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    近日,由中国地质调查局天津地质调查中心研发的“干涸湖泊恢复前景的预测方法及装置”发明专利获国家知识产权局授权。

    该发明提出了一种融合遥感影像与重力卫星数据的新型预测方法,能够有效预测干涸湖泊的恢复前景。该方法首先获取湖泊未干涸时期的光学遥感影像,提取水面积信息,同时利用重力卫星数据反演区域地下水储量,并进行时间序列分解。最后,通过构建多种线性回归模型,提取水面积与地下水储量之间的最优拟合关系。基于此回归模型,实时监测地下水储量的变化趋势,进而反演湖泊水面积的动态变化,判断其恢复趋势。

    本发明创新性地将光学遥感与重力卫星数据融合应用于湖泊恢复预测,有效弥补了传统方法在地下水位获取与水量亏损量化方面的不足。通过该技术,可依据实时监测结果,动态调整水资源开采策略,为干涸湖泊的科学恢复提供量化决策支持,具有推广前景和重要的生态保护意义。

     

    专利证书

     
    天津地调中心“干涸湖泊恢复前景的预测方法及装置”...

    5月17日,在中国地质调查局党组的统一部署和指导下,中国自然资源航空物探遥感中心联合中国地质大学(武汉)及相关单位共同研制的“地质一号”卫星,搭载“朱雀二号”改进型运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射,顺利进入预定轨道。作为我国首颗地质行业高光谱遥感小卫星,“地质一号”将极大提升资源勘查、矿产监测和自然资源调查监测等领域的自主遥感能力,标志着我国在地质勘查和监测高光谱遥感卫星小型化、智能化、专业化发展道路上实现重大突破。

    “地质一号”针对地质资源环境要素探测需求,在可见—近红外和短波红外波段分别配置了16个和10个优化谱段,显著提升了矿物组分、岩性类型、矿山环境等地质信息的精准获取能力。其光谱配置紧密结合地质要素的光谱响应机制,为矿产资源分类、成矿靶区预测等提供高精度遥感数据支撑。

    研究团队在卫星载荷设计、光学配置及结构集成等关键环节实现多项技术创新,成功突破小型卫星平台在体积、重量、功耗等方面的限制。采用可见光/短波红外共镜头设计、轻量级离轴三反光机系统及像元级镀膜等高集成技术,解决了传统高光谱载荷体积大、能效低等问题,实现轻量化、高性能、低成本的卫星荷载系统设计。

    “地质一号”采用超窄带镀膜技术,针对不同谱段的大气窗口透过特征和地质应用需求,优化谱宽设置,有效抑制信号串扰,保障了传感器的高信噪比和成像质量,从而有效提升成像质量,对加快地质工作现代化、支撑找矿突破有着重要作用。

    我国首颗地质行业高光谱遥感小卫星“地质一号”成功...

    1月7日9时5分,西藏日喀则市定日县(北纬28.50度,东经87.45度)发生6.8级地震,震源深度10千米。地震发生后,中国地质科学院地质力学研究所“活动构造与断裂作用”创新团队迅速对本次地震的构造背景和发震断裂进行分析研判,确认本次地震是发生在青藏高原南部南北走向地堑系内,丁木错(登么错)断裂上的一次正断型地震事件。

    团队通过中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心获取了震中地区遥感影像;通过对国产高分二号卫星震前、震后光学影像的解译和匹配计算,发现在尼辖错湖以北发育约4千米长的同震地表破裂带(图1),在登么错湖东岸断续分布约10km长的形变带,推测可能是湖岸松散堆积物因地震震动引起的滑塌挤压作用形成的挤压鼓包和张裂隙(图2A,B)。震前、震后影像亚像素匹配结果显示,尽管这次地震是典型的正断事件,但由于发震断层走向近SN且倾角较缓,破裂带两侧地表水平位移显著(图1C,D,E,F):东西向伸展量最大可达3.9米(平均约2.5米),根据美国地质调查局(USGS)的震源机制解结果(断层倾角49°),推测本次地震的最大垂直位错量在4米以上,同时伴随平均约1米的左行走滑(最大约1.9米)。

    团队地震应急考察组已于1月11日抵达震中地区,开展关于本次地震地表形变和相关灾害特征的调查,以及发震机理、地震趋势的研究,以期为灾区震后恢复重建和区域未来强震风险分析提供科学数据支撑。

     

    图1 定日6.8级地震尼辖错湖以北地表破裂特征

    A-震前高分2号卫星影像;B-震后高分2号卫星影像;C-震前/震后卫星影像亚像素匹配计算获得的地表东西向位移场;D-震前/震后卫星影像亚像素匹配计算获得的地表南北向位移场;E-影像匹配获得的东西向最大位移;F-影像匹配获得的南北向最大位移。

     

     

     
    地质所开展西藏定日6.8级地震应急考察研究

    近期,中国地质科学院探矿工艺研究所(以下简称“探矿工艺所”)针对新铺滑坡开展“空-天-地-深”专业监测,取得技术成果。

    新铺滑坡位于重庆市奉节县安坪乡长江干流右岸一级斜坡,因其对1900多人生命安全与2900多亩脐橙园地构成威胁而备受关注。探矿工艺所通过无人机光学和LiDAR测量技术建立滑坡地表三维模型,查明了滑坡成因机制;同时,结合滑坡勘察资料进行三维地层建模,通过深部地下水和变形监测、InSAR和GNSS地表形变监测,获取滑坡变形矢量,建立了融合多源数据的三维地质模型。探矿工艺所的相关专业监测技术成果及时提交地方政府,服务地方政府防灾减灾工作,获得地方政府肯定。

    相关成果已在行业知名学术期刊发表论文1篇,授权国家发明专利2项,提升了滑坡三维地质建模与监测预警技术水平。

     

    新铺滑坡专业监测体系布置图

    探矿工艺所完成三峡库区新铺滑坡三维地质建模示范

    近期,自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)同位素室,利用飞秒激光-高分辨等离子体质谱对我国矽卡岩型铁、铜、金、钨等矿床中钙铁榴石开展了U-Pb年龄测试工作,获得部分矿床中石榴石形成的精确年龄数据。

    石榴石是一种较为常见的造岩矿物,广泛分布于变质岩(麻粒岩、榴辉岩等)、侵入岩(花岗岩、伟晶岩、正长岩、煌斑岩等)及火山岩中。2017年以钙铁系列石榴石为代表的微区原位U-Pb同位素分析方法,首次在自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室利用飞秒激光剥蚀系统-高分辨电感耦合等离子体质谱(fs-LA-HR-ICP-MS)开始建立(图1)。飞秒激光剥蚀系统为 Applied Spectra 公司的 J200,由激光器、飞秒激光光学传输系统、观察系统和剥蚀池等组成。激光输出波长为343nm,激光脉冲宽度为<480fs。分析石榴石的激光能量设定为50%,束斑为60mm,频率为8Hz。高分辨电感耦合等离子质谱为Thermo Element XR。飞秒激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度,二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合。每个点测试的时间包括大约15–20s的空白信号和50s的样品信号。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U–Th–Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSDataCal完成。利用此方法对山西义兴寨金矿床角砾岩筒内的矽卡岩角砾中石榴石进行微区原位U-Pb同位素分析,精确限定了角砾岩筒的形成时代,而金矿化很可能与同时代岩浆释放的热液流体直接相关。2018年2月,该成果《石榴石U-Pb定年对山西义兴寨金矿床角砾岩筒时间的限定和金矿成因的指示》发表在《地球科学》杂志上(图2),7月,陈蕾博士在澳大利亚麦考瑞大学召开的第十届国际地质微束分析大会上做了《U-Pb geochronology of grandite by femtosecond laser ablation high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry》口头报告交流,并得到很好反响。

    矿床中石榴石的U-Pb同位素定年法,能精确限定变质和岩浆活动的时间,对矿床成因研究具有重要的指示意义。

    飞秒激光-高分辨等离子体质谱

     图2 钙榴石、锆石U-Pb谐和图和206Pb/238U 加权平均年龄图 

     
     
    资源所建立了石榴石U-Pb定年方法

    刚刚过去的2017年,是党和国家事业发展中具有重要里程碑意义的一年,也是地质调查事业发展取得喜人成绩的一年。中国地质调查局以海域天然气水合物成功试采、长江经济带页岩气调查重大突破和雄安新区多要素城市地质调查等重要成果,向党的十九大献礼。

    在1月23日召开的2018年全国地质调查工作会议上,中国地质调查局党组副书记、副局长王研在工作报告中系统总结了十八大以来的地质调查工作。

    王研表示,过去的五年是砥砺奋进的五年。五年来,地质调查工作取得丰硕成果,中央领导同志多次对重大成果作出重要批示,给海域天然气水合物成功试采发来贺电;五年来,地质调查工作出现一系列积极变化,地质调查和科技创新能力进一步提升,科研条件进一步改善,人才队伍建设进一步加强,管理机制进一步理顺,地质文化进一步丰富,加快建设世界一流的新型地质调查局的信心进一步增强。

    会议现场  任伟 摄

    低碳清洁能源调查成果丰硕

    五年来,中国地质调查局将保障能源资源安全作为首要职责,精心实施了重大科技攻坚战,实现新区新层系新类型能源调查的新突破。

    一是海域天然气水合物勘查开发取得历史性成就。南海北部发现两个超千亿立方米的天然气水合物矿藏,初步完成我国海域天然气水合物资源潜力评价。南海神狐海域天然气水合物试采成功,创造了持续产气时间最长、产气总量最大的世界纪录,中共中央、国务院专门发来贺电。

    二是长江经济带页岩气调查取得重大突破。长江上游贵州遵义安页1井钻获日产10.22万立方米的高产工业气流;长江中游湖北宜昌鄂宜页1井、鄂阳页1井均钻获高产工业气流,被院士专家们评价为具有历史性、里程碑意义的重大突破;长江下游安徽宣城页岩气勘查取得重要发现,实现页岩气调查从长江上游向中、下游的战略拓展。

