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    中国可燃冰勘查利器——海马号无人潜水器

    新华社发

    勘查团队在祁连山南缘钻探发现“可燃冰”。

    冀 业摄(资料图片)

    近日,俗称“可燃冰”的天然气水合物成功获批为中国第173个矿种。这虽然是业界和公众意料之中的事,但还是引起了广泛关注和热烈讨论,人们由此预见,可燃冰作为一种战略性绿色能源,在中国获得了相应的法律地位,必将在勘查和开发利用方面迎来新的发展机遇。

    可燃冰被誉为“未来能源、洁净能源和21世纪能源”,这一方面在于其有能量密度极高、非常洁净等特质,另一方面在于其分布范围广、资源量巨大,可以为人类提供持久能源支持。对于环境资源压力巨大的中国来说,可燃冰更是承载着变革能源结构、实现绿色可持续发展的梦想。20多年来,中国科技工作者不懈努力、忘我奋斗,不仅系统提出了被实践证明正确的可燃冰成藏理论,而且形成了具有国际先进水平的可燃冰资源综合勘查高新技术体系,为可燃冰的开发和利用奠定了坚实基础。

    中国储量家底知多少

    在标准状况下,1立方米可燃冰可释放出164立方米天然气和0.8立方米的水,能量密度是天然气的2-5倍、是煤的10倍。这是人们对神奇的“冰火”津津乐道的主要原因之一。这样一种能量密度极高的物质,在地球上储量非常丰富。国土资源部天然气水合物重点实验室总工程师刘昌岭研究员介绍说,如果把全球可燃冰的储量折算为有机碳资源,其有机碳占总量的比例超过53%,而煤、石油、天然气三者有机碳之和仅占26.6%,也就是说,前者是后三者之和的约2倍。国际上广泛引用的可燃冰储量数据来自美国科学家科温沃登,他预测全球储量为21万亿吨油当量,与美国能源部2011年发布的数据大致相当。

    具体到中国,可燃冰的储量如何呢?中国地质调查局副局长王昆给出了一个数字:约800亿吨油当量。他强调,这是根据天然气水合物资源类型及赋存状态,结合地质条件对中国海域可燃冰源量的初步预测量。冻土区是陆域可燃冰的可能成矿区,而中国是世界上第三冻土大国,冻土区总面积达215万平方公里,具备良好的可燃冰赋存条件和资源前景。据科学家初略估算,陆域可燃冰远景资源量至少有350亿吨油当量。王昆介绍,总体上看,中国可燃冰分布广、类型多、储量非常丰富。目前,已在南海发现两个超千亿立方米的矿藏,圈定11个成矿远景区、25个有利区块。

    四个勘查阶段迎头赶上

    与一些国家从上世纪70年代就投入可燃冰勘查研究相比,中国在可燃冰资源调查研究方面起步无疑是较晚的。据刘昌岭介绍,如果从1995年原地质矿产部设立可燃冰调研项目开始算起,不过20多年,而这20多年又可以分为四个阶段。

    一是预研阶段。主要开展对国外调查研究情况的调研跟踪、文献整理等工作。这个阶段有两个标志性年份。1995年,“西太平洋水合物找矿前景与方法的调研”“中国海域水合物勘测研究调研”等项目设立,中国地质科学院矿产资源研究所和广州海洋地质调查局等机构参与其中,对水合物在世界各大洋中的形成、分布等方面进行了初步研究,明确指出了中国近海海域具有水合物成藏条件和资源远景。1998年,在国家“863”计划支持下,“海底水合物资源探查的关键技术”前沿性课题研究顺利启动。此外,中科院兰州冻土研究所开展了实验室合成天然气水合物研究,并通过书籍翻译将外国可燃冰领域研究进展系统介绍进来。

    二是前期调查阶段。1999年,国土资源部启动了“西沙海槽区天然气水合物调查与评价”项目,首次在该区域发现了可燃冰存在的重要标志。在东沙群岛南部和台湾西南等海域,调查团队也发现了蕴藏可燃冰的证据和标志,并综合利用多种海底调查手段,包括海底取样和摄像等,对这些证据和标志进行了研究分析,初步确认了可燃冰的存在。

