分类:全 站  |  新闻  |  通知公告  |  重大计划  |  工作动态  |  队伍建设  |  关于我们  |  互动  |  图 片  |  视 频 查询到17条相关结果,系统用时0.014秒。

查询时间:时间不限

  • 时间范围


查询范围:标题+正文

排序方式:按相关度排序

检索范围:

      (一)天然气水合物勘查与试采工作取得重大进展

       

    海域天然气水合物试采试气点火  

    该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局叶建良牵头,中国石油集团海洋工程有限公司、中国地质科学院勘探技术研究所、北京大学等科技攻关团队参与完成。该成果为我国海域天然气水合物第二轮试采实施做好了充分的理论与技术准备。其主要创新点:

    1. 在第一轮试采理论创新的基础上,不断深化研究,完善丰富了“系统成藏”和“三相控制”理论,为第二轮试采井位确定、工程实施、环境保护等提供了全方位的理论支撑。

    2. 攻克形成水平井试采技术装备体系,自主研发相关技术装备达到国际领先水平,部分技术装备打破国外垄断;自主开发了天然气水合物产能模拟与调控系统及流动保障软件,为试采提供了重要技术保障。

    3. 以“防控为主、监测并重”的理念,自主创新形成覆盖试采全过程的环境风险防控技术体系,建立了范围更大、手段更多、精度更高的大气、水体、海底、井下“四位一体”环境监测体系。

    4. 形成了一支涵盖地质、模拟、技术工艺及装备研发等学科、专业,涉及70余家科研院所、生产单位近千人的试采团队。

      

    (二)松辽盆地陆相页岩油调查取得重大突破

       

    沈阳地质调查中心与大庆油田松页油1HF井交接仪式          油气资源调查中心吉页油1HF井超临界二氧化碳压裂

    该成果由以中国地质调查局沈阳地质调查中心杨建国、油气资源调查中心徐兴友为首的科研团队共同牵头完成。其主要创新点:

    1.松辽盆地北部松页油1HF井获得日产14.37方工业油流;松页油2HF井获得日产10.06方工业油流;松辽盆地南部吉页油1HF井获得日产16.4方的工业油流。

    2.创新形成松辽盆地页岩油富集规律新认识,建立了目标优选综合评价体系,为相同类型页岩油调查提供借鉴。

    3.创新形成了水平井钻探和压裂试油两项陆相页岩油关键工程技术,应用效果显著。

    4.按“三位一体”评价松辽盆地青山口组一段页岩油资源量,证实巨大页岩油开发前景。

    5.调查成果为松辽盆地页岩油勘查提供示范,三口井移交油田公司进行试采,引领松辽盆地页岩油勘探开发。

      

    (三)二连盆地陆海地区砂岩型铀矿调查实现重大突破

    该成果由以中国地质调查局天津地质调查中心司马献章为首的科研团队牵头完成。其主要创新点:

    1.提交特大型砂岩型铀矿1处,矿体埋藏浅,矿石渗透性好,易于地浸开发,环境影响小,勘查开发成本低。

    2.创新了砂岩型铀矿成矿理论认识,提出了适合我国陆相盆地的“构造-油水界面-古河谷控矿”成矿新模式,为铀矿找矿靶区圈定和钻探工程布置提供了充分的科学依据。

    3.形成了较为完善的找矿技术方法体系。针对氡气测量数据采集和异常解释存在的难题,创新应用氡气-伽玛测量技术方法组合,结合重力-航磁-放射性测量等综合信息,快速发现并圈定矿体,大幅提升了找矿效率,全区钻孔见矿率高达80%。

    4.将理论和技术推广应用于二连盆地西部、准噶尔盆地南部和柴达木盆地西部等地区,均取得了良好的找矿效果。

      

    (四)我国首眼干热岩试验开发井(青海共和盆地)完井并成功试压裂

     

    青海共和盆地干热岩钻井现场

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质部组织中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质科学院等单位实施完成,牵头完成人张二勇。主要创新点:

