• 微信
  • 抖音

地质岩心钻探中的新技术应用论文

理工论文 21℃ 0
SCI发表中的作者贡献度评估与署名规则

  关键词:地质岩心钻探技术,地质状况,技术流程,原理

  地质岩心钻探技术作为资源勘探的手段之一,能够通过钻探的方式对地质状况进行分析,及时地了解区域的地质状况以及岩石种类,为后续的作业奠定基础,所以社会发展中地质岩心钻探技术就成为关键性作业之一,要求相关单位加强对其的研究。然而实际作业环节,我国的地质环境复杂多样,地质岩心钻探的技术性较强,技术的运用也存在一些难点,制约相关作业的落实。此背景下,相关人员就需要加强对地质岩心钻探技术的研究,分析该技术的特点以及优势,并且结合技术的特点分析岩心钻探的原理与流程,保证技术的落实。本文就从地质岩心钻探技术入手,浅谈该技术的特点与原理,并且结合先进科学技术对岩心钻探的新技术进行分析,保证地质岩心钻探技术能够满足新时期的发展需要。

地质岩心钻探中的新技术应用论文

  1地质岩心钻探技术概况

  地质岩心钻探技术是一种用于获取地下岩石样本的方法,通常用于石油、天然气、地热资源勘探以及地质调查和科学研究。这项技术对于了解地下岩石的性质、组成和结构非常重要。在地质岩心钻探中,通常会使用旋转钻头和钻杆来穿透地下岩层,然后将岩心样本从钻头底部带回地表。这些岩心样本可以提供有关地下岩石的重要信息,包括岩石类型、成分、孔隙度、渗透率、压实度等。通过分析地质岩心样本,地质学家可以了解地下岩石的性质,评估地下储层的潜力,并为石油和天然气勘探开发提供重要数据。同时,这些样本也可以用于地质调查、地质灾害评价和科学研究等领域。

  2地质岩心钻探技术的发展

  地质岩心钻探技术作为资源勘察的关键性技术手段之一,发展十分迅速,为了确保其新技术能够顺利地落到实处,还需要相关人员对地质岩心钻探技术的发展进行分析,深入推进该技术的发展与运用。而现阶段地质岩心钻探技术的发展主要体现在以下几个方面:一是钻探设备的改进,现代地质岩心钻探设备在钻头、钻杆、钻机等方面都有了重大改进,提高了钻探效率和成功率。新型材料和工艺的应用使得钻探设备更加耐磨、耐腐蚀,并且能够适应更复杂的地下岩层;二是数据采集与分析技术的提升,随着计算机技术和地球物理学、地质学的发展,数据采集和分析技术得到了极大的提升。地震勘探、地电勘探、岩心分析等手段结合运用,使得对地下岩石结构和性质的认识更加全面和准确;三是自动化与智能化应用,自动化和智能化技术的应用使得地质岩心钻探过程更加安全、高效。无人机、远程监控系统等技术的引入,降低了人员在危险环境中的风险,提高了钻探作业的精度和效率;四是绿色环保技术的应用,在地质岩心钻探中,越来越多的关注被放在了环境友好型技术上,例如,减少废水排放、减少噪音污染等方面的技术创新。总的来说,地质岩心钻探技术在设备、技术手段和环保方面都取得了显著的进步,为资源勘探和地质科学研究提供了更加可靠的技术支持。国内钻探技术的应用发展在资源勘探中,地质钻探技术作出了巨大贡献,我国地质岩心钻探设备方面,获得了一些研发成果,尤其是在钻头、钻具与钻机方面的研发,但在大型地质钻探设备研发方面还有待改进,将钻探设备的应用方向与其性能进行紧密结合,能更适合我国地质结构方面的钻探并且随着陆地资源的不断开采。

  3地质岩心钻探技术原理及流程
       3.1技术原理

  地质岩心钻探技术的原理较为复杂,主要包括以下几个方面,需要相关人员进行分析:首先,地质岩心钻探通常使用钻头和钻杆来穿透地下岩层。钻头通过旋转和下压力将地下岩石破碎,并带回岩心样本。钻杆则负责传递旋转动力和下压力到钻头,同时将岩心样本从井底输送至地表。其次,地质岩心钻探过程中,钻机通过旋转钻进的方式,将钻头带入地下岩层。这种旋转钻进的方式可以有效地破碎岩石,并控制钻进的方向和速度。再次,一旦钻头通过旋转钻进到达目标深度,岩心样本就会被带回地表。这些岩心样本可以提供有关地下岩石的重要信息,包括岩石类型、成分、孔隙度等。最后,获取岩心样本后,地质学家会对岩心样本进行详细地分析,包括岩石的物理性质、化学成分、孔隙结构等。通过岩心分析,可以更好地理解地下岩层的性质和特征。总的来说,地质岩心钻探技术的原理是通过旋转钻进和采集岩心样本来获取地下岩石信息,并通过分析这些信息来认识地下岩层的性质和结构。
       3.2流程