    三是专项调查阶段。此阶段从2002年持续到2010年,参与调查的众多科研院所和大学与中石油、中石化等历时8年,实施了与可燃冰相关的4个专项,优选了南海的数个海域,开展了可燃冰调查与评价,并获得了可燃冰实物样品,取得了重大突破。与此同时,中国陆域可燃冰调查也在大力推进,初步结果显示,祁连山和漠河盆地等冻土地区具备较好可燃冰成矿条件和找矿前景。

    四是“127”工程国家专项阶段。2011年,“127”工程天然气水合物专项设立,按照“海路并举,先易后难”的思路,加强对南海、东海等海域和陆域冻土区的调查研究,查明中国海陆可燃冰家底,并为进一步开展资源评价和开发做好准备。上述专项实施的目标之一是实施赶超战略,使中国可燃冰勘查等技术与国际先进国家同步,为商业开发打好基础。

    推进理论和技术装备创新

    四个阶段,22年努力,中国不仅摸清了可燃冰家底,而且实现了一系列勘查理论和勘查技术、装备的创新。实际上,注重创新的引领作用,把地质调查过程变成科技创新的过程,全面提升科技创新解决资源环境基础地质问题的能力,也是中国地质领域工作的指导思想。

    中国地质调查局基础调查部副主任邱海峻指出,根据国际上的研究,可燃冰在全球主要分布有两类地区:一类是水深300米—3000米的海底,在海底以下0米—1500米的沉积物中产出;另一类是陆上冻土区。成功进行可燃冰勘查,光靠上述大体模糊的判断显然是不够的,必须摸索出适合中国海域和陆域地质特征的探测理论和方式。

    刘昌岭指出,中国科学家根据可燃冰成矿原因,创新性提出“渗漏型可燃冰”概念,并将可燃冰划分为“扩散型”和“渗漏型”等几种,总结出各自的特点,指出它们在南海北部具有密切的成藏关系,具备形成的地质条件,并揭示出该地区形成了南北成带状的可燃冰富集规律。

    工欲善其事,必先利其器。可燃冰勘查离不开先进的装备,而4500米级深海遥控潜水器海马号就是中国可燃冰勘查的一大利器。它历时6年研发而成,实现了一批关键技术突破,包括本体结构、浮力材料、液压动力和推进、作业机械手和工具、观通导航、控制软硬件、升沉补偿装置等,是中国迄今为止自主研发的下潜深度最大、国产化率最高的无人遥控潜水器系统。该潜水器研发成功后迅速转化为应用,在南海北部陆坡发现了海底活动性“冷泉”,实现了南海天然气水合物资源调查领域的突破性进展。

    在可燃冰勘查过程中,中国科学家摸索出一套成熟的调查技术和特效探测技术。刘昌岭举例说,针对可燃冰赋存的相关地貌、沉积矿物等,勘查人员集成了一套可燃冰综合探测系统,综合“地质、地球物理、地球化学”等调查手段,该技术已成为服务海域可燃冰常规勘探的主打技术。

    《 人民日报海外版 》( 2017年11月25日 第 08 版)

     

    人民日报:“冰火”勘查诠释中国地质速度(“瞄准世...

    “你好,我们的车陷进了泥沙,请速来救援”。近日,一野外项目组一台车在大浪滩地区外出作业时陷进泥沙,向中国地质调查局西宁野外综合保障基地请求救援。中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心(以下简称“西宁中心”)迅速响应,成功完成救援。

    大浪滩,位于青海省海西蒙古族藏族自治州花土沟镇境内,寒冷干燥、降水少、蒸发强、昼夜温差大,属于典型的“四无”地区(无人、无水、无路、无信号),在这里车辆被陷时间过长是十分危险的。