    1.完成国内首眼干热岩试验开发井施工,成功试验应用快速钻进施工工艺,探索形成高温硬岩高效钻进技术工艺,初步建立国内首个干热岩井测井技术体系。

    2.完成国内首例干热岩试验开发井试压裂,形成干热岩造储机理新认识和造储新工艺。

    3.创新干热岩压裂综合监测技术,建成干热岩压裂裂缝实时微震监测系统,研究形成干热岩压裂微震、电磁法联合监测技术。

    4.通过地面调查、物探、钻探、测井、地球化学分析、构造演化研究等手段,研究提出了共和盆地干热岩热源机制与成因模式。

     

    (五)深部地热探测与动态评价服务雄安新区地热规划开发取得显著成效

    雄安新区南北向地质剖面图

     

                                              D35钻孔现场                                      D35钻孔抽水现场

    该成果由以中国地质科学院水文地质环境地质研究所王贵玲为首的科研团队牵头完成。其主要创新点:

    1.提出“克拉通破坏+浅部古潜山三元聚热”理论,构建了雄安新区深部三维热储空间结构,阐释了古潜山的聚热成储特征及其对局部热异常的影响机制。基于此理论在雄安新区实现多处地热勘探突破,钻获华北地区产能最大地热井。

    2.突破以静态储量为基础的地热资源评价方法限制,提出考虑热流补给的采灌均衡条件下地热资源动态评价技术,明确了雄安新区采灌均衡的标准,地热资源勘查报告为新区首个全面施工的容东片区规划提供了支撑,有效服务雄安新区地热开发利用规划的编制。

    3.全面支撑雄安新区地热资源可持续开发。在新区范围内探获高于庄组深部热储第二空间,评价了热储的开发潜力,为新区地热可持续开发提供了稳定的后备资源保障。

      

    (六)探索完成全国、长江经济带、重庆等不同层级资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价并有力支撑国土空间规划

     

    长江经济带“双评价”图集成果样式         全国“双评价”图集成果样式

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质部组织中国地质环境监测院等单位实施完成,牵头完成人石菊松、乐琪浪。其主要创新点:

    1.完成全国、长江经济带、黄河流域和重庆等不同层级“双评价”试点,初步建立了资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术方法,提出了优化调整国土空间开发保护格局的规划建议。

    2.奠定了中国地质调查局在“双评价”支撑国土空间规划中的重要地位,也为全国地勘行业转型发展提供新路径。

    3.基于地质云搭建了“双评价”信息系统,初步实现了在线评价,有效提高了“双评价”工作信息化水平。

    4.先后承担和参与福建、西藏、辽宁、重庆、安徽、承德、大连、锦州、临沂、广安、宁德、榆林等省市“双评价”工作,初步打开了地质调查支撑服务国土空间规划工作局面。

      

    (七)地质工作服务海南、福建、承德生态文明建设取得重大创新

    承德市武烈河百公里生态与文化产业走廊规划建议

    该成果由中国地质调查局主导,中国地质环境监测院、武汉地质调查中心、南京地质调查中心等单位组织实施完成,牵头完成人郝爱兵。其主要创新点:

    1. 以福建省和承德市为例,建立了适用的“双评价”方法和指标体系,编制完成“双评价”报告和图集,为省级和市级国土空间规划和用途管制提供有力支撑。

    2. 探索开展地质资源环境与其它自然资源和历史人文等要素综合评价,为流域生态保护与产业发展、地质文化村(镇)建设提供了地球系统科学方案。

    3. 初步构建了“三位一体”的自然资源综合调查技术方法,形成服务生态文明建设的“承德模式”和基于地质成因规律的福建长汀水土流失治理模式。

    4. 以承德市和宜昌市为例,首次分析了地质建造对农业和生态格局的控制作用,为特色农业发展和生态保护格局优化提供了科学依据。

    5. 首次实现陆海一体化地下空间探测与评价,为海南省海口市江东新区规划建设提供了有力支撑。

      

    (八)长江经济带页岩气资源潜力评价基本完成

     