    三是常规油气调查在新区新层系取得重大进展。新疆温宿新温地1井钻获日产超40立方米的高产工业油流,为塔里木盆地油气勘查开辟了新区新层系。突泉盆地突参1井钻获轻质原油,阜新盆地首次钻获高产工业油流,有望为东北老工业基地振兴和经济转型发展提供新资源。

    四是页岩油、煤层气等其他能源调查取得重要进展。贵州六盘水杨煤参1井、四川宜宾川高参1井均钻获煤层气高产工业气流,最高日产气为8307立方米。与青海省国土资源厅共同组织,在青海共和盆地钻获236℃高温优质干热岩体,取得我国干热岩勘查重要突破。

    服务国家重大战略成效明显

    五年来,中国地质调查局以满足国家重大需求为价值追求,不断创新工作方式方法,服务国家重大战略。

    一是服务精准脱贫攻坚战。在江西、四川、贵州、云南等省(市、县)国土资源部门和地勘单位支持配合下,深入赣南和乌蒙山等贫困地区,逐县对接需求,精准实施“订单式”地质调查项目,走出一条“地质调查+”特色扶贫之路。在集中连片特困地区,圈定绿色富硒土地1084万亩,指导建立农业科技示范园7个,支撑调整富硒农产品种植面积 800万亩,使1500 万贫困群众受益,助力支撑150万人脱贫。在乌蒙山、沂蒙山、太行山、赣南、陕甘宁等地区,完成探采结合井1400余眼,解决300多万人饮水困难。在赣南钻获多处富锂、富锶的天然优质饮用矿泉水,带动地方矿泉水产业发展。支撑石漠化治理成效明显,在广西马山县形成可推广的荒山变绿洲“弄拉模式”。支撑贫困地区完成1处世界级、1处国家级和8处省级地质公园申报,有力地促进了贫困地区旅游产业发展。

    二是服务区域协调发展战略。紧密围绕京津冀、长江经济带和粤港澳大湾区的发展保护需求,编制《京津冀地区国土资源与环境地质图集》、《长江经济带国土资源与重大地质问题图集》和《粤港澳大湾区海岸带自然资源与环境图集》,提供相关部门和地方政府使用。试点开展了多要素城市地质调查,主动支持雄安新区、北京城市副中心和成都天府新区等地区的规划建设。与安徽省国土资源厅合作,开展了皖江经济带综合地质调查,为其产业发展规划提供支撑。

    三是服务“一带一路”建设。与“一带一路”沿线30多个国家合作,完成1∶100万到1∶5万地质地球化学填图近千万平方千米。编制了“一带一路”能源资源系列图集,呈送党和国家领导人及有关部门参阅。充实完善了全球矿产资源信息系统,五年累计为400多家单位、4000多人次提供信息服务,直接引导50余家矿业企业到境外投资,登记矿权80余处。累计举办地质矿产类国际培训班85期,为90个国家培训2200多名地学人才,促进“一带一路”沿线国家地学合作与交流。

    四是服务海洋强国战略。落实政府间合作协议,完成海上共同开发区块内钻探工作,首次发现新类型油气藏,开展了中越海上共同考察和项目合作。全面完成我国管辖海域1∶100万海洋区域地质调查。对南海海底245个大中型地理实体的命名获国务院批准,强化了国家权益表达。会同广西、海南、广东、福建、山东等沿海11个省(市、区)国土资源部门和地勘单位,编制了中国海岸带地质调查报告和资源环境图集,为沿海地区国土资源管理和重大工程建设提供了有效服务。

    支撑国土资源中心工作主动有力

    五年来,中国地质调查局以支撑国土资源中心工作为己任,着力提升地质调查支撑服务的能力和水平。

    一是有力支撑国土资源领域“十三五”规划编制。支撑部完成国务院印发的《全国国土规划纲要(2016-2020年)》和《全国矿产资源规划(2016-2020年)》的编制,完成地热开发利用规划、地质灾害防治规划和找矿突破行动第三阶段总体方案。各省(市、区)地调院、环境监测总站有力支撑了省级国土资源领域的规划编制和研究。

    二是有效支撑自然资源管理和改革。支撑国家油气勘查开发体制改革,向部提交新疆15个常规油气勘查区块和贵州正安等20个页岩气勘查区块及资料包。联合四川地调院、湖南环境监测总站、煤炭地质总局等30多家单位,完成全国矿山地质环境年度变化监测,监测结果已作为各省(市、区)生态文明建设评价考核的重要依据。新完成耕地地球化学调查面积60多万平方千米,发布了《中国耕地地球化学调查报告(2015)》,调查成果广泛应用于全国及地方土地规划和土壤污染详查。浙江地调院支撑全省70个县(市、区)完成1∶5万土地质量地球化学调查和耕地建档工作。编制了中国地下水质量与污染调查报告,基本建成由2万个监测点组成的全国地下水监测工程。北京、河南、山东、福建、内蒙古、重庆等省(市、区)已启动省级地下水监测工程,建成省级监测点2213个。

    三是有效降低地质灾害造成的生命财产损失。支撑31个省(市、区)基本建成地质灾害综合防治体系,应急处置100余次重大地质灾害,形成了以陕西镇安“五化”模式和湖北“四位一体”、重庆“四重网格化”为代表的多种防治模式。近五年,年均因灾死亡失踪人数由1000人降至400人左右,湖北省实现10年无群死群伤地质灾害发生,李克强总理作出“成功经验值得推广”的重要批示。联合北京、天津、上海、山西等7省(市、区)环境监测总站,编制《全国地面沉降调查监测报告》,支撑了第四次全国地面沉降防治部际联席会议,获得11个联席会议成员单位高度评价。支撑部完成《提升科技支撑能力加强地质灾害防治3年行动计划》编制。

    四是完成全国首轮地质遗迹调查,共查明地质遗迹点6200余处。各省(市、区)地调院、环境监测总站积极推动本省地质旅游产业发展。贵州地调院参与全省旅游资源大普查,并为铜仁、兴义2个世界地质公园申报提供技术支撑。陕西地调院通过地质遗迹调查在汉中发现天坑群。福建地调院积极参加“生态示范省建设”,协助当地政府申报国家级和省级地质公园。

    五是全面支撑找矿突破战略行动。五年累计圈定找矿靶区2500多处,开辟西昆仑铅锌锰锂、大兴安岭中南段锡、东昆仑镍、皖东金、赣北钨铌钽锂、湘中-桂中锰等找矿新区;发现和评价了四川甲基卡锂矿、新疆黄羊山晶质石墨矿、青海夏日哈木镍矿、西藏山南错那洞铍矿等一批世界级矿床,拉动商业性勘查形成或扩大藏中铜矿、胶东金矿、黔东锰矿、新疆火烧云铅锌矿、赣北钨矿、柴达木盆地西部钾盐等一批大型资源基地,推动形成全国新的勘查开发格局雏形。支撑部完成天然气水合物新增为我国第173个矿种的申报工作。

    六是促进城市地质工作大发展。会同相关省(市、区)国土资源部门和地勘单位,完成了环渤海、长三角、长株潭等10个重要城市群1∶25万地质环境调查,对我国19个城市群和337个地级以上城市地质资源环境进行了初步评价。支撑部印发《关于加强城市地质工作的指导意见》和《城市地质调查规范》,召开全国城市地质工作会议,交流了北京、上海、成都、江苏等省(市)城市地质工作经验,发布全国城市地质调查总体方案,使城市地质调查工作驶入快车道。

    地质科技创新和人才培养迈出坚实步伐

    五年来,中国地质调查局把科技创新和人才培养摆在突出位置,全面提升科技创新能力。

    一是完成了地质科技创新总体布局。研究制定了中国地质调查“十三五”科技创新规划、科普规划和信息化建设三大规划,召开了中国地质调查科技创新大会暨纪念中国地质调查百年学术研讨会,确立了加快建设世界一流的新型地质调查局目标,推出了百项理论、百项技术和百项成果,出台19个文件,促进和加强地质科技创新和人才队伍建设。

    二是推进了“三深一土”科技创新工作。海洋六号完成第33航次南极科考和大洋科考任务,自主研制的“海马”号深海无人遥控潜水器成功投入使用。完成三颗光学卫星正样产品研制,提高了国产卫星遥感数据应用水平。国际地科联秘书处移址中国,联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心落户中国,岩溶国际研究中心第二期建设协议续签。启动并实施了“化学地球”和“全球岩溶动力系统资源环境效应”两个国际大科学计划。

    三是涌现了一批科技成果和高端人才。五年来,中国地质调查局共获国家自然科学和国家科技进步二等奖4项,国际科学技术合作奖2项,共承担国家重点研发项目25项,3人入选国家“万人计划”,5人当选两院院士,其中高锐、杨经绥、侯增谦、毛景文是直属单位的科学家,王双明是陕西地调院的科学家。评选出卓越、杰出和优秀三级人才145名,打造了中国地质调查人才品牌。

    四是改善了科技创新条件。李四光纪念馆、地科院京区科研基地全面建成,天津、西安、成都、青岛、广州、桂林、厦门等科研基地建设,在当地政府和有关部门的支持下得到快速推进。

    五是完善了地质科技创新体系。充实加强地科院领导班子,组建深地探测中心,启动全国地质科技创新中心和国际交流中心建设。依托六个大区中心,联合区域内优势科技资源,推进六个区域地质科技创新中心建设。西南地质科技创新中心已在成都挂牌成立。推进了国家重点实验室、工程研究中心和技术创新中心建设,参与建设青岛海洋科学与技术国家实验室。

