱患排查，確保措施落實鉆探工作具有一定的危險性，安全生產管理至關重要。安全管理應覆蓋人員、設備、環境和操作等各個方面，重點防范高空墜落、機械傷害、觸電、火災、中毒和坍塌等事故。建立健全的安全生產責任制，從項目負責人到一線工人，層層落實責任。現場安全管理應做到"三寶、四口、五臨邊"防護到位，設備安全裝置完好有效，特種作業人員持證上崗，嚴格執行操作規程。建立應急預案和救援體系，定期開展演練，提高應對突發事件的能力。安全管理要與生產過程緊密結合，實現安全與效益的統一。典型案例分析：金屬礦勘探斑巖銅礦勘探