    长江经济带页岩气资源潜力分布图

    该成果由以中国地质调查局油气资源调查中心的郭天旭为首的科研团队牵头完成。其主要创新点:

    1.创新建立“页岩气分级分类资源评价技术方法与参数体系”,在长江经济带优选页岩气远景区131个和有利区120个。

    2.首次在长江经济带开展了地质条件、技术经济、生态环境“三位一体”页岩气资源综合评价,对国家生态要求禁止开发区内外资源进行了评价,采用勘探开发全成本法对页岩气资源进行了经济性分析。

    3.成果通过中国地质调查局组织的鉴定,戴金星、李廷栋院士等11位专家认为成果报告基础资料丰富、研究工作扎实、参数选取合理、技术方法得当、评价成果可信,“三位一体”综合评价实现了资源调查、科技创新与绿色生态发展的深度融合,对服务长江经济带建设和脱贫攻坚国家战略具有重要意义,是一项具有前瞻性和导向性的重大成果,达到国际先进水平。

     

    (九)新疆博格达山前带新区新层系油气调查实现重大突破

    新疆博格达山新吉参1井油气成藏模式及测气点火照片

    该成果由以中国地质调查局油气资源调查中心的高永进、周新桂为首的科研团队牵头完成。其主要创新点:

    1.首次在博格达山前带二叠系芦草沟组钻获高成熟度优质烃源岩,首次在准噶尔盆地南缘发现了二叠系和三叠系气藏,并获工业气流,实现2个层系油气调查重大突破。

    2.建立了博格达山前带“深层源储一体、连片分布,浅层构造-岩性为主、局部富集”的复式油气成藏模式,揭示了山前带“多层系、多类型、有序分布”的规律,系统评价二叠系油气地质资源量达14.76亿吨,勘查开发前景可观。

    3. 业内专家认为该成果是我国北方新区新层系新领域油气调查的一项重大战略性突破,拓展了准噶尔盆地天然气勘探开发前景,地质理论研究达到国际先进水平,充分体现了国家公益性油气调查工作的基础性、战略性和前瞻性,示范引领作用显著。

     

    (十)国家级地质灾害防治信息系统与30个省(区、市)实现互联互通与数据共享

    国家级地质灾害防治信息系统互联互通现状图

    该成果由以中国地质环境监测院李媛为首的科研团队牵头完成。其主要创新点:

    1.建立自然资源部和中国地质调查局协调领导,省级自然资源厅支持,环境监测院牵头,30个省级环境监测总站共同参加的地质灾害防治工作新模式,推动1+31的局省(院站)合作机制建设。

    2.创新异地、异主、异构分布式地质灾害数据库共享集成技术。①建立了基于专网和互联网+VPN的地质灾害数据双通道传输模式,保障数据连续、稳定、安全传输;②设立省级和国家级前置库,采用触发器技术实现地质灾害数据动态增量更新,利用ETL等中间件技术实现多源异构数据快速抽取、清洗、变换和集成。

    3.首次建立地质灾害数据动态更新质量评价系统,对数据传输通道状态、更新内容、更新频率等进行实时定量评价,并纳入国家地质灾害防治工作管理体系。

    4.完善全国地质灾害防治信息化建设技术标准,规范调查评价、群测群防、专业监测、工程治理和搬迁避让等地质灾害防治数据库建设要求,示范引领省级地质灾害数据库和信息系统建设。

      

    2019年度地质调查十大进展发布

     

    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

    水库消落带岩体渐进性劣化形成潜在重大崩塌滑坡地质灾害是当前三峡工程地质安全面临的新挑战,中国地质调查局武汉地质调查中心积极探索水库岸坡消落带岩体劣化防控新技术,针对玄武岩纤维轻质锚索(杆)研发应用过程中的技术难点,提出了系统解决方案,相关技术创新申请了20余项国际国内专利。

