地浸采矿钻孔中物探测井技术应用

地浸采矿钻孔中物探测井技术应用

李青

内蒙古煤炭地质勘查（集团）二三一有限公司 内蒙古呼伦贝尔市 021000

摘要：钻孔工程是地浸采铀工程的核心，是揭露地质信息和铀矿石浸出的关键工程。许多学者对地浸采铀钻孔工程进行了较为详细的研究，伴随着地浸采铀钻孔设计与成井工艺的不断进步，物探测井技术成为获取地质信息和保证钻孔成井质量最为经济有效的手段。地浸采铀钻孔是一项十分关键的工程，其主要作用是对地质信息进行揭露以及浸出铀矿石。在地浸采铀钻孔过程中应用物探测井技术，有利于为地浸采铀钻孔提供有效的信息，比如地质、物理等重要数据资料，进而保障地浸采铀的顺利生产，提升地浸采铀钻孔水平，提高其生产效率。

关键词：地浸采铀钻孔 ；物探测井技术 ；应用

测井技术作为矿山勘探的一种技术手段，不仅与后续工程方案设计息息相关，而且为了保护区域生态环境，合理开发资源，需要就地质构造、地层结构、沉积情况等因素进行详细考察，测井技术作为实地勘察的重要流程环节，物探测井技术在强化地质勘查工作的前提上，也为资源开采工作提供了施工安全质量保障。地浸采铀的矿床通常是外生后成铀矿床，一般是沉积岩型，可地浸砂岩层是含铀矿层，其顶板和底板一般是不透水的砂泥质岩。按照相关地质条件及其岩层的特征，可以通过一些的研究试验选出最佳的几种测井方法，从而进行多参数的组合测井和解释，其结果能够为地浸采铀的生产技术管理以及地浸科学试验等阶段提供重要的数据信息，从而提高地浸采铀的效率。

一、物探测井基本原理

1、声波测井。声波测井是通过测量井壁介质的声学特性来研究井壁地层的地质特性及井眼工程状况的一类测井方法，在油田勘探和开采、工程物探等许多领域有广泛应用。声波测井的基本原理：声波在介质中传播时，介质不同它的传播速度有很大差别，而且它的幅度衰减、频率变化等声学特性也是不同的。现代测井技术就是通过测量地层和井孔中的声学参数，并结合电法和放射性等其他测井方法，估计井外地层的性质，如地层的厚度、空隙度、含油饱和度等。此外，还可以利用声波测井资料分析地层应力，根据不同的岩石具有不同的声波波速的特性，详细、准确地划分地层，也可用于地层的对比等。常用的声波测井主要有声波速度测井、声波幅度测井等方法。

2、电法测井。电法测井是研究地层电学性质和电化学性质的各种测井方法的总称，包括：电阻率测井、自然电位测井和电磁波测井。利用岩石导电特性———电阻率研究地层性质的一类测井钻井地质剖面和判断岩性等工作中仍起到重要作用。自然电位测井测量得到的是自然电位随井深变化的曲线，曲线的变化和岩性有密切关系。在实测曲线上，泥岩井段的自然电位比较平直，常以泥岩井段曲线作为基线来计算渗透井段自然电位异常幅度。由于自然电位曲线在渗透层处有明显的异常显示，因此，它是划分和评价储集层的重要方法之一。此外，自然电位测井是确定地层渗透和地下水补给方向的主要测井方法，可以解决水文地质问题。方法，称电阻率法测井，是一类十分重要的测井方法。在划分钻井地质剖面和判断岩性等工作中仍起到重要作用。自然电位测井测量得到的是自然电位随井深变化的曲线。曲线的变化和岩性有密切关系。在实测曲线上，泥岩井段的自然电位比较平直，常以泥岩井段曲线作为基线来计算渗透井段自然电位异常幅度。由于自然电位曲线在渗透层处有明显的异常显示，因此，它是划分和评价储集层的重要方法之一。此外，自然电位测井是确定地层渗透和地下水补给方向的主要测井方法，可以解决水文地质问题。