    六是出版了新一代地质志和矿产志。完成福建、海南、湖南、河北、宁夏、贵州、江西、陕西、辽宁、天津10个省(市、区)新一代中国区域地质志出版,完成中国矿产地质志矿产地名录卷、典型矿床总述卷、建材非金属卷、江西卷、陕西卷和新疆成矿系列图出版,加强了基础研究,促进了科技创新。

    信息化建设和地质资料社会化服务迈上新台阶

    五年来,中国地质调查局将信息化建设与科技创新一同列为建设世界一流的新型地调局的核心驱动力,摆在优先发展位置。

    一是网络基础设施建设实现较大发展。建成了覆盖全局的办公网、业务网、广域网和基于卫星通信的多级网络体系,实现数据采集、建库、处理、成果表达等覆盖地质调查全过程的数字化、集成化与标准化。研发基于云计算的地质调查智能空间技术,在阿尔金成矿带等项目中成功应用,探索建立了智能地质调查工作新模式。

    二是地质资料数字化和社会化服务水平大幅提升。2015年,全面完成全国地质资料馆馆藏资料的数字化。解决地质资料脱密问题,实现1∶5万地质图件公开发布,被业界认为是“破冰之举”。五年共公开发布1∶5万区域地质图2600多幅、地质钻孔数据80多万个、岩芯扫描图像26万余米。

    三是地质云1.0正式上线运行。全国陆域、海域1∶500万到1∶5万不同比例尺地质成果数据和全国重要地质钻孔、全国实物地质岩心等专题数据,实现在线查询、浏览和下载等服务。

    国家地质调查工作体系基本形成

    五年来,中国地质调查局按照全面深化改革要求,推进地质调查运行机制改革。

    一是改革中央地质调查项目运行机制。形成以局机关-大区项目办-承担单位为主线的三级项目管理体系和以计划-工程-项目为主线的三级业务推进体系,提高了管理效率。修订一批技术规范和预算标准,尤其是推进了1∶5万区调、矿调、环调技术标准的修订和试点。加强安全生产和保密工作,实现与业务工作同部署、同检查、同落实。

    二是理顺地质调查预算管理关系。全面贯彻国家财政预算制度改革精神,将中央地质调查项目预算纳入部门预算,实现了常态化经费保障机制。2017年,配合财政部将原六个一级项目调整为八个,实现地质调查“计划”与财政一级项目的有机衔接。全面改进预算控制方式,加强和建实项目库,实现预算三年滚动管理。

    三是初步构建新型中央与地方公益性地质调查工作关系。在“项目联系、业务指导”的基础上,强化了在科技创新、信息共享、人才培养、国际合作等方面的指导与合作,出台《关于加强对省级地质调查院和地质环境监测机构指导与合作的若干意见》,密切与地调院和环境监测总站的联系。2016年和2017年,共有江苏、陕西、湖北、浙江、河南、云南、甘肃、湖南8省的地调院和上海、内蒙古、贵州、河北、山东、甘肃、湖南、河南、安徽9省(市、区)的环境监测总站,因完成中央地质调查项目和服务地方经济社会发展成绩突出,受到表扬。

    四是形成多方合作服务国家重大战略的新机制。分别与京津冀三省(市)、长江经济带11省(市)、“一带一路”6省(区)以及6所高校,建立工作协调联动机制。深化与海洋局、测绘局合作,建立数据资源共享机制。与广东省、中石油签署三方合作协议,共同推进天然气水合物勘查开采先导试验区建设。与浙江、安徽、新疆等省(区)人民政府建立中央与地方地质调查工作的联动机制,实现地调局与地方的需求、项目和成果“三对接”。

    推动全面从严治党向纵深发展

    五年来,中国地质调查局深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,将全面从严治党视为地质调查事业发展的根本保障。

    一是党的建设得到显著增强。扎实开展党的群众路线教育实践活动、“三严三实”专题教育,推进“两学一做”学习教育常态化制度化,开展政治生态整治专项行动和贯彻落实中央全面从严治党要求的专项检查,增强了党员干部“四个意识”,强化了政治纪律和政治规矩。加强基层党组织建设,推进“两个责任”落实,建立野外临时党支部和党小组,全面掌握干部职工“四态”,并督促各单位为职工解决实际问题和困难。

    二是党风廉政建设和反腐败工作初步形成压倒性态势。坚持以“八问”责任传导机制和“六个强力推进”为总抓手,以项目和资金管理为切入点和突破口,建立以目标责任制为核心的“两个责任”推进落实体系和廉政风险动态排查防控体系,廉政风险防控能力明显提升,正风肃纪高压态势基本形成。

    三是传承和弘扬优秀地质文化。继承发扬“李四光精神”和“三光荣”传统,适时提出“责任、创新、合作、奉献、清廉”地质工作者核心价值观,丰富了新时代地质文化内涵。

     

    砥砺奋进,地质调查这五年

    11月8日,中国地质调查科技创新大会暨纪念中国地质调查百年学术研讨会开幕,主席台领导同志向“李四光学者”颁发证书。

    主席台领导同志向“李四光学者”颁发证书

    要给珠峰拍摄一套全景高清立体照片,一定得是一位世界级的摄影师。

    图为航空测量队员从飞机上用手机拍摄的珠峰

    你可能想,这位摄影师要先来到珠峰脚下,从下往上拍一组广角照片,以显山之高邈;再在攀登途中拍摄一组近景照片,横看成岭侧成峰;最后顶风冒雪冲顶成功,从上往下拍一组俯瞰照片,一览众山小。

    现在,就有这么一位“摄影师”,不用爬山也可以胜任这项工作。这就是号称“中国地调空军”、隶属于自然资源部中国地质调查局的“航空地质一号”飞机,它能飞到比珠峰更高的高空,运用三组特殊的“镜头”,从空中拍摄一套单幅可达上亿像素的珠峰全景高清照片。

    这就是大名鼎鼎的“航空地质一号”,擅长高山、高原区的航空物探遥感调查。如果您有航空测绘、航空摄影的需求,可联系我们!照片包您满意!

    下面我们就逐一解密这位会飞的摄影师和他的独家摄影镜头。

    挑战极限飞行

    “航空地质一号”飞机是处于国际领先水平的专业测量平台,由地调局航遥中心完成改装设计,飞行海拔高度可达10500米。它曾在西藏羌塘高原执行过测量任务。

    中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心副主任孙承志介绍,此次珠峰航空高程测量,“航空地质一号”主要飞行在平流层与对流层交界处,飞行高度为9800米~10250米之间,接近“航空地质一号”的极限高度。“航空地质一号”飞行员于思明说,在高原飞行最大的难点就是突如其来的侧向风,这里山峰高耸、连绵不绝,山与山之间经常会形成风口,致使吹来的风被突然加速,“看不见的风”成为对飞行员技术的最大考验。

    2020珠峰高程测量技术协调组组长、中国测绘科学研究院研究员党亚民参与起草了航空重力测量实施方案。他告诉记者,一开始询问了测绘系统经常做重力测量的飞行员,人家一听说要去这么高的地方飞,直接就拒绝了。“珠峰天气变化太剧烈,飞行还是有一定风险的。”党亚民说,随后他了解到航遥中心的“航空地质一号”飞机为了勘测地下物质,经常要贴近地面飞行,而且是飞得越低越好,对飞行技术的要求也更高。于是难题迎刃而解,“中国地调空军”挑起了空中测量珠峰高程的重担,并且在重力测量的基础上完善了航空遥感实施方案。

    中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心副总工程师陈斌计算了此次空中测量的“工作量”。其中,航空重力测量的面积达到了1.25万平方公里,预计将用5个架次完成测量,每个架次平均用时6小时。航空遥感摄影至少需要8个架次,特别是中午1点之后,珠峰地区天气会变得非常恶劣,很难进行摄影。所以,和地面测量人员一样,“航空地质一号”也需要抢抓时间窗口,如果天气条件允许,飞行人员每天早上5点就要在拉萨机场做好准备,随时等待起飞。从拉萨机场到珠峰测区大约需要一小时。

    镜头一:寻找珠峰的“脚底板”

    第一组镜头名叫机载航空重力仪,负责航空重力测量。

    划重点,下图是我国自主研发的航空重力仪DGA01。

    同时,机上还配备了GT-2A型航空重力仪。两台重力仪的测量数据互为备份,保证每架次测量的成功率。

    什么是重力测量呢?简单说,就是测量山峰的海拔零点。就像我们量身高要从脚底量起一样,一座山峰究竟有多高,也要从它的“脚底板”量起。

    那么珠峰的脚底板在哪里呢?这就要用到大地水准面的概念。大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面,也就是海拔高程系统的起算面。精确求出这个水准面,就相当于找到了珠峰的脚底板。

    孙承志告诉记者,计算珠峰大地水准面,以前是用水准测量的方法,也就是从青岛的水准原点,应用国家一等水准测量规范,一路测到距离珠峰最近的西藏定日。从定日到珠峰大本营,因地形条件限制,观测次数、视距和时间无法满足一等水准测量规范,只能用二等水准规范进行测量。从大本营再往上,只能应用三等水准规范了,测量的精度也相应降低。

    在1975年我国第一次珠峰高程测量中,一名队员在海拔7790米、距珠峰1.9公里处,因戴着手套不便操作,便毅然脱掉右手手套,冒着摄氏零下40度的严寒操作重力仪测得了重力数据,创造了世界重力测量史的奇迹,但同时也付出了4根指头因冻伤坏死的沉重代价。

    精度是测绘的生命,现在,地面队员不需要再冒着冻掉手指头的风险去测量重力了。航空重力测量不受地面条件限制,可以完美解决从定日到珠峰峰顶这“最后一公里”的测量难题,把精度一致性延展到峰顶。

    “水准测量是沿着一条线测过来,测的是一些点位。航空重力测量则是通过连续测线飞行,可以测出一整个面。”孙承志说,航空重力测量可将大地水准面的测量精度较以往提高近40%。

    这款镜头拍出的照片是这样式的:

    图为某地航空重力异常图

    镜头二:亿万像素大写真

    航空遥感测量分别要拍摄两组“照片”。一是利用先进的机载航空相机获得高分辨率的影像数据,二是使用先进的机载激光雷达仪获取高精度的三维地形点云数据。两数据融合形成高分辨率、高精度的三维地形数据,能够逼真、直观地反映测区的地形、地貌特征,这是名副其实的珠峰大写真!