    武汉地调中心研发的“Rapid construction device and method for prestressed basalt fiber anchor rod ”日前获美国发明专利授权,该专利发明了一种预应力玄武岩纤维锚杆快速施工装置及方法,创新性提出了在锚孔钻进过程中下放玄武岩纤维筋,同时在套筒钻杆回退提升过程中完成注浆,有效解决了传统玄武岩纤维锚杆制作与施工工艺复杂繁琐的问题,可显著提高施工效率。

    该研究成果为玄武岩纤维锚杆新型绿色防治技术应用推广奠定了良好基础,具有显著的创新价值和行业引领前景。下一步,武汉地质调查中心将加快该项技术的示范应用力度,进一步提升技术成熟度,推动科技成果转化,精准服务三峡工程蓄水运行期岸坡岩体劣化工程治理,着力保障库区移民城镇和长江航道的长期地质安全。

     

     

     
    武汉地调中心玄武岩纤维新型锚杆快速施工关键技术获...

    2017年,世界经济增长明显回升,发达经济体与包括新兴经济体在内的发展中国家经济增长同时提速。中国宏观经济运行总体平稳,保持了稳中有进、稳中向好的态势;供给侧结构性改革取得实质性进展,经济结构不断优化,新旧动能加快转换,质量效益有所提升;生态环境状况明显好转,大气、水、土壤污染防治行动成效明显。在我国经济发展由高速增长向高质量增长平稳过渡的形势下,资源环境需求结构持续优化,地质勘查工作保持了深度调整的态势,地质勘查业务在不断探索和拓展中积蓄增长的新动能。

    宏观政策催化地勘持续调整

    我国地质勘查行业自2013年进入调整下行阶段,2017年是进入萎缩期的第5个年头。随着国家资源环境需求结构的持续优化,矿产需求增速显著趋缓,环境保护需求显著增长,矿产资源勘查开采政策趋紧,生态文明建设力度明显加大。宏观管理政策对地质勘查影响日益显现,地质勘查工作的投资结构、专业结构与区域布局持续调整。

    生态文明建设深入推进,矿产勘查开采管理政策趋紧

    环境保护政策法规频繁出台,生态文明建设力度明显加大。2017年1月,国务院发布《全国国土规划纲要(2016~2030年)》,要求推进国土开发、保护和整治;2月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》,明确要求划定生态保护红线,建立生态保护红线制度;7月,国务院新增17个国家级自然保护区,总数增至463个;9月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于深化环境监测改革提高环境监测数据质量的意见》,提出建立环境监测数据质量保障责任体系。2016~2017年,中央环保督察完成了对全国31省份的全覆盖,大幅提升了地方政府生态环境保护的意识。

     

    2006~2017年全国地质勘查投入变化

    矿产勘查开发管理政策趋紧,探矿采矿活动约束加大。国土资源部发文启动各类保护区内矿业权清理工作。最高人民法院出台司法解释,强化自然保护区、风景名胜区、重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域内矿产资源勘查开采活动的法律约束。新疆、内蒙古、青海、湖南等越来越多的省份出台文件,稳妥推进自然保护区内的矿业权清退。随着矿产勘查开发相关生态环境保护政策的不断出台,越来越多国土空间突出生态功能,矿产勘查开采空间不断减少;生态环境保护要求逐渐提高,矿产勘查开采环境成本不断加大;生态环境监管要求日益严格,矿产勘查开采环境约束力度不断加大。

    地质勘查投入继续下滑,资源与环境投入一降一升

    2017年,我国地质勘查投入继续下行。初步统计,全年地质勘查投入197.78亿元,同比减少20%,降幅比2016年(24.6%)有所收窄。从本轮地质勘查周期来看,2017年地质勘查投入与2012年峰值相比下降了61.2%,相当于2007年的投入水平,接近或进入本轮周期的底部区间。这说明,经过过去几年供需调整和国家供给侧结构性改革,地质勘查结构性过剩的压力已大大缓解,地质勘查工作去产能的空间进一步缩小。

