地质勘探中的断层勘探技术

寇宝

黑龙江龙煤地质勘探有限公司七台河地质队（黑龙江  七台河  154600）

摘要：无论是固体的矿产勘探，还是地下的油气液的开发，利用地震断带的科学状态，都与断层地质构造的研究不可分割。文章针对断层的基本概念及判断进行了阐述与说明，同时针对当前的地质勘探技术在断层勘探当中的应用进行了解释。通过工程案例，对勘探过程当中的断层勘探技术进行了讨论，希望可以为从业者提供一定的参考和借鉴。

关键词：地质勘探；断层；钻探；三维地震勘探；地质

一、断层的基本概念及判断

（一）基本概念

一般而言，较为常见的断层断裂的构造，是岩石受到了延续性碰破坏，从而发生开裂，断层是最常见的一种破坏类型，两侧的岩体如果发生了显著的位移，那么这就是断层，这也是重要的地质构造组成部分。

（二）断层的判断

断层的判断分为两类，一类是生产勘探法，另一类是间接法。对于生产勘探法而言，大多数都是在已经确定了断层的性质，但不能确定落差的时候，大多数会采用相探的方式来进行测量，如果在落差和性质都无法确定的情况当中，生产中又需要必须先查明断层的性质和落差，才能够进行巷道的掘进，这种情况大多数会采用钻探的方式。间接法会结合其他学者和自己的研究成果，在实际生产过程当中确定断层的性质以及落差的间接方法，分为规律类推和作图分析以及反射波和专家系统。在小范围内统一构造，应力作用下所形成的成组派生小断层性质和同声的组断层性质有一定的相同和相似，可以通过这些小断层性质来完成主断层的预测。如果出现了大型的断层，我们可以通过各种矿图的充分利用将新进入的断层位置画在地图上，根据断层的产状形成上下左右的交叉对比和连接，推断新断层的性质以及落差和实际具体的延伸长度。反射波法依据的是波动理论，当波在传播过程当中出现断层时，将会出现反射现象，其发射波的能量频率和相位都会发生明显的改变，利用这些变化特征可以对断层的类别进行预测。而专家系统指的是一个智能的计算机程序系统，在系统内部会含有大量的某领域专家的经验与知识水平，能够通过人类专家的知识和常识解决问题。

二、地质勘探技术在断层勘探中的应用

（一）三维地震勘探技术

三维地震勘探技术有着较高的精度和良好的分辨率，这两个特点都使得油气勘探的效率明显提升。通过将地震测网的风格状或者是环状布置妥当，有效地实现勘探目的。三维地震勘探技术能够更加精准的对储集层变化进行落实，全面提升钻探整体成功率。三维地震勘探技术的广泛应用是十分必要的，可以通过野外的地震数据对资料进行收集和分析，室内的地震数据处理，同时也可以将地震资料通过解释等不同的方式来有效地实现地质勘探的最终目标。通过三维地震勘探技术的形成和应用，使得我国的油气开采有了更加准确的勘探数据，为油气开采工艺的安全设计奠定了良好基础。

（二）弹性波技术

在实际的断层工程勘察过程当中，弹性波技术应用相对较广，而且在断层工程勘察方法当中，弹射波技术也有着一定的优势，它利用不同介质对于弹性波的传递特性，来对地下物体的界面进行揭示，当地下物体的界面物性发生较大的变化时，我们可以对弹性波表现出的动力学位和运动学差异来进行分析，并通过这些数据的异常来判断地下介质的特点，有效地实现对建设工程场地的地质条件进行全面且细致的动力参数分析。

（三）钻探与坑探

钻探和坑勘探在建筑工程地质勘探过程当中都有着十分广泛的应用，通过机械进行钻探并进行取样以后，可以进行地质构造的全面分析，通过这样的方式来对建筑工程所处的位置地质条件进行综合的分析研究，并为其提供更加良好的持力层。但是在一些较为特殊的地质条件地区看来，大多数都会采用勘探的方式或其他的方式来进行地质勘探。由于坑探和钻探在工作成本方面都相对较高，所以必须要应用更加科学合理的方式来进行设计，从而使得勘探成本进一步降低。