    今年,西宁中心建成中国地质调查局西宁野外综合保障基地,经过深入调查研究建成三站式野外保障基地(综合保障基地+野外保障工作站+前进保障营地),此次参与救援任务的就是大浪滩前进保障营地。保障团队到达陷车地点后,对现场环境进行分析研判,采取科学可行措施成功进行了救援。

    此次成功救援,展现了西宁野外综合保障基地团队专业的应急救援能力,更体现出在复杂多变的地质环境中,建立有效的野外保障体系的重要性。下一步,西宁中心西宁野外综合保障基地将定期组织救援演练和培训活动,提高救援人员的专业技能和应对突发事件的能力,与当地政府、其他科研机构和企业建立合作关系,形成多层次的保障体系,以应对更加复杂的救援需求。

     

     
     
     
    车陷泥沙无寸进 野外保障速救援

    在第23个全国“安全生产月”到来之际,中国地质调查局武汉地质调查中心(以下简称“武汉地调中心”)以“人人讲安全、个个会应急——畅通生命通道”为主题,深入组织学习、贯彻落实习近平总书记关于安全生产的重要论述和重要指示批示精神,并按照部局有关部署安排,精心组织了一系列形式多样、内涵丰富的安全生产教育实践活动。

    6月初,武汉地调中心在单位显眼位置悬挂起“安全生产月”主题横幅,并在办公楼电梯口、食堂等区域摆放了安全生产宣传海报,时刻提醒干部职工关注安全,时刻绷紧安全弦。同时,该中心还在办公楼大厅宣传屏循环播放安全生产公益广告、主题宣传片及《安全生产 责任在肩》警示教育片,进一步增强干部职工对安全生产的认识和重视程度。

    6月7日,武汉地调中心安委会举办了一场别开生面的“安全风险隐患调查大家谈”活动。各部门安全员踊跃发言,积极分享本部门或项目中存在的风险隐患,并交流安全管理工作的经验和做法。这不仅促进了部门间的交流学习,还为中心安全生产工作提供了宝贵参考。

    6月11日,武汉地调中心举办了一堂深入人心的安全生产公开课。课程内容重点围绕习近平总书记关于安全生产的重要论述,结合局党组关于安全生产的部署要求以及地质调查安全生产现状,通过鲜活的警示案例讲解,进一步强化了干部职工的安全意识,并对武汉地调中心近期安全生产重点工作进行了详细部署安排。此外,公开课还邀请关东消防救援站专家就初期火灾扑救与逃生、心脏复苏演示等内容进行了授课,并在其现场指导下,成功进行了消防应急疏散演练,切实提高了全体干部职工的应急处理能力。

    下一步,武汉地调中心将继续深化“安全生产月”活动,组织开展全国“安全宣传咨询日”活动、车队驾驶员安全教育视频会以及地调局安全生产突发事件应急处置演练等活动。通过这一系列活动的深入开展,武汉地调中心不仅有效提升全体干部职工的安全防范意识和应急处理能力,共同营造“人人讲安全、个个会应急”的浓厚氛围,也为构建平安和谐的工作环境奠定了坚实基础。

     

    武汉地质调查中心全面开展“安全生产月”系列活动

    近日,勘探技术所自主研发的RN254型铁钻工在陕西延安某气井施工现场成功进行了生产应用试验。本次试验中,RN254铁钻工配合钻机钻井进尺4164m,实现零故障零事故自动化拧卸各种扣型千余次,获得现场人员的一致好评。

    RN254型铁钻工是基于勘探技术所承担的“智能化深部钻探技术升级与应用示范”项目研发的井口自动化拧卸装置,可在3.5英寸—10英寸范围内安全、快速、平稳的实现钻具连接、上卸扣。该型号铁钻工将钻台上液压大钳、B型钳、套管钳等所有上卸扣工具功能进行集成,可以实现多种型号的钻具上卸扣,极大减少了人工作业的劳动强度,有效提高了深孔地质钻探的辅助作业效率。该装置还创新设计了可靠稳定的液压控制系统和电气控制系统,通过有线、无线以及本地三种方式进行控制,可根据现场使用条件设定参数实现智能化一键操作拧卸,并在本次生产试验中得到了充分验证。