    资源型地质勘查投入持续下滑,环境型地质勘查投入不断上升。全年矿产勘查投入119.00亿元,同比减少29.9%;水文地质、环境地质与地质灾害调查投入25.34亿元,同比增加0.8%。矿产勘查投入占比逐年下降,从2012年的81.2%降至2017年的60.2%,但仍然占据地质勘查工作的半壁江山。水文地质、环境地质和地质灾害调查投入占比持续上升,从2006年的3.0%升至2017年的12.8%。东部地区环境型地质勘查上升尤为明显,投入占比从2011年的12.7%快速增加到2017的33.3%,城市群环境地质综合调查、土地质量地球化学调查等工作明显加快。

    企业投入持续低迷,中央、地方财政与社会资金三足鼎立

    社会资金投入持续下滑。2012年之后,随着地质勘查行业的结构性调整与下行,社会资金对地质勘查前景持负面展望,从而导致对地质勘查投入不断下降。社会资金对地质勘查的投入从2012年293.37亿元的峰值逐年下降,年均下降24.2%,到2017年降至70.55亿元,不足峰值时的1/4。社会资金对地质勘查投入的下降主要体现为对矿产勘查投入的下降。矿产勘查社会资金投入从2012年高峰时的281.39亿元,大幅下降到2017年的62.23亿元,年均下降25.3%。

    中央和地方财政投入稳定器作用凸显。从资金来源看,2017年中央财政58.65亿元,占总量的29.6%,同比减少7.2%;地方财政68.58亿元,占总量的34.7%,同比减少16.2%;社会资金70.55亿元,占总量的35.7%,同比减少31.2%。从变化趋势看,2013年以来,社会资金大幅下跌,中央财政和地方财政投入小幅调整,占比随着社会资金投入的下跌而不断上升,对于保障地质勘查工作的稳定性和连续性发挥了重要作用。

    矿种勘查投入继续分化,战略新兴矿产和非常规能源关注度持续上升

    从不同矿种来看,2012年以后各矿种勘查投入呈现出三种变化趋势:快速下滑、缓慢下行趋稳、稳定上升。

    煤炭和铁矿等大宗矿种矿产勘查投入持续快速下滑。2012年煤炭勘查投入高达121.91亿元,远远超过其他矿种;2012年以后呈现断崖式下滑,到2016年降至17.47亿元,年均下降38.0%(如图);2017年上半年同比下降35.0%。2012年铁矿勘查投入49.54亿元,之后呈现断崖式下滑,到2016年降至10.28亿元,年均下降32.3%;2017年上半年同比下降37.0%。

    贵金属和有色金属矿产勘查投入呈缓慢下行趋稳的态势。与其他矿种不同,贵金属矿产勘查投入在2013年达到峰值72.17亿元,之后缓慢下降,到2016年降至37.72亿元,年均下降18.9%。有色金属矿产勘查投入在2012年达到峰值115.95亿元,之后缓慢下降,到2016年降至57.84亿元,年均下降15.2%。贵金属、有色金属矿产勘查投入年均降幅接近矿产勘查平均降幅。

    战略新兴矿产和非常规能源矿产勘查投入稳定上升。2016年,稀有、稀土、稀散、石墨、金刚石等战略新兴矿产投资达7.53亿元,同比增71.4%;2017年上半年同比增加26.9%。

    地质勘查区域格局保持稳定,服务重点区域作用提升

    地质勘查投入区域格局总体稳定。2017年,西部地区地质勘查投入111.82亿元,占总投入的56.5%,自2008年以来一直保持在60%以上,是地质勘查投入的重点区域;其次是东部地区,占比15.2%,中部地区,占比15.0%;东北地区最低,占比7.8%。从各省情况来看,地质勘查投入由高到低排名前5位的依次为:新疆(36.02亿元)、内蒙古(14.88亿元)、云南(11.33亿元)、黑龙江(8.69亿元)、青海(8.49亿元)。