    那么,机载航空相机长啥样?

    这就是目前世界上最新一代的数字航空摄影测量系统:ADS100推扫式数字航摄仪。它具有效率高、数据信息丰富、性能稳定高、集成度高等一系列优势,同时投影变形小、影像拼接量小。

    孙承志介绍,飞机上专门为高空作业改装了摄影窗口,遥感设备需要光学玻璃,要在飞机上开窗,技术要求比较苛刻。相比普通的光学照相,使用这台相机拍出来的照片畸变小,并且可以测定成像位置的坐标。

    那么,这样一张可以用来测绘的照片,像素能达到多少?据说单幅不少于4亿像素!拍摄出来的图像色彩均匀、定位精度高、图像分辨率高。

     

    数字影像 数字地形

    机载激光雷达仪的外观更炫酷:

    这是目前行业内体积最小的大幅面激光测量系统,有最高级别的点密度和采集率,也是目前国际上广泛用于多种测量平台的激光雷达测量系统。

    它拍出来的照片是这样的:

    地表三维模型

    机载激光雷达仪在飞机上发射激光波束,通过地面回波测定从飞机到地面的距离,得到精密的地面数字模型。孙承志说,以前都是靠立体测绘,在两个位置拍摄两张照片,用立体交会的方法绘制一个模型,再在模型上间接采点。飞机则可以用激光直接在地面采点,用来再现地面的三维地形。

    党亚民告诉记者,遥感摄影测量将在自然资源监测方面发挥重要作用,留下第一手的精细资料。“很多人想用无人机完成遥感摄影,但七八级大风在珠峰是家常便饭,无人机根本不可能飞行。”党亚民说,针对珠峰一般会使用卫星遥感影像,但像“航空地质一号”这么近距离地获取精细遥感资料,所获数据将是弥足珍贵的。

    给珠峰拍写真:这个“摄影师”不一般

    科技创新与科学普及是实现创新发展的两翼。地质报国不仅意味着形成高精尖科技成果,也意味着与地质调查业务发展相适应的科普能力,同时,地质事业转型发展也需要以全社会科学文化素质的提升作为支撑。作为我国首部地学科普规划,《中国地质调查局科学技术普及规划(2017~2020年)》将为我国专业领域科普工作带来哪些积极而深刻的变化?

    “科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置;没有全民科学素质普遍提高,就难以建立起宏大的高素质创新大军,难以实现科技成果快速转化。”科普工作正以一种前所未有的高度全面铺开。作为基础知识学科,地学科普一直都是国家科普工作的重要内容。

     

    中国岩溶地质馆第47个世界地球日科普活动

    国土资源部党组高度重视地学科普工作,指出实现国土资源科技创新,必须努力营造讲科学、爱科学、学科学、用科学的良好社会氛围,厚植国土资源科技创新的群众基础。中国地质调查局党组也明确提出,要用科技创新改造、支撑、引领地质调查,要把科学普及工作摆在更加突出的位置,同时要求地质调查每个计划、每个工程和每个项目都要设立科技创新与科学普及目标任务,并实行一票否决考核制。

    在近日召开的2018年全国地质调查工作会议期间,中国地质调查局发布了《中国地质调查局科学技术普及规划(2017~2020年)》(以下简称《规划》),明确了中国地质调查局2020年、2025年两个阶段的科普工作目标和重点任务。

    记者从中国地质调查局科技外事部了解到,2017年,局系统深入贯彻落实全国科技创新大会、国土资源科技创新大会、中国地质调查科技创新大会有关精神,共同推进科普工作,明确了各单位重点工作中的科普目标任务,对相关项目的科普工作进行了总体部署,并通过开展有关活动,取得了较好效果,有力支撑了地质调查科技创新工作。

    “这次发布的《规划》是中国地质调查局发布的首个地学科普规划,其中将有关重点任务进行了细化分解,将有助于局系统各单位、各项目组充分理解科普工作的重要意义,并根据实际情况创新手段、拓宽渠道,将科普工作做得更好。”中国地质调查局科技外事部有关负责人表示。

    新时代要有新要求

    新时代国家对地质调查工作提出了新的更高的要求。作为地质调查公共服务的重要组成部分,地学科普工作也必须在新形势下创新突破,通过各种方式介绍地学知识、推广科学技术应用、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神,为提升全民地学素养作出贡献。

    “随着经济的发展和社会的进步,社会公众对地质知识的需求日益增长。青少年对地球深部奥秘、生命起源与演化等前沿科学问题兴趣浓厚,农民群体对地质灾害应急避险技能需求明显,城镇居民继续关心节约集约利用资源,对地质旅游的需求凸显,公务员群体始终关注地质工作服务经济社会发展、支撑科技强国建设的功能与作用等。”中国地质调查局科技外事部相关负责人表示,加强科普工作是提升地质调查公共服务能力和满足社会公众对地学知识需求的现实需要。

    而且,围绕服务国家能源资源安全保障和国土资源中心工作,公益性地质调查工作近年来逐步实现了战略性结构调整,在能源资源等领域取得了具有重大影响的成果,例如天然气水合物试采成功、新区新层系油气突破、地球深部探测、城市地质、“地质云”信息服务等重大成果和重点工作备受社会关注。地学科普工作的任务就是要进一步向社会公众解读重大成果和重要部署,进一步挖掘新时期地质工作者核心价值观的先进事迹,传播地质科学思想和科学精神,扩大地质调查工作的社会影响。

    “近几年,中国地质调查局科普能力建设不断提升,地质调查科普产品体系建设、人才队伍建设等稳步推进,科普产品的种类、数量也在不断增加。但在新形势下,地质调查科普工作也还存在很多薄弱环节,如科普产品和平台单一、相关人员科普意识能力不强、激励考核机制不健全等等,这些问题都亟待解决。”该负责人表示。

    据了解,本次发布的《规划》提出,新时期地质调查科普要围绕国家重大需求,聚焦解决重大资源环境问题和地球系统科学问题的科技攻关,打造科普产品体系和传播平台体系,建立科学普及与地质调查科学研究融合发展机制,促进地质调查重点业务领域和重大成果方向的科学普及工作,提高地质调查公众服务水平,把中国地质调查局建成在国内外有重要影响的地学科普服务机构。

    具体来说,到2020年,要在天然气水合物、地球深部探测等领域达到国际先进水平,成为我国科学普及示范基地;构建相对完备的科普产品体系,打造有社会影响的科普传播平台,建成一定规模的高素质科普人才队伍,在天然气水合物、地球深部探测等领域,进入世界先进行列,部分科学知识进入我国中小学教辅内容。到2025年,要形成与地质调查业务发展相适应的科普能力,重点业务方向科普水平进入世界先进行列,成为具有国际影响的地学科普机构;建成完善的科普产品体系和科普平台体系,创建5~7个科普品牌,推动“李四光科普讲坛”成为国内地学科普最有影响的传播平台;科技人员的科普能力得到显著提升等。

    科技创新引领科普

    “地质调查科普怎么做?做什么内容?”这两个问题时常会给从事地质调查科技工作的研究人员带来困扰。地质调查成果具有专业性和基础性特征,在社会化传播推广、科学普及、扩大公众影响力的过程中,既要注意避免过多生僻的专业词汇,还要注意创新形式,才能达到较好的效果。特别是伴随信息技术的普及与发展,公众对科普传播方式也提出了便利化、体验化的新需求,这对于地质科技人员的科普能力也提出了新的要求。

    针对这一问题,《规划》依托地质调查重点工作,将地质调查科普的重点任务进行了细化,从一定程度上解决了“地调科普做什么、怎么做”的难题。《规划》明确,要围绕“三深一土”科技领域、“七大地质科技攻坚战”重点方向、地质调查“十大计划”业务领域、行业精神与文化领域等四个方面开发重点科普产品。

    例如,依托深地、深海、深空和土地地球化学调查等有关工程,围绕社会关心的深部能源资源、城市地下空间、深海地质调查、航空地球物理探测、土壤污染与安全利用等多个主题,编写实物资料专题画册等科普图书、撰写相关主题科普文章、制作科普视频作品和奥秘动画及虚拟现实产品(人机互动产品)等,向青少年、社会公众、公务员等特定群体量身定制科普产品,普及有关知识。

    而针对地质调查“十大计划”业务领域和天然气水合物调查研究、北方新区新层系油气资源调查、南方复杂构造区油气页岩气调查、西藏羌塘油气调查、砂岩型铀矿调查、陆相盆地页岩油调查等“地质科技攻坚战”,除制作传统的图书、文章、视频等科普产品外,还可组织专门的讲座、活动,让有关专家针对社会工作关心关注的问题答疑解惑,凸显地质调查工作的基础性、公益性和战略性地位对经济社会发展的支撑作用,解读相关地质调查成果的战略意义。

    《规划》还特别提出,要围绕地质领域两院院士、李四光学者等人才,以及天然气水合物、页岩气、青藏高原地质调查、极地地质调查等科技创新团队,地质学历史上的先进人物、知名重大事件,编制地质人、地质重大成果事迹报告科普图书,撰写地质人才专访、地质人物报道等科普文章,开发李四光、徐霞客、丁文江等地质人系列音像制品,传播科学思想,弘扬新时期地质工作者核心价值观,塑造地质行业形象,扩大地质行业宣传影响力。