    RN254型铁钻工是我所在智能化钻探设备体系中的又一次有效尝试,旨在解决深部钻探技术中自动化程度低、能耗较高、安全性较低等问题。下一步该所将继续完善优化智能化钻探技术装备,为深部资源勘探与开发提供安全、高效、节能的技术支撑。

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    勘探技术所RN254型铁钻工成功进行生产应用试验

    近日,自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所研发的新型大直径孕镶金刚石全面钻头,在新疆塔里木油田博孜1区块102-4井砾岩层的全面钻进中取得重要突破,单只钻头进尺达到300米,有力支撑该区块油气勘探提速提效。

    博孜区块油气井设计井深均超6000米,上部为巨厚砾石层,厚度超2000米,可钻性差,机械钻速低。针对地层特点,探矿工程所技术人员从胎体配方、刀翼结构、流道布置及耐高温钻头制造工艺等方面开展攻关,创新研发出新型大直径孕镶金刚石全面钻头,并在博孜102-4井匹配高速涡轮成功进行了钻进应用试验。该钻头平均机械钻速达2.01米/小时,综合指标与国外同类产品相当,但费用远低于国外孕镶全面钻头,大大降低了钻井成本,为该区高效勘探开发提供了有力的技术支撑,也为我国西部深层油气田相似地层钻井提供了可行的高效解决方案。

    入井前
    入井后
     

     

     

     

     
    探矿工程所创新研发新型大直径孕镶金刚石全面钻头助...

    由《探矿工程》杂志编辑部发起、业界广泛推荐,经业内专家学者投票推举产生了2016年探矿工程十大新闻,现介绍如下。

    一、祁连山冻土天然气水合物试采工程成功进行了开采试验

    由中国地质调查局勘探技术研究所承担的我国祁连山冻土天然气水合物试采技术与工程2016年完成了三井地下水合物层水平定向对接施工,并成功进行了开采试验。该项冻土层水平定向对接井施工及开采试验施工工程是国内外首次在高寒、高海拔小曲率半径进行三井地下水平对接并进行冻土天然气水合物开采试验的工程。项目组利用“慧磁”中靶定向对接技术在两井之间只有310m距离的两井之间实现地下340m准确对接,水平定向对接井到达目标点的位置差仅有20cm。

    由于采用水平定向对接钻进技术使得水合物层在地下连通,大大提高了冻土天然气水合物的开采效率,连续试采排空试燃23天,开采气量1078m3。达到了降压及加热开采的目的。利用水平定向对接井钻进技术水合物层地下大面积连通,增加水合物释放自由度,提高开采效率和经济效益具有重要意义,在国内外属于首次。

    二、松科二井四开顺利完井,井深达5922.58m,2016年度取得丰硕成果

    11月25日,由中国地质调查局勘探技术研究所承担的松辽盆地科学钻探“松科二井”井深达5922.58m,四开Φ216mm取心进尺1380.34m,获取岩心1285.13m,采取率95.23%。超额完成年度设计深度5800m的任务目标,同时完成了高温井段的测井、录井、固井工作,四开已顺利完井。

    “松科二井”四开于2016年3月30日开钻,6月19日超越我国大陆“科钻一井”(CCSD-1)工程5158m的终孔深度,成为亚洲科学钻探工程第一深度,也是自国际大陆科学钻探计划组织(ICDP)成立以来,全世界最深的大陆科学钻探工程。“松科二井”四开钻井工程,继续沿袭长钻程取心钻进,在Φ216mm井段实现了“同径取心、一径完钻”,并在三筒联装的基础上继续扩大成果,创造了四筒联装单回次取心钻进超过40m的世界纪录。