  3.2.1设备选择及安装

  地质岩心钻探涉及的设备主要包括钻机、钻具和相关辅助设备。设备选择与安装需要根据具体的钻探任务和地质条件进行合理地规划和安排。一是钻机选择。钻机的选择应考虑到钻探深度、钻孔直径、地质条件以及作业环境等因素。常见的钻机类型包括旋挖钻机、循环钻机、螺杆钻机等,钻机的性能和稳定性对钻探效率和质量有着重要影响;二是钻具选择。钻具包括钻头、钻杆、钻具接头等,其选择需根据岩层硬度、钻探深度、岩心采集方式等因素进行搭配。钻具的质量和耐磨性对钻进效率和岩心采集质量有着重要影响;三是钻井液系统。钻井液系统包括搅拌设备、泵送设备、分离设备等,其作用是冷却钻头、携带岩屑、支撑井壁等。钻井液的选择和配置需根据地层情况和岩心保护要求进行调整;此外,则是辅助设备,包括岩心采集器具、岩心分析仪器、钻井液处理设备等。这些设备对于岩心采集和后续分析工作至关重要。在设备安装方面,需要严格按照操作手册和安全规范进行,确保设备安装牢固、连接可靠,并进行必要的调试和检查工作。同时,针对不同的地质条件和钻探任务,还需要进行相应的现场调整和技术支持,以确保钻探作业的顺利进行。总的来说,地质岩心钻探技术的设备选择与安装需要根据具体情况进行合理规划和安排,确保设备性能和作业效率的最大化。

  3.2.2钻探点选择及布局

  地质岩心钻探的钻探点选择是非常关键的,影响着钻探工作的成效和效率。在选择钻探点时,需要考虑以下因素:一是地质勘探资料,应通过分析地质调查、地震勘探等资料,确定潜在的矿产资源分布、地层构造、地质构造等信息,为选择钻探点提供依据。二是确定目标层位,要根据地质勘探资料和预期的钻探目的,确定要钻探的目标层位,包括目标深度、目标岩性等。三是确定地质构造,对岩心钻探有着重要影响,需要考虑构造的复杂程度、断裂带分布、褶皱构造等因素。四是地下水情况,需要了解地下水分布和运动规律,避免对地下水资源的影响,确保钻探作业的安全。总的来说,地质岩心钻探的钻探点选择需要综合考虑多种因素,以确保钻探作业的顺利进行和钻探效果的最大化。

  现阶段常见的布局方式主要有网格布局、线状布局、目标点布局以及综合布局等。在布局过程中,还需要考虑钻孔密度、交叉验证以及环境保护等。总的来说,地质岩心钻探技术的布局需要根据具体的地质条件、勘探目的和资源限制等因素进行综合考虑,确保钻孔位置和方向的合理性,以获取准确且全面的地质信息。

  3.2.3样品采集及处理

  一是钻探岩心的采集,在完成岩心钻探后,需要将取芯管中的岩心样品进行取出。通常使用特殊的工具,比如岩心钻头,来将岩心样品沿钻孔的长度方向切割,并取出样品。二是样品标识与记录,每个岩心样品都需要进行标识,包括钻孔编号、深度范围、日期等信息。这些信息可以帮助后续的地质分析工作并建立岩心样品档案。三是样品处理,对于不同类型的岩心样品,需要进行不同的处理。比如,对于含水的样品,需要及时进行密封处理以防止水分流失;对于易碎的样品,需要轻柔处理以避免破碎;对于含有化学矿物的样品,可能需要进行特殊的处理以保持其化学特性。四是制备岩心样品,为了进行后续的实验室测试和地质分析,通常需要对岩心样品进行制备。这可能包括样品的切割、打磨、磨片制备等工序,以获取符合实验要求的岩心样品。五是实验室测试与分析,将制备好的岩心样品将被送往实验室进行各种地质测试和分析,例如,岩石薄片观察、岩石物理性质测试、化学成分分析等;此外还需要重视数据整理与解释,实验室测试结果将被整理和解释,用于生成岩心描述报告和地质模型,为地质勘探和资源评价提供依据。在整个地质岩心钻探技术的样品采集与处理过程中,需要严格遵循规范操作流程,确保采集的样品质量良好,并通过科学的实验室测试和分析,提供可靠的地质信息和数据支持。