    打造高效传播平台

    本次发布的《规划》将打造具有社会影响力的科普传播平台作为了一项重要的内容。

    《规划》明确,要创建以“李四光地质科普讲坛”和重要科普日活动精品为代表的地质调查科普活动品牌。据了解,针对地质调查重大突破性成果,特别是“三深一土”“七大科技攻坚战”中社会关注的热点问题,中国地质调查局将定期组织地质调查工程首席等权威专家,面向社会公众举办科学普及讲座,打造具有广泛社会影响的“李四光地质科普讲坛”。而针对世界地球日、全国防灾减灾日、全国科技活动周、全国土地日、全国科普日等重大科普活动日,中国地质调查局将与协会学会、地方政府、学校等合作,组织开展面向社会公众的地质科学普及活动,共同举办地学夏令营和地质调查社会实践活动等,解读地质调查成果,普及地球科学知识。

    据了解,近几年来,地质调查科普基础设施建设不断加强,中国地质调查局系统共建成了1个全国科普教育基地和14个国土资源科普基地。本次《规划》还明确提出,“十三五”期间将重点在地质调查扶贫区、特色领域优先建设10个地质调查科普基地。同时,加强已有14个国土资源科普基地建设,进一步完善科普功能,在海洋地质、环境地质、矿产资源、勘查技术等领域新建3~5个国土资源科普基地。此外还将开展科研基地科普功能建设,建设完善重点实验室、野外科学观测研究基地的科普功能设施,合理规划新建科研基地的科普空间。

    在科普媒介平台建设方面,《规划》也明确,将在“地质云”框架下,依托中国地质调查局地学文献中心建设完善“中国地质调查科学普及网”,并依托直属单位网站建设地质科学普及专栏。同时还将开发中国地质调查科学普及微信公众平台,研发全国重要地质遗迹信息平台、岩矿识别APP等地质服务专题应用平台。

    此外,《规划》还提出,要建设《国土资源科普与文化》科普期刊,围绕地质调查重大成果、重大业务方向等,组织发表科普文章;还将在《中国矿业报》开设科学普及专栏,解读地质调查重大成果,传播地质知识和地质科学精神。

    建立多项保障机制

    为更好做好地质调查科普工作,《规划》还明确了多方面的保障激励措施,这里面包括了工作机制、考核机制、奖励机制、经费来源等多个大家关心的问题。

    《规划》明确提出,要加强科普人才队伍建设,围绕地质调查重要业务领域,发挥工程首席、项目负责人在科学普及工作中的示范带头作用,建立地质调查首席科学普及传播专家团队。“十三五”期间,优先在天然气水合物等战略性能源资源、“三深一土”、海洋地质、地质灾害、环境地质等专业领域遴选首席科学普及传播专家。《规划》还要求,中国地质调查局系统每个单位至少有1名专(兼)职人员负责科学普及工作,全体科研人员也均要作为地学科普的兼职人员开展相关工作。此外还将在中国地质调查局系统举办科普培训班,提高地质科技人员的科普创作、科普活动策划、科普讲解等方面的能力。

    而在工作体制机制方面,《规划》明确,要实施地质调查项目与科普工作同规划、同部署、同考核、同验收的项目科普制度,要求所有地质调查工程、项目都要设立科学普及目标与具体任务,在项目周期内至少开展一次科普活动,至少完成科普文章、科普图书、科普画册或科普视频等一件科普产品。同时,要求中国地质调查局系统各单位每年度要对科普工作进行统计与总结并提交报告。

    《规划》还特别提出,要加大激励引导力度,设立中国地质调查局地质科技奖科普专项奖。将评选和奖励优秀地质科普成果,激励和引导地质科研人员从事科普作品创作和科学传播活动;积极推荐科普成果申报国家、国土资源科技奖励;对于在科普工作中成绩突出的单位和个人还将予以通报表扬。此外,《规划》还提出,中国地质调查还将加强与中国科协等部门合作,争取更多的政策支持;鼓励、引导地质科研人员参与科普工作,各单位将科普工作成效纳入个人年度考核内容。探索建立科普工作成果纳入职称评定、人才评选考察内容的机制;探索建立科普工作成效纳入重点实验室等科技平台建设重要内容的机制。

    在科普经费方面,《规划》明确,将科普基地建设、科普活动组织等工作纳入单位年度工作重要内容及地质调查项目年度任务,确保经费投入。同时在地质调查项目中部署科普研究任务,开展地质调查科普规划、科普产品框架体系、传播平台体系研究,谋划重点科普产品布局。

    排兵布阵,地学科普将这样成为创新发展另一翼

    弈棋落子,首重布局。2016年11月8日,中国地质调查科技创新大会暨纪念中国地质调查百年学术研讨会召开,中国地质调查局确立了以科技创新改造、支撑和引领地质调查的总体布局,确定了到2050年地质科技创新发展的“三步走”战略目标。《中国地质调查局党组关于深化地质科技体制改革提升地质科技创新能力的指导意见》等20余个配套制度相继出台,地质科技创新政策措施不断完善。

    大政既定,三军疾进。2017年是中国地质调查事业走过第一个百年风雨历程、迈向第二个百年辉煌旅程的起始之年,也是中国地质调查局贯彻落实“三深一土”国土资源科技创新战略、建设世界一流新型地调局的开局之年。一年来,中国地质调查局上下一心,始终坚持瞄准国家重大需求、聚焦制约重大资源环境问题和地球系统科学问题解决的关键科技问题,促进科技创新与人才培养、团队建设相结合,与制度创新相结合,与科学普及相结合,与地质调查相结合,着力提升科技创新能力,一系列突破性成果受到全国乃至世界瞩目。

    无论是海域天然气水合物试采取得圆满成功,还是湖北宜昌鄂宜页1井钻获高产古老页岩气流;无论是全面支撑服务雄安新区规划建设,还是支撑服务赣南、乌蒙山定点扶贫;无论是地质调查综合信息服务平台“地质云1.0”正式上线服务,还是海洋地质八号、九号、十号下水形成“九船探海”的新格局;无论是西藏发现超大型铍锡钨稀有金属矿床,还是青海共和盆地钻获高温干热岩……一项项成果,显示出地质调查科技创新的强大动力。

    2017年1月9日,2016年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂召开,中国地质调查局参与的4个项目分获国家自然科学奖、国家科技进步奖和国际科学技术合作奖,囊括了国土资源系统本年度获奖的全部奖项,获奖数量创历史新高。10月23日,2017年度国土资源科学技术奖获奖成果揭晓,中国地质调查局参评的24项成果中有16项成果获奖,其中一等奖6项,占此次一等奖获奖项目的46%。以国家重大战略需求为导向,以解决国家能源、矿产、环境、灾害和基础地质问题为目标,地质科技创新的强大生命力正在不断彰显,“五问”“五不唯”的成果与人才评价标准得以印证。

    使命呼唤担当,使命引领未来。在科技创新的改造、支撑和引领下,中国地质调查事业正焕发出蓬勃生机,我国建设世界一流新型地质调查局的步伐正在加快,目标指日可待。

    新理论、新认识:引领能源、矿产、环境调查实现突破

    破梗阻、解难题,地质调查与科学研究深度融合,地质科技创新释放出的新动能和新活力不断迸发。

    站在历史的新起点,地质调查工作面临着前所未有的机遇和挑战。2017年,中国地质调查局聚焦“六大需求”,积极推进并实施“十大计划、60 个工程、300 多个项目”,并为每个计划、工程和项目都设立了科技创新目标。

    海域天然气水合物资源勘查工程自实施以来,把科技创新摆在核心位置,从天然气水合物形成的稳定条件、气体来源、气体运移、储集条件及其时空演化匹配五大要素出发,对天然气水合物成藏系统进行深入研究,揭示了南海北部大陆边缘天然气水合物成藏地质条件及控矿机制、异常特征及响应机理、富集特征及分布规律。在此基础上形成了南海北部陆坡天然气水合物成矿区带、成藏控制因素、成因模式以及动态成藏过程等重要理论成果,初步形成“高热流背景弧后盆地水合物成矿理论”,在天然气水合物资源勘查中发挥了重要指导作用,也为试采提供了重要的理论指导。

    在湖北宜昌,传统认为该地区古老地层生油生气早,难以成藏。作为久攻未克的南方复杂地质构造区,科研人员长期研究攻关,创新提出古隆起边缘斜坡带页岩气成藏新模式。据此部署的鄂宜页1井,不仅在地层形成于约5亿年前的寒武系水井沱组获得了高产页岩气流,而且首次在形成于约6亿年前震旦系陡山沱组发现页岩气藏,这是迄今全球发现的页岩气藏中最古老的地层。

    在贵州六盘水,由单一煤层目标层拓展为煤层、炭质泥岩、致密砂岩多个目标层,从而对整个煤系中的煤层气、页岩气和致密砂岩气开展煤系气综合调查的新思路,指引探获煤系气资源量达366亿立方米,比单纯的煤层气提高了6倍,并创下西南地区煤层气直井单井日产量新高。

    不断取得的新理论认识,为大型矿集区开辟了找矿新领域。在扎西康铅锌矿集区,“伸展热穹窿控岩,张扭性断裂控铅锌,压扭性断裂控金,剪切构造控制铍锡钨的规律”成矿新模型的提出,指引发现了厚大的矽卡岩型铍锡钨稀有金属矿体,揭示出西藏喜马拉雅成矿带除铅锌金锑等矿种外,还具有铍、锡、钨等稀有金属矿产的巨大找矿潜力。

    《1∶5万区域地质调查技术标准》《1∶5万矿产地质调查》《1∶5万水文地质调查技术标准》等3项技术规范的调整试行,从工作内容、工作方式、工作方法、成果表达、产品设计和质量保障六个方面修订了新标准,使地质调查的过程成为科学探索的过程,回归地质调查本来面貌。