    此外,2016年度取得的成果还有:研制完成Φ178mm常规涡轮钻具、Φ108mm投入式绳取涡轮钻、Φ194mm中空绳取涡轮钻,涡轮钻取心实验获得初步成果;开展了大口径绳索取心钻具的研制及应用研究;在抗高温钻井液体系研究及应用方面,四开采用了抗210℃钻井液体系,顺利完成了全部的钻进、测井施工,未发生因钻井液问题导致的井下复杂情况;高温高压随钻测温技术进展顺利,获得了钻进时全回次的钻井液循环温度曲线,有效地指导了抗高温螺杆马达及钻井液体系的应用,也为高温固井提供了基础数据。

    吉林大学自主设计的“地壳一号”万米钻机也在“松科二井”5900多米井深的试验中验证了其性能的可靠性。“地壳一号”钻机拥有一套自动化钻井装置——自动摆排管装置、自动拧卸装置、自动锚道装置等,还有国内最大一台全液压顶驱装置,在国内超深钻机方面处于领先的地位。

     三、南黄海大陆架科学钻探全取心第一深井——CSDP-2井顺利终孔 

    山东省第三地质矿产勘查院承担施工的南黄海大陆架科学钻探CSDP-2孔顺利竣工。CSDP-2孔于2015年3月29日正式开钻,于2016年9月13日结束,历时530余天,终孔孔径98 mm,孔深2843.18m,全孔岩心采取率97.7%。

    CSDP-2钻孔是我国南黄海中部隆起全取心钻探第一孔,不仅在地质上首次揭示了南黄海中古生界碳酸盐中油气的存在的多项成果,在海洋钻探施工方面还获得了海洋地球科学钻探全取心孔深世界之最的记录。另外,自主研发的多功能海洋钻探平台,使钻探成本降为同功能石油钻探平台的1/10。多项新取心技术在钻探施工上的应用,使取心率远超同行业水平。

    四、“第四届探矿工程学术研讨会”在成都隆重召开

    主题为“环境•生态•资源——探矿工程服务民生新战场”的“第四届探矿工程学术研讨会”2016年10月15—18日在四川成都举行。

    会议由《探矿工程(岩土钻掘工程)》编辑部、地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室、成都理工大学环境与土木工程学院、2011计划-地质灾害防控协同创新中心联合主办,成都捷丰展览展示服务有限公司承办。来自全国地勘、有色、冶金、煤炭等系统的280余位代表参加了会议,会议规模盛大。

    我国地质工作的重点正在进行战略性转移,钻探技术(岩土钻掘技术)的服务领域也在随之发生变化,从地质矿产勘查的主战场逐渐转向服务民生的新战场,地质灾害治理和环境保护、抢险救灾、土壤和矿山生态恢复、非常规能源的勘采等领域,探矿工程技术将发挥不可或缺的重要作用。本届研讨会梳理了以往在这些领域所取得的成果和经验,找出了存在的问题,探讨了下一步需要研究和攻关的课题,对于整个行业适应这种转变、在困境中谋求新的发展机遇有着积极的意义。

    五、国内首次大口径钻孔救生成功,钻探技术显神威

    2016年1月29日22时48分,在山东平邑“12•25”石膏矿坍塌事故发生36天后,被困井下的4名矿工,通过大直径救援钻孔成功获救。这是我国大口径钻孔救援成功的首例、也是世界上的第三例,创造了矿山事故救援的范例,在矿山救援史上具有里程碑意义。

    国内矿山救援成功案例几乎都采用了井下救援的巷道掘进方式,但在平邑石膏矿坍塌事故救援现场,大口径钻机打孔救援方案成为唯一可行的办法。在大口径钻机开钻之前,救援人员先打通小口径的“保命孔”,向井下投放食物和饮水。

    大口径钻机打孔救援方式在国内还没有成功先例,全球范围内也只在美国宾夕法尼亚州魁溪煤矿矿难和智利圣何塞铜矿矿难上成功过。为确保万无一失,救援指挥部调集了3台施工口径超过700mm的钻机投入作业,24h不间断施工。事故矿区复杂的地质条件给大口径救援孔的施工带来了极大的困难。从地表至井下巷道顶板220m,灰岩层、砂岩层、石膏层和石灰岩交替出现,坍塌造成地质不均多次导致钻头打偏,钻孔过程中频繁掉落的石块也经常卡住钻头。钻孔过程经过“一波三折”,最终顺利贯通。