  3.2.4样品常规化验及分析

  地质岩心钻探技术的样品化验与分析是为了获取岩石的物理性质、化学成分和岩石学特征等信息,以便进行地质勘探和资源评价,需要相关人员结合特点进行分析。一是岩心样品制备,在进行实验室测试之前,岩心样品需要进行制备工作,包括切割、打磨、磨片制备等过程,以获取符合实验要求的岩心样品。二是岩石薄片观察,要将岩心样品制备成薄片,并在显微镜下观察岩石的矿物组成、结构特征和岩石类型等信息。三是进行岩石物理性质测试,要测定岩石的密度,包括干燥密度、饱和密度和孔隙度等参数。并且通过不同方法(如气体置换法、水饱和法)测定岩石的孔隙度和渗透率,评估储集岩石的孔隙结构和渗流性能。四是化学成分分析,要测定岩石中的主要元素含量,如SiO2、Al2O3、Fe2O3等。还需要用火焰原子吸收光谱法(FAAS)或者电感耦合等离子体发射光谱法(ICP):测定岩石中的微量元素含量,如锂、铀、钼等。五是岩石力学性质测试,一方面,需要运用抗压强度测试测定岩石的抗压强度,包括单轴抗压强度和三轴抗压强度等;另一方面,则需要进行弹性模量测试测定岩石的弹性模量,评估岩石的变形和破坏性能。以上所述的岩心样品化验与分析方法是常用的地质勘探和矿产资源评价中的一部分,通过这些化验与分析可以获取岩石的物理性质、化学成分、孔隙结构等重要信息,为地质勘探、矿产资源评价和地质工程提供科学依据。

    4地质岩心钻探中的新技术应用
      4.1高分辨率成像技术的应用

  地质岩心钻探的高分辨率成像技术是指利用现代成像技术对岩心进行高分辨率成像的方法,十分先进,其应用主要有以下方法。一是数据采集,可以使用高分辨率成像设备,如CT扫描仪(计算机断层摄影)或激光扫描仪,对岩心样品进行扫描。这些设备可以提供高精度的空间数据,捕捉岩心内部的细微结构和孔隙变化。二是数据处理与分析,通过对扫描数据进行处理和分析,应用数学和计算机算法,将岩心的多个切面图像进行拼接和重建,生成三维岩心模型。这一过程涉及图像处理、数据配准、体素重建等技术。三是成像特征提取与分析,在高分辨率的岩心成像数据中,可以提取出不同的成像特征,如裂缝、孔隙、矿物组成等信息。通过应用图像处理和计算机视觉技术,可以测量这些成像特征的尺寸、形态和连通性等特征,评估岩石的储层性质和渗透性。高分辨率成像技术的应用可以改善传统岩心分析的局限性,提供更全面、准确的岩石结构和孔隙特征信息。

  4.2数据集成与人工智能技术

  地质岩心钻探的岩心数据集成与人工智能技术是指利用数据集成和人工智能技术,对不同来源的岩心数据进行整合和分析的方法,需要相关人员进行分析。一是数据采集与标注,需要从不同的地质岩心钻探项目中获取岩心数据,包括:岩心描述、物性参数、岩石组分等信息。对这些数据进行标注和归类,为后续的数据集成和分析做准备。二是数据集成与清洗,要将不同来源的岩心数据进行集成,统一存储和格式化。这涉及数据清洗、去重、校正等过程,以确保数据的质量和一致性。三是特征提取与选择,需要利用机器学习和数据挖掘技术,对岩心数据进行特征提取和选择。这可以通过自动化算法来提取关键的岩石特征,如孔隙度、渗透率、岩石类型等,以及剔除冗余或噪声数据。四是模型训练与预测,可以利用已经整合和清晰的岩心数据,构建机器学习模型或深度学习模型。通过训练模型,可以预测储层属性、识别岩石类型、评估渗透性等重要参数;此外则是数据分析与决策支持,要将训练好的模型应用于新的岩心数据,进行数据分析和决策支持。通过模型预测和数据关联,可以提供更准确、快速的储层描述、资源评价和流体运移规律分析等信息,为地质工程决策提供科学依据。岩心数据集成与人工智能技术的应用可以加快数据处理速度,提高数据分析的准确性和效率。

  4.3三维岩心重建技术

  地质岩心钻探技术的三维岩心重建技术是指通过使用三维成像技术对岩心样品进行扫描和重建,以获取更全面的岩石结构和孔隙特征的方法。实际作业环节,该技术需要通过扫描数据采集、数据处理与重建、岩心结构可视化、孔隙参数提取与分析以及储层描述和资源评价等方式保证作业的落实。三维岩心重建技术的应用可以改善传统岩心分析的局限性,提供更全面、准确的岩石结构和孔隙特征信息。它在油气勘探、储层评价、地质工程和环境地质等领域具有广泛的应用前景,为地质科学研究和石油工业的发展提供有力支持。

  5结语

  近些年,国内钻探工艺技术持续发展进步,各种技术手段日益完善化,且应用范围有不断拓展趋势。但这些技术和国际最先进技术相比较,在水平上还存在较大差异,钻探施工实践中还有较多问题需要处理。故而,一定要完善专业的配套设施,加大新技术的研究,完善工艺流程,及时应对施工中存在的问题,选用适宜的钻头,进而使地质勘探工作质量得到根本保障。实际作业环节,就需要相关人员结合现有的地质岩心钻探技术进行分析,并且积极地引进新技术,保证岩心钻探技术的落实。

学术期刊发表-留言咨询

免费咨询 高端品质服务 专业学术顾问为您解答!