    科技创新,不仅为能源资源矿产调查打开了新局面,而且为城市地质调查和环境地质调查提供了方向指引。

    城市地质调查被写入今年的政府工作报告,在当前新型城镇化建设和生态文明建设的新形势下,中国地质调查局瞄准空间、资源、环境、灾害开展多要素的城市地质调查试点示范。在党中央、国务院设立河北雄安新区的决定公布之后,中国地质调查局党组立足服务国家战略,将雄安新区作为开展城市地质调查的第一个试点地区。提出构建世界一流的透明雄安的目标,打造地热资源利用的全球样板,建成多要素城市地质调查示范基地,为雄安新区规划建设运行管理提供全过程地质解决方案。中国地质调查局组织11家直属单位和河北省地矿局所属10家单位,投入钻机203台、工程技术人员1700多人,经过近2个月努力,完成勘探钻孔516个、总进尺5.5万米、水土样品采集测试4万余件、综合物探测井近1万米,获取了90余万条数据。8月23日,中国地质调查局向雄安新区临移交了地质调查第一阶段成果。

    资源环境承载力调查通过近几年的探索研究,提出了资源环境承载协调发展理论——以自然资源环境禀赋条件的优劣确定社会经济发展目标。在这一理论指导下,开展了地质环境、地下水资源和矿产资源3个单要素全国试评价,选取河北省、安徽省,以及6个地级市和7个县(市)进行了试点评价,为优化区域功能定位、调整产业布局提供了依据。

    新技术、新装备:锻造向“三深”进军的利器

    善其事、利其器。在地质基础研究连获突破的同时,调查技术、勘探技术、信息技术创新也在日新月异,为地质调查工作向深地、深空、深海进军提供了重要利器。中国地质调查局将“三深一土”科技创新战略逐一分解,科学编制深地探测、深海探测、深空对地观测创新总体方案,并分别设立了地质调查工程,予以支撑。

    针对我国目前深部资源勘探技术装备对外依赖度高、关键技术受制于人的现状,国家“863”计划重大项目《深部矿产资源勘探技术》,以提高深部资源探测技术的深度、精度、分辨率和抗干扰能力为目标,目前已成功研制出具有自主知识产权的39台套仪器设备系统。这些仪器设备的问世,极大缩小了我国在资源勘查领域与国外的技术差距,初步实现了从“跟跑”到“并行”的技术跨越。

    在深部地球物理勘查技术方面,研发了适合矿区复杂条件下的深部找矿关键技术,开发了地下物探联合反演软件,攻克了低飞航磁技术地面干扰难题,创新金属矿地震探测技术,构建了有效的深部找矿技术方法组合。在深部钻探技术方面,集成研发了小口径深孔复杂地层钻探技术方法,有效解决了页岩气调查东塘1井和胶东李家金矿深部钻探技术难题。在深井观测技术方面,测温技术成功应用于我国干热岩深井原位测温示范,为我国矿产资源快速勘查与地质环境监测提供了新的技术手段。

    海域天然气水合物领域,实现了防砂、储层改造、钻完井、勘查、测试与模拟试验、环境监测六大技术体系20项关键技术的自主创新。一系列勘查开发理论、技术、工程和装备自主创新助推我国完成这一领域由“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。

    深海探测领域,“海洋地质八号”“海洋地质九号”“海洋地质十号”顺利下水,共同组成了我国深海探测的立体技术体系,也标志着我国海洋地质、地球物理及钻探等综合海洋地质调查能力跻身世界前列。“海洋六号”初步建立了基于多波束回波探测技术、海底摄像技术和箱式取样技术的“面—线—点”三位一体结核资源探测技术体系,极大地提高了深海资源探测的效率和精度。我国自主研制的4500米级作业型深海遥控机器人“海马”号在西太平洋富钴结壳矿区创下首次搭载钻机作业、首次进行富钴结壳厚度在线声学原位探测等多项深海作业新纪录,使我国在该领域的技术水平迈入国际先进行列。

    航空物探与遥感技术,是重要的现代化地质矿产勘查技术。目前,在我国重要油气盆地和成矿区带,采用先进的航天—航空—地面立体化的调查新方法、新技术,快速高效地获取航空物探遥感信息,极大提高了探测精度、探测深度和探测效率。研发了国产卫星几何辐射校正和多源卫星协同处理等国产卫星快速处理技术,极大提高了国产卫星数据处理精度和效率,实现了国土资源卫星业务化运行。

    2017中国国际矿业大会期间,中国地质调查局向社会展示了我国航空地球物理测量专用无人机飞行平台。正在研制的物探专用彩虹-4无人机飞行平台预计将于2018年试飞,2019年正式投入使用。这标志着我国无人航空物探领域装备将更加成熟和完善。

    为提升深空对地观测能力,中国地质调查局还启动了光学卫星星座建设项目,5米光学卫星工程的三颗卫星已完成正样产品研制。

    日前,我国地质调查综合信息服务平台“地质云1.0”正式上线服务。这标志着我国地质调查工作模式转型升级,基础地质数据与产品向社会提供集中服务,开创了互联网+地质调查全新时代和地质信息共享服务全新局面。相比普通的国内行业云平台,“地质云1.0”的目标更为远大,计划2021年~2025年建设成为全球地球科学重要研究平台,业务管理和信息服务等信息化水平全面达到世界一流,智能调查水平世界领先,为全球提供地质信息服务。

    新合作、新任务:大科学计划为国际地学贡献中国力量

    看前沿、怀世界,地质调查合作领域不断扩大,内容更加务实。

    瞄准国际地质科技前沿,地球化学和岩溶地质科技创新方面取得了国际地学界认可的成就。推进国际大科学计划的实施,中国的地质科学家向全球发出了合作邀约,我国地质调查开始以大国的胸怀、宏伟的计划、开放共享的格局,谋划一个更具有开创意义的地质调查新时代。

    由中国地质调查局引领的“化学地球”国际大科学计划,积极构建双边和多边国际合作网络,获得了国内外300余名科学家的积极响应与支持,与俄罗斯、美国等29个国家签订了合作协议,完成老挝、伊朗全球地球化学基准测量122万平方千米,绘制了3200万平方千米27个元素全球地球化学基准图。

    由中国地质调查局提出实施的“全球岩溶动力系统资源环境效应”国际大科学计划进展顺利,取得了积极进展。比如,中国地质调查局岩溶地质研究所牵头的IGCP661项目《岩溶系统关键带过程、循环与可持续性全球对比研究》成功获批,形成了40余个国家、200多名科学家组成的国际研究团队,以岩溶关键带为研究对象,致力于研究岩溶关键带的结构、形成与演化,关键带过程与碳水钙循环,关键带功能及其演变与可持续利用等科学问题。此外,还获批开展《岩溶关键带物质能量循环过程及可持续性探究》《中南半岛五国水文与环境地质合作编图》《全球气候变化影响表层岩溶带水溶蚀能力国际对比》等地质调查及研究项目。

    而由中国地质调查局提出的针对青藏高原地学研究的国际大科学计划在我国尚属首次。目前,中国地质调查局正在积极筹建青藏高原国际地学研究中心,将瞄准青藏青藏高原大陆边缘增生—碰撞造山与成矿过程、青藏高原隆升机制及其资源环境效应、西南“三江”复合造山与陆内构造转换成矿系统、青藏高原能源资源调查与科学钻探、青藏高原及邻区地热资源调查评价及控热机理、青藏高原地表演化动力学过程与地质环境效应、特提斯构造域图件更新与信息化服务等七大研究方向,全面提升青藏高原地球科学研究水平。

    多国合作、互助的地质科学研究模式已经形成;全面、系统的世界地球科学大数据即将为我国及世界更多领域、更多学科提供可学习和借鉴的经验;超越国界、空间和时域维度的地质调查创新研究进入实施阶段。中国地质调查局的目标是向全球提供学习、融合、发展的平台,将继承与发展、历史与未来、中国与世界有机统一,建立具有战略意义的全球地质科学宏伟格局。

    新方向、新目标:以党的十九大精神为引领,以科技创新为驱动力,加快推进地质调查事业发展

    思深方益远,谋定而后动。

    党的十九大作出了中国特色社会主义进入新时代的战略判断,提出了坚持人与自然和谐共生等一系列重要论述,对“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”进行了全面部署,这都为地质工作指明了方向,提出了要求。

    中国地质调查局党组在学习党的十九大精神会议上提出,要尽快把认识和行动统一到党的十九大精神上来,把智慧和力量凝聚到十九大确定的各项目标任务上来,为推动地质调查事业改革发展、加快建设世界一流的新型地质调查局作出新的更大贡献。

    党的十九大报告提出,加快生态文明体制改革、建设美丽中国。这正是新时代、新使命、新征程赋予科技工作者的新任务。深入学习、贯彻落实党的十九大精神,必须紧密依靠科技创新,全面推动地质调查工作战略性结构调整,夯实生态文明建设的地质支撑,推进绿色发展;加强页岩气、天然气水合物等清洁能源和石墨、锂等战略性新兴产业发展所需矿种的调查研究与评价,保障国家能源资源安全;着力解决突出的地质环境问题,加强对荒漠化、石漠化治理、湿地保护和恢复等方面的科学研究,积极参与大气、水、土壤污染防治“三大战役”;聚焦地球系统科学问题,为实施重要生态系统保护和修复重大工程提供科学依据,提高防灾减灾保障能力。这些都为地质科技创新指明了方向和目标。

    创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。科技是国之利器,是一个国家、一个民族发展的重要力量。在新时代、新要求的指引下,中国地质调查局将不忘初心、牢记使命,服务国家、造福人民,始终坚持以精准服务国家重大需求和国土资源中心工作为导向,始终坚持“以科技创新改造、支撑和引领地质调查”, 继承和发扬“三光荣”传统和李四光精神,践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观,把科技创新作为破解重大资源环境问题和地球系统科学问题的主要动力,以更加坚实的步伐将地质科技创新的蓝图变成现实,加快建设世界一流的新型地质调查局,逐步推动我国成为世界地质科技强国!