    此次抢险救援,地质钻探技术发挥了特殊的优势,为抢救被困人员起到了关键性的作用。

    此外,2016年7月4日23时,河南省煤田地质局豫中地质勘察工程公司在山西沁水中村煤业公司“7.2”透水事故救援中,精心组织,制定了科学的施工方案,采用空气正循环钻井工艺,快速完成了直径215.9mm、井深114m的生命通道,为成功营救被困矿工赢得了宝贵的时间,最后,被困井下120多个小时的8名矿工成功获救。

    六、青海省共和县恰卜恰镇干热岩资源勘查GR1井施工进展

    由青海省水文地质工程地质环境地质调查院组织实施、山东省鲁北地质工程勘察院负责施工的青海省共和县恰卜恰镇干热岩资源勘查GR1号井钻探施工项目,设计孔深4000m,于2016年11月上旬进行了井底测温,在孔深3600m时温度达204℃,2016底已钻至孔深3705m,目前正在顺利实施中。

    该钻孔是目前国内深度最深、温度最高的干热岩钻井,施工过程中,在钻具组合、高温泥浆及高温泥浆堵漏、超高温测井技术、高温防喷技术方面分别做了相关研究。采用了高温螺杆复合钻进工艺及复合钻进取心工艺,大大提高了钻效和岩心采取率在钻进取心过程中使用了新型涡轮钻具,取得了较好的效果,为今后施工同类干热岩项目奠定了坚实基础并做了相关技术储备。

    七、第32次南极科学考察队在昆仑站冰芯房钻取出一支长3.55m的深冰芯

    当地时间2016年1月5日,中国第32次南极科学考察队昆仑队在昆仑站的冰芯房钻取出一支长3.55m的深冰芯,这是本次考察队钻取出的第一支深冰芯。中国南极深冰芯科学钻探是国际上第一个在Dome A地区开展的深冰芯钻探项目,Dome A地区是目前已知地球上温度最低、年降雪积累率最小的地方,成为国际科学家公认的最有可能获取达百万年尺度古老冰芯的希望之地。深冰芯记录的古气候环境信息是研究地球系统气候变化机制的基础,而地球气候系统自然变化规律的探寻是评估人类活动对地球气候系统影响程度的基本前提。目前,我国已经在昆仑站钻取了650多米深冰芯,这不仅刷新了我国深冰芯钻探记录,同时使我国钻探人员积累了丰富的冰芯钻探经验。深冰芯样品将被妥善运回国内进行物理化学分析,进而开展100多万年时间尺度内的全球变化研究,针对古气候研究前沿课题进行攻关研究。

    八、膨胀套管技术在页岩气井和大斜度孔中成功应用

    2016年6月24日,由中国地质调查局勘探技术研究所自主研发的钻孔“支架”修复技术——“膨胀套管护壁技术”在广西柳州地区页岩气地质调查井工程雒容1井1470m孔深处成功护壁。广西柳州地区页岩气地质调查井工程雒容1井在钻至1470m处白云岩与泥岩过渡处,发生了严重缩径坍塌孔内事故,在调整泥浆未取得效果后采用水泥封堵处理,共7次注入水泥均未取得较好效果,3个月无法正常作业。最后采用膨胀波纹管护壁技术,仅用了6天即成功对该缩径坍塌孔段进行了护壁,避免了钻孔的报废。

    本次施工是膨胀套管护壁技术在页岩气井孔的首次应用。此次膨胀套管技术的成功应用,验证了膨胀套管护壁技术在解决不同类型井孔的复杂孔内事故的高效性和可靠性,标志着该技术正式进军页岩气钻探领域。