二、物探测井技术应用现状

目前我国地浸矿山主要针对单层矿体进行开采，地浸采铀钻孔普遍采用填砾式钻孔结构。钻孔成井工艺基本步骤包括：裸眼钻进、扩孔、井管安装、固井、洗井及质量验收等。物探测井技术应用于钻孔成井过程的每一个环节。主要测井方法有定量γ测井技术、综合测井技术等。主要测井内容包括定量γ测量、井径测量、视电阻率测量、自然电位测量、声波测量及井斜测量等。首先是裸眼测井，通过物探测井和解译，确定含矿含水层结构、砂岩、泥岩及非渗透夹层发育情况，钻孔倾斜角度，矿体厚度、品位及矿石岩性等参数，根据测井数据解译结果进行井管设计和安装。其次是温度测量，通常在水泥固井结束后 12～18ｈ 进行，确定水泥固井质量及套管完整性。最后进行钻孔成井质量检查，根据测井数据解释结果对钻孔质量进行评价。在矿山测井施工中加强电磁流量计的应用，就能有效的达到石油测井技术创新的目的。在具体的应用过程中，电磁流量器是基于电磁感应原理，就流过管道内的导电流体的具体流量进行测量和明确。而电磁流量计的过芯加重上接头需要和单芯电缆头予以连接，而井下仪器则采取单芯电缆来进行信息的传输和供电。在连接井下仪器时，主要是借助单芯电缆和数控测井地面设备进行配接，在配接过程中，地面的供电直流电压在 60 到 80V 之间，而电流则在 80m A 左右。在进行连续测井过程中，利用单芯电缆，将流量和套管接箍等信号及时地传输到地面设备，地面设备则利用地面信号分类器，就分离电路变为两路相互独立的信号，当流量信号处理为脉冲频率新高之后，就能在数控测井地面设备的脉冲道中予以记录和处理。这样就能满足测井仪器对其的需要，并将井下仪器在其他的地面测井设备中的使用提供了便利。

三、地浸采铀钻孔中物探测井技术的应用

1、岩矿层精细划分与综合测井技术。在一些砂岩型铀矿砂体结构比较简单的地区，进行地浸采铀钻孔时一般选用的是填砾式结构，正对着主矿层来安装过滤器。虽然这种过滤器安装技术在部分地区能够取得可观的经济效益，但在砂体内部结构比较复杂的地区则效果不明显。一旦砂体结构复杂，则会使得矿体的产出形态为多层、不连续状的，在配置过滤器时存在一定困难，矿石浸出过程中浸出剂的渗流比较复杂，无法高效利用资源。在对岩层进行精细划分时，需要遵循一定的规律，即岩性粒度越细，视电阻率越低 ；岩性粒度越粗，视电阻率越高。岩性不同，密度也不相同，从钙质砂岩夹层、粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、泥岩、碳质泥岩再到煤、其密度是从高到低排序的，钙质砂岩夹层的密度比其它岩层的密度要高，声波时差值则相反。总之，岩性粒度越粗视电阻率越高，岩性越粗声波时差越小，岩性越粗密度越大，以此为依据，对岩性粒度的差别进行识别。地浸采铀矿山井场布局通常是“一抽四注”五点型或者“一抽六注”七点型，井距通常有三种类型 ：25 米、30 米和35 米。这种密集型的井场布局为开展岩矿层精细划分提供了大量钻孔资料。经相关研究表明 ：二次成井技术可以有效解决钻孔过滤器安装错位的问题，大大提升地浸采铀的浸出率，且地浸采铀二次成井工艺比地浸采铀一次成井工艺的铀浸出率更高，能够有效提高地浸采铀的浸出率。

2、中子测井技术。通过中子测井对浸出单元抽出井和注入井周围铀品位进行了检查，据相关结果表明：注入井周围的测量结果没有铀异常反应，意味着注入井周围的铀已经被完全浸出，浸出效果明显。抽出井周围测量的结果表明铀品位较浸出前偏高，表明铀矿石在抽出井周围可能有铀沉淀的现象。中子测井探索性研究表明：中子测井技术能够直接检测到钻孔周围铀品位。所以，提升低品位铀矿石的浸出率，能够提高地浸采铀生产的稳定性，提高地浸采铀的产能。在测量矿石铀品位的方面，中子测井技术具备直接性与敏感度高的特点，可以选用中子测井技术来对低品位偏铀矿石的浸出效果进行研究，并对低品位铀矿石的浸出性能进行评价。

综上所述，物探测井技术在地浸采铀钻孔中得到了广泛应用，且发挥着至关重要的作用。但在地浸采铀的钻孔过程中仍存在一些问题，所以我们必须对物探测井技术进行详细分析，提升物探测井技术在地浸采铀钻孔过程中的应用效果，提高地浸采铀钻孔的水平与质量。             

参考文献：

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