    2016年11月,多国科学家代表签署“全球岩溶动力系统资源环境效应”国际大科学计划支持函。

    2017年2月28日,“海洋地质八号”“海洋地质九号”调查船在上海下水。

    2017年5月18日,我国首次海域天然气水合物试采在南海神狐海域实现连续8天稳定产气,标志着试采圆满成功。

    2017年7月,中国地质调查局宣布鄂宜页1井钻获高产古老页岩气流。图为专家们在鄂宜页1井进行考察。

    2017年8月23日,中国地调局向雄安新区移交地质调查第一阶段地质调查成果。

     

     

    地质科技创新这一年

    吴能友在第八届国际天然气水合物大会上发言

      天然气水合物,正在被越来越多的国家视为未来石油、天然气的替代能源。

      经过近20年的不懈努力,我国天然气水合物资源勘查已取得重大突破,全面推进海域天然气水合物资源开发的时间表已经明晰——中国地质调查局相关负责人在2014年召开的第八届国际天然气水合物大会宣布,中国计划于2017年在南海首次试开采天然气水合物。

      与常规油气资源相比,天然气水合物的开采面临技术、成本、环境等多方面的难题与挑战。今天,在中国地质调查局青岛海洋地质研究所,副所长吴能友带领他的研究团队,正在为了如期实现海域天然气水合物开采目标而努力奋斗着。10月25日,吴能友被评为中国地质调查局“李四光学者”(急需紧缺高层次人才)。

      攻克多项探测技术难题,取得海域天然气水合物调查评价突破

      吴能友与天然气水合物的结缘已有10余载。在研究工作中,他瞄准关键科学问题攻关,自主创新,取得了天然气水合物探测技术的多项重大突破。

      他主持完成的国家“863”计划《天然气水合物探测技术》项目,围绕如何快速探测天然气水合物、如何有效识别天然气水合物为核心,瞄准国际前沿技术,开拓创新,组织开发具有我国自主知识产权的10多项关键技术,形成了天然气水合物地震识别、地球化学探测、资源综合评价和保真取样技术系列。在吴能友的带领下,首次在南海发现的 “冷泉”喷溢形成的巨型碳酸盐岩,证实了南海北部陆坡浅表层存在天然气水合物,取得了我国海域天然气水合物资源调查评价的突破。

      吴能友在协助组织实施2007年天然气水合物钻探航次过程中,不断调整调查研究思路,开创性地将自主研发的天然气水合物探测技术应用于实际水合物资源调查评价,提高了数据精度,扩大了资源远景,缩小了勘探靶区,并首次钻探获取水合物实物样品。

      吴能友在科研工作中注重加强基础理论和调查技术方法创新能力,在继承前人研究成果基础上,创新性地提出了水合物成藏和运聚体系理论,并应用于南海北部陆坡水合物控制因素和成藏机制研究,指导了2013年钻探目标优选,在2013年天然气水合物钻取中起到关键作用。

      吴能友带领团队首次开展的基于南海北部实际储层特性的水合物开采实验和数值模拟,在新型的开采井设计条件下,以天然气水合物分解效率和气体产能为绝对标准,以产水量和气水体积比为相对标准,进行单一垂直、水平井降压法、注热法、热吞吐法天然气水合物开采潜力研究和经济性评价,并提出了天然气水合物开采潜力评价地质指标,为南海北部天然气水合物开采方法优选提供科学依据。

      瞄准基础理论研究和技术创新,打造天然气水合物攻关核心力量

      吴能友曾先后主持国家“863”、“973”及国际合作重点科技计划,国家基金和国土资源部、中国科学院、广东省等省部级科研项目30多项,多次组织和参加海洋地质地球物理调查航次,发表学术论文260多篇。

      吴能友重视人才团队建设,注重研究团队的专业交叉、梯队优化,在短短7年的时间里,组建了一个多学科交叉、梯队有序的多尺度融合的42人天然气水合物研究团队,涵盖了天然气水合物的基础物性—成藏与评价—开采技术—应用技术等各个环节,并将该团队发展为我国天然气水合物基础理论研究和技术创新的核心力量之一。

      在他的大力推动下,团队成员中,有1人获得国家杰出青年基金,3人入选中国科学院百人计划,1人获得中科院优秀博士论文,2人获中科院院长特别奖,2人获中科院院长优秀奖。

      瞄准天然气水合物商业开采,着力提供理论依据和技术支撑

      作为中国地质调查局海域天然气水合物资源试采工程的首席专家,吴能友的重任,是要带领研究团队建立天然气水合物“勘采一体化”攻关研发机制,在综合分析国外先进技术的基础上,借鉴常规油气开发技术和经验,从海域天然气水合物的物性、储藏特点,从储存条件、基础物性、开采技术等方面入手,开展室内实验模拟研究,形成一系列新的试开采技术方法。在此基础上,进一步确定试开采实施方案;研发试开采工程设计、建造、安装和调试,以及过程安全监控等关键技术和装备,并进行钻探设备、试采设备海上安装及联合调试,在优选出的天然气水合物富集区实施试开采工程,同时综合评价试开采的技术、经济指标和环境影响,为天然气水合物商业化开发利用积累技术和经验。

      为了形成安全高效的天然气水合物中长期开采技术与方法,吴能友及其研究团队将开展天然气水合物开采模拟及过程监测综合实验系统研发、出砂与产水管道堵塞试采难题实验模拟、水合物开采过程监测技术实验模拟、我国南海沉积层水合物开采技术探索、含水合物沉积物力学特性实验模拟、水合物开采井与地层安全性评价等研究工作,为我国天然气水合物商业开采提供理论依据和技术支撑。

      入选中国地质调查局首批“李四光学者”(急需紧缺高层次人才),既是荣誉,更是责任。吴能友表示,站在新的起点上,将以高度自觉的大局意识和极端负责的态度,严实相成,敬业担责,为服务国土资源中心工作、推动我国海洋地质调查事业作出更大贡献。
    蹚出海域天然气水合物开采之路

     

    7月7日,国土资源部中国地质调查局在湖北宜昌鄂宜页1井页岩气调查重大突破成果研讨会上透露,中国地质调查局部署实施的鄂宜页1井,在地层形成于约5亿年前的寒武系水井沱组,获得了6.02万立方米/日、无阻流量12.38万立方米/日的高产页岩气流,并首次在形成于约6亿年前震旦系陡山沱组发现页岩气藏——迄今全球发现的最古老地层中的页岩气藏。

    这是世界页岩气勘查史上的一个重大突破——在排液仅40分钟,鄂宜页1井就形成高产气流并点火成功。鄂宜页1井,成为我国中扬子地区首次获得页岩气工业气流的参数井,也是迄今世界上在最古老地层中获得页岩气重大发现的参数井。鄂宜页1井,还标志着我国南方老地层的页岩气勘查在中部率先实现了突破。

     

     

    长江经济带主要油气、页岩气田分布示意图

     

    鄂宜页1井压裂施工现场技术研讨

     

    ①半个世纪的梦想终成真 

    “鄂宜页1井的突破,圆了中国地质人半个多世纪的梦想。”中国地质调查局武汉地调中心主任姚华舟说完,介绍了地质人在南方寻找油气资源的艰辛历程。

    在地质学中,与华北板块相对应的南方大陆叫扬子板块。其中,四川盆地以东的渝东、湖北、湖南及江西的一部分被称为中扬子。新中国成立后,华北板块上的油气勘探突破接踵而至,可扬子板块除了在上扬子的四川盆地内部找到普光、元坝、安岳气田,在四川盆地周缘的川东及川南地区获得页岩气突破外,中、下扬子一直没有大的发现。

    怀着找油找气的梦想,自1958年开始,地质人年复一年在中扬子地区深耕细作。但无奈这里地质条件太复杂,总的成藏条件不是太好,油气勘探一直没有大的进展。

    “有人形象地把中扬子地区比喻为摔在地上还踹了一脚的玻璃块。”中国地质调查局李四光学者、武汉地调中心油气资源室主任陈孝红说,“中扬子虽然被人们视为一个完整的板块,但其实是被秦岭—大别造山带与江南—雪峰造山带挤成的碎玻璃块。”

    “尽管如此,地质人始终没有放弃在中扬子寻找油气资源的梦想。”姚华舟说,在经过半个多世纪的艰苦探索后,地质人对中扬子地区海相层系成藏条件、盆地的构造演化、构造圈闭类型等形成了一系列新认识,认识到黄陵基底等对于区域构造格架的稳定作用。特别是在油气调查类型上,实现了由单一找常规油气向常规油气与非常规油气并重的转变,从而在鄂宜页1井实现了页岩气勘探的重大突破,圆了地质人半个多世纪以来的梦想。

    ②变顺藤摸瓜为寻根究底 

    谈到突破,武汉地调中心鄂宜页1井项目部的刘安、张保民、罗胜元、李海、张国涛、危凯、曾雄伟、李培军等一帮年轻人说,关键就是找矿思路由原来的顺藤摸瓜变为现在的寻根究底。

    他们介绍说,常规油气找矿理论可概括为生、储、盖、移4个字,即确定油气生成地层后,再找油气的运移通道和有良好盖层的储存空间。而页岩气则属于生成后原地保存的天然气,不用考虑运移通道因素。

    依据这一原理,武汉地调中心在一开始就形成了独具特色的页岩气勘查模式,即在勘查团队组建上,选择与油气资源生成密切相关的地层古生物研究室为主体,再根据工作需要不断引进和补充油气地质研究人员;在研究思路上,坚持从基础地质调查做起,以坚实的地质调查为基础,从一大堆碎玻璃片中找出相对较大的碎玻璃块。