    此后,膨胀波纹管护壁技术又在山东西岭矿区ZK92-7号钻孔护壁中应用成功。ZK92-7号钻孔设计孔深1600m,设计终孔口径75cm,设计孔斜13°,实测孔斜20°。该孔在施工到1217.1m处遇到近2m长的风化破碎岩段,并伴随有严重的涌水,继续施工至1293m,孔内的掉块涌水现象加剧,无法正常施工。采用膨胀套管护壁技术成功对该事故段位进行了封堵,恢复了正常钻进作业。

    至此,由勘探技术所自主研发的膨胀波纹管护壁技术已成功攻克了地质钻探超深井护壁、长距离连续护壁、页岩气井护壁、大斜度钻孔护壁等关键技术,该技术的全面应用也为我国的地质钻探事故处理提供了更加可靠的技术保障。

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    九、大直径组合式加重管绳索密闭取心钻具在页岩气勘探钻进中获得成功,创国内Φ152mm口径绳索密闭取心钻探2328.18m最深纪录

    由安徽省地质矿产勘查局313地质队探矿工程技术研究所研制的大直径组合式加重管绳索密闭取心钻具,在安徽省页岩气开发有限公司所属的浙江省临安页岩气勘探区块LC01井中进行试验,一举获得成功,该孔于2016年1月30日终孔,终孔深度2328.18m,创Φ152mm口径绳索密闭取心最深纪录。

    该钻具是将Φ114mm普通绳索取心钻杆连接Φ150mm加重管及钻具和Φ152mm特殊钻头的组合方式,同时将绳索取心内管总成设计为密闭取心结构,解决了大直径绳索取心孔底加压和页岩气不提钻密闭取心保气、防污染技术难题。该组合钻具不仅具有孔底加压、绳索密闭取心功能,而且具有钻具工作稳定、保直防斜、钻孔环空间隙大、冲洗液上返阻力小等特点,完全满足页岩气勘探钻探技术要求。本技术已获得国家专利。

    LC01井采用北京探矿工程研究所研制的TDQ-3000型变频永磁电动直驱式顶驱钻机施工,在页岩地层中钻进最高时效达3.2m,平均时效1.0m,绳索密闭取心成功率达100%,密闭取心成本仅为石油钻井密闭成本的10%,钻孔孔斜率与同一区块采用常规绳索取心钻进的钻孔相比由1.1°/100m降低至0.2°/100m,取得了良好的技术经济效果,为大直径深孔绳索密闭取心钻探(井)技术的拓展起到了很好的指导和启示作用。另外,安徽省地质矿产勘查局313地质队承担的“页岩气勘探钻探关键技术方法研究”项目已被安徽省列入省重点科技攻关计划。

     

    十、覆盖层钻探新方法——空气潜孔锤取心跟管钻进技术研发成功

    覆盖层是指覆盖在基岩之上各种成因的松散堆积物和沉积物,采用常规的回转取心钻进方法钻进,普遍存在钻进效率较低、岩心采取质量较差等问题,不仅影响地质勘查进度,还影响地质勘查的客观评价。长期以来,业界从各种泥浆护壁工艺入手,期待解决孔壁垮塌和取心难题,但收效甚微。

    中国地质科学院探矿工艺研究所针对覆盖层钻孔易垮塌、岩心松散易被泥浆冲失和钻孔漏失等钻进技术难题,加强技术攻关,从保护孔壁和保护岩芯入手,采用空气钻进原理,将常规的回转取心钻进方法与潜孔锤跟管钻进优化组合,形成了一种有效的覆盖层钻探新方法——空气潜孔锤取心跟管钻进技术,既有效提高了钻探效率,又大大提高了取心质量。

    该方法采用空气作为冲洗和冷却介质,不需要液态介质(泥浆),对地层稳定性无影响,不会产生渗漏污染地层和地表,并且施工场地占地面积较小,钻孔施工周期短,对地表植被影响较小,地表植被容易恢复,是一种环保、优质、高效、成本合理、实施更容易的钻进方法,为“绿色钻探”的浅层钻探提供了有效的技术支撑。

    2016年探矿工程十大新闻