（四）物探技术

在对岩土工程进行勘察的过程当中，可以通过物探技术来连续对测量点进行测量，增加其测量频率，获得更加连续的地质界面，也可以有效地对传统钻探以点带面的地质分析，避免由此导致诸多不足和浪费，全面提高对地质岩土工程的进一步检测工作。同时工程物探技术在使用成本和耗时上，对于地质条件有着较少的约束和限制，不但能够提供更高的勘探进度，也使得勘探结果更加准确可靠。

三、实例分析

（一）矿区地层

某矿区是一大型花岗闪长斑岩型白钨钼矿床，初步勘探储量9.6×104t，5条勘探线，20个钻孔。

1、坡积物：以碎石块、亚粘土、粘土、细砂、粉砂等组成；

2、围岩：矿区围岩为角岩，深灰紫一紫色，有细石英脉充填其中；

3、侵入岩体：矿区岩体为花岗闪长斑岩，灰白一浅灰色，中一细粒斑状结构、块状构造，石英脉较为发育，有少数石英脉两侧有弱钾化现象，绢云母化程度较高，局部较破碎，黄铁矿化较为发育，以星点状、细脉状为主，主要产于石英脉中。

（二）矿区钻探一般情况

矿区的钻探工作开始于2009年10月开始，XY——4型钻机2台，S75绳索取芯钻进，至2010年年底共施工11个钻孔，5500m。2011年2月继续施工ZK404，孔深730m。该孔岩芯钼含量，矿化程度都较好，决定扩大勘探钼矿床范围，施工该孔西、北方向的ZK405孔，该孔地层较为特别，开孔为花岗闪长岩，厚为31m，接着进入角岩，直至680m，局部插人花岗闪长岩。无固相冲洗液为：清水+皂化油+水解聚丙烯酰氨。

（三）ZK405孔钻探异常情况

ZK405孔孔深680m后，地层开始较为破碎，钻进出现异常情况：

1、进尺缓慢，提钻取芯后，发现有lcm左右岩屑碎片卡在钻头处内外管间隙中，内管内有岩芯阻塞，频繁取芯后，仍然能正常钻进，考虑到ZK404孔深部钻进时也有同类现象，决定缓慢钻进。孔深至780m时，由于未知是隐伏断层破碎带，继续下钻钻进；

2、在钻进过程中出现泵压升高、憋泵现象，冲洗液不能畅通，只好关泵提钻，但钻具被抱吸，提拉时钻杆脱扣断开，该回次长3m。重新对上钻杆后，仍未提动，只得暂停，12h后，缓慢提拉，逐渐才将S75绳索取芯钻具、钻杆提出孔外。

四、断层勘探的困难因素及对策

（一）断层勘探的困难

1、由于断层处的岩石往往比较破碎，在工作面通过时很容易造成冒顶，而且冒顶的高度都比工作面不过断层时要大。

2、综采工作面通过断层时，由于顶、底板和采高的变化，很容易造成液压支架的倾倒和“压死”。

（二）对策

在进行断层勘探技术实施时，在勘探前要充分分析拟建工程的特性和要求，对勘探中的问题进行及时沟通以促进整个勘探工作开展，避免误判和项目返工。在进行勘探检测时，要结合相应的操作规范和规程，采用科学有效的勘察手段和方法，从经济的角度来完成勘察任务，对勘察项目进行等级划分，以实现对地基复杂程度和重要性有一个明确的目标。

确定适应的勘察基础方案，勘察方法的制定是根据工程场地实际和项目设计总体要求来制定的，勘探单位应深入工程实际，确保勘探成果的顺畅、真实、有效。在采用勘探技术时要结合技术的适用性和局限性，合理确定岩土工程勘探技术，实现多种技术互补，相互验证，从而确保工程勘探质量和准确性。

五、结语

综上，对于复杂地层钻探，要从地质与构造、钻探机具、钻孔结构、泥浆技术、套管技术、操作技能等多方面综合分析，充分准备，科学合理的措施与对策，严格的管理，才能将断层钻探工作做好。同时开展对断层层间物质的物理、力学性能研究和模拟断层钻探试验研究工作也尤为重要。

参考文献

[1]赵世伟.工程地质勘探常用技术与勘探质量控制[J].勘探资讯，2023.7.

[2]马英杰.现代地质勘探技术应用现状与发展展望[J].地质勘探科技资讯，2022.9.

作者简介：

寇宝，1987年12月10日出生，男，汉族，籍贯：黑龙江省大庆市肇州县，学历：本科，研究方向：地质专业。