    “这个勘查模式更显示了生物生油理论与勘查单位优势学科有机融合的魅力。”姚华舟说。

    原来,武汉地调中心自1962年成立后,一直以中扬子地区地层、沉积、构造等基础地质研究为主,以宜昌黄花场“金钉子”剖面、关岭生物群等为代表的地层古生物研究更是在全球享有盛誉。页岩气赋存在富有机质页岩中,而页岩往往富含生物化石,是地层古生物学家的重要研究对象。这些因素无缝对接,为中扬子页岩气勘查新模式的形成创造了条件。

    从2007年开始,武汉地调中心承担的《雪峰山西侧地区海相油气地质调查》《中南地区非常规油气形成地质背景与富集条件综合研究》《中南地区页岩气调查评价》《中扬子地区页岩气基础地质调查》等油气、页岩气研究项目硕果频出,和页岩气相关的新认识也逐渐清晰:宜昌地区在寒武纪早期处于台棚过渡相带,富有机质页岩的厚度较大,往往能达到数十米至上百米,页岩富含有机质,生烃条件好;宜昌地区发育古老的结晶基底,在印支期以来的构造运动中相对稳定,地表地质调查和地震剖面解释断裂不发育,页岩气保存条件好;宜昌黄陵古隆起属于继承性古隆起,长期隆起致使寒武系水井沱组页岩的热演化程度相对较低,页岩气形成的时间晚,气体逸散时间相对坳陷区短,有利于页岩气富集;宜昌地区大面积寒武系水井沱组、志留系龙马溪组页岩埋深在1000~3500米,地层倾角一般在10°以下,有利于部署页岩气地质井和参数井……

    对这些专业表述,陈孝红用3个比喻进行了解释:宜昌是华南的“根”,基底是30多亿年前的太古代地层;宜昌是生命的“源”,是华南最早的海底多细胞生物分布区,为油气成藏提供了丰富的物质来源;宜昌是恐龙的“家”,侏罗纪和白垩纪地层为油气的保存盖上了厚厚的被子。

    “良好的刚性基底、完整的沉积盖层、丰富的烃源岩,使宜昌成为油气成藏的有利地区。”陈孝红说。

    在这些新认识指导下,新的勘查模式率先在宜昌开花结果。2015年,武汉地调中心在宜昌点军区车溪和远安县石桥部署了两口页岩气调查井,在中扬子地区寒武纪、志留纪系地层进行页岩气调查。

    2016年4月28日,鄂宜页1井正式施工,开启了宜昌地区寒武系页岩气的系统评价。2017年1月22日,在鄂宜页1井评价基础实施侧钻水平井,4月13日进入压裂试气阶段,5月11日,压裂液返排开始。

    “排液40分钟时,监测人员抱着试试看的心态将火种伸向排液口,没想到一下就腾起近1米高的火焰。”承担压裂任务的中石化江汉油田页岩气开采服务公司总经理袁发勇说,而且这还是在气液尚未分离、排液孔口径10毫米的情况下实现的。

    ③创新助推梦想启航 

    “鄂宜页1井创造了我国页岩气勘查的多个第一。”中国地质调查局油气咨询专家乔德武兴奋地告诉记者:“第一次在复杂构造区的寒武系老地层中找到高产页岩气工业气流、第一次在中扬子地区采用水平井压裂、第一次在中扬子地区使用国产桥塞……”

    “能实现这么多第一,还在于我们贯彻了分工合作、有机整合、成果共享的市场化条件下科技创新机制。”武汉地调中心副主任张旺驰说,这也可以看作是新的勘查模式的一大特色或内容。

    在项目实施过程中,武汉地调中心在坚持地质理论、认识创新的同时,还同工程施工单位一起深入研究工程施工中技术工艺的创新。如在直井施工中,武汉地调中心地质人员与核工业216大队技术人员一起,通过技术工艺创新解决了施工中遇到岩性复杂井斜控制难、高演化页岩解气精度不高等难题,使完钻后的鄂宜页1井井眼直,固井质量好,目地层定位准确,为水平井准确入靶和完井作业奠定了良好的基础。

    “特别值得称道的是江汉油田页岩气开采服务公司。他们宁可自己经济上吃亏也坚持为地质服务。”张旺驰介绍说,在水平井施工前,页服公司技术人员研究主压裂层的剖面图后发现,页岩层呈北东—南西向以8~10 度的倾角展布,若水平井向北东方向施工,压裂后排放压裂液时就有一定的势能可以利用,既不用再上工程手段增加排液费用,还会节约排液时间降低总体费用。但当地质人员提出下倾角下方的页岩层赋气性更好时,总经理袁发勇当即表示:“朝最好的页岩层打钻,排液不畅就上手段!只要能打出高产气流,我们亏的钱就当是对中扬子油气大突破的贡献!”

    地质与设计施工单位融合创新,带来了一系列对中扬子板块油气勘探突破具有现实借鉴意义的成果:

    创新地质与工程联合攻关的地调项目工作新模式。坚持以实现产能最大化的地质目标为导向,地质设计与工程施工一体化;强调钻完井工程的目标整体化下各个施工环节工作目标责任制以及无缝对接管理。制定了工程设计和施工过程考核与最终地质目标相结合双重目标责任制考核方法。建立了以地质目标引导过程考核,以过程严格考核促进地质目标实现的目标责任制考核管理方式。

    创新低勘探程度地质工程一体化技术。提出了低勘探程度复杂构造条件下“精细描述—技术研究—工程设计—组织实施—综合评价”地质工程一体化技术,集多学科气藏研究、全方位项目管理及钻完井设计施工于一体,攻关形成了适应寒武系页岩储层特征的钻完井一体化工程技术系列。

    创新构造复杂区低勘探程度定录导一体化技术。提出了低勘探程度构造复杂区分段分级控制、井震剖面对比—计算—预测—调整地质导向方法,优化设计了变曲率渐增式五段制井眼轨道,优选出精准导向钻具组合和钻进参数,创建了定向+录井+地质导向联合工作模式,形成了构造复杂区低勘探程度定录导一体化技术。

    创新复杂地质条件下高位垂比长水平段井壁稳定技术。研制了低温乳化剂、润湿反转剂、降滤失剂,自主研发了低温防垮塌油基钻井液体系,创新提出了全过程井壁稳定预控模式,形成了复杂地质条件下高位垂比长水平段井壁稳定技术,解决了寒武系页岩层长水平段水化失稳难题。

    创新常压低温高钙质高应力差页岩储层改造技术。在国内率先提出了常压低温高钙质高应力差页岩储层“主缝+复杂裂缝”改造思路,评价分析了寒武系常压低温页岩储层“六性”特征及其改造效果影响因素,建立了寒武系常压低温页岩储层复杂缝网评价方法及模型,优化了支撑剂组合方式、射孔方式、泵注程序等施工工艺。

    创新低温低伤害页岩气压裂液体系。研制了低温破胶剂、减阻剂、稠化剂、助排剂,自主研发了低温低伤害FLICK滑溜水和低温低伤害LOMO胶液体系,有效提高了常压储层压裂液返排率,减少了储层伤害,打破了国外技术垄断。

    鄂宜页1井的突破,增添了企业在中扬子的油气勘探信心。现在,中石油已在相邻区块内完成300平方公里的三维地震,并已部署一口评价井;中石化则拟直接利用尚在压裂试气中的鄂宜页2井的资料和经验,在进行充分准备后直接进入开发。

    ④为了梦想衣带渐宽终不悔 

    “鄂宜页1井的突破,离不开项目组全体人员付出的泪水、汗水和心血。”武汉地调中心党委书记胡茂焱动情地说,“为了找到扬子板块油气资源勘探的突破点,为全面突破提供科学理论和实践经验,项目组的同志只得将对家人的愧疚深压在心底。他们无愧于中国地质人的称号!”

    这个团队在陈孝红、王传尚的带领下,用一个个创新性成果回报了家人对自己的支持与理解:

    以这一项目为平台,陈孝红修订了宜昌地区寒武纪、志留纪地层格架,建立了宜昌地区寒武纪镶边碳酸盐台地边缘沉积相模式和志留纪前陆盆地沉积相模式,发现了寒武系、奥陶系甲烷渗漏证据以及古地理、古环境和古气候变化及其对页岩气储层的制约关系,为页岩气有利区优选、井位部署提出了科学依据。

    王传尚提出了宜昌地区页岩气具备多层系立体勘探潜力的认识,为页岩气参数井的部署提供了依据。

    刘安通过项目实施查明了寒武系页岩气地质条件,获得了含气性参数,圈出了远景区。通过古流体研究,分析了中扬子重要圈闭构造的油气保存条件,明确了宜昌地区古流体演化过程与页岩气富集的关系。

    张保民通过深入研究,精细刻画了宜昌斜坡带寒武系富有机质页岩的发育层位,明确了页岩的古地理分布特点,结合二维地震资料的分析解释,深化了宜昌斜坡带地层、构造以及古地理的认识,圈定了宜昌地区寒武系页岩气有利区。

    张国涛在全面收集、整理和分析中扬子地区震旦系和下古生界页岩有机地球化学特征后,编制了中扬子地区震旦系和下古生界各页岩的厚度、有机碳含量、成熟度等有机地化参数等值线图,圈定了中扬子页岩气远景区。

    罗胜元通过对中扬子复杂构造区页岩气形成富集机理的系统研究,提出宜昌斜坡区所处的黄陵古隆起对页岩气的形成和聚集有优越控制作用,是寒武系页岩气有利勘探区的认识……

    路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。项目组成员表示,今后,他们将继续发扬拼搏、奉献、创新的精神,为实现中扬子油气资源的全面突破继续努力。

    中扬子油气梦想扬帆起航
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