    地质勘查服务京津冀协同发展、长江经济带发展、“一带一路”建设等重大区域发展战略深入实施。京津冀地质勘查投入占比不断增长,投入占比从2013年的3.7%增至2017年的4.8%;中央财政投入从2015年的1.3亿元增至2017年的2.6亿元,占地质调查总经费比例从1.7%增至4.0%。2017年4月,中共中央、国务院决定设立雄安新区以来,中国地质调查局和京津冀地质调查部门加大了对雄安新区的投入,采取有力措施提高新区的地质调查工作程度。长江经济带中央财政投入占地质调查总经费比例总体保持上升态势,从2015年的20.8%增至2017年的21.6%。以长三角、皖江经济带等重要经济区为重点开展地质环境综合调查,为优化国土空间格局和实施新型城镇化战略提供基础支撑。

    2018:围绕国家新需求加快转型与发展

    从全球来看,2017年全球矿产勘查市场触底回升,为我国矿产勘查市场的趋稳与回调创造了有利的外部环境。从国内来看,2017年采矿业利润总额实现大幅增长,有利于重塑投资者对矿产勘查业的信心;新时代经济社会发展和生态文明建设提出的新要求和新需求,推动地质勘查不断拓宽工作领域。但是,2018年财政政策优先确保重点领域和项目,地质勘查财政投入下行压力较大;目前已出台的相关管理政策效应或将集中显现,社会资金更倾向于持币观望。总体判断,2018年全国地质勘查工作将延续2017年的下行调整趋势,但地质勘查投入降幅将明显收窄,预计全年投入下降10%左右;地热、三稀等战略新兴矿种等矿产勘查进一步受到重视,城市地质、环境地质、地质灾害等面向生态文明建设的地质勘查将继续拓展。

    管理政策效应或将集中显现,地勘市场趋稳内生动力增强

    政府部门出台了一系列与矿产勘查开采相关的管理政策。2017年7月,国土资源部启动自然保护区矿业权清理工作。随后,各省纷纷出台文件对各类保护区矿业权进行清理和分类处置。总的基调是:加大生态敏感区环保力度,现有矿业权逐步退出;抬高矿业权登记门槛,自然保护区内不再新设矿业权。应当认识到,这些政策目前还是阶段性的,未来将会更加清晰:一是自然保护区数量可能还会增加;二是现有矿业权的退出政策可能会进一步细化。面对政策的不断收紧和矿业权退出标准的不确定,社会资金更倾向于持币观望,减少或暂停对矿产勘查的投入。2017年出现的矿产勘查投入与矿业市场及全球矿产勘查市场趋势“双偏离”现象在2018年可能会继续。随着政策的明朗和稳定,市场对矿产勘查的决定性作用将凸显,地勘市场趋稳内生动力增强。

    一是矿产勘查投入可能将继续与矿业市场偏离。2016年初以来,标普全球金属价格指数由持续下行转变为震荡上行,特别是2016年下半年持续上涨,2017年上半年经历温和回调后又进入上行区间。上海有色金属价格指数经历了相似的上涨过程。受此影响,我国采矿业利润由降转升。2016年采矿业实现利润1825.2亿元,同比下降27.5%;2017年1~11月实现利润4434.0亿元,同比大增286.8%。矿产品价格上涨和采矿业利润上升的行情没能传导至上游的矿产勘查。矿产勘查投入2016年下跌29.3%,2017年又下跌29.9%。在矿产品价格上涨一年半之后,矿产勘查投入仍然在下行,表现为与国内矿业市场趋势的“偏离”。

    二是矿产勘查投入可能将继续与全球矿产勘查市场偏离。2006年之后全球矿产勘查投入出现快速增长,到2012年达到205.26亿美元峰值,年均增长30.4%;2012年以后开始大幅下跌,到2016年年均降幅达23.8%。我国矿产勘查投入变化与全球走势基本同步,2006年~2012年矿产勘查投入快速上升,年均增长44.7%;2012年之后勘查投入开始下滑,到2016年年均降幅14.4%。但是,2017年全球矿产勘查投入同比上升14%,矿产勘查市场实现触底回升;而我国矿产勘查投入继续下行,且降幅有所扩大,表现为与全球矿产勘查市场趋势的“偏离”。

    不同矿种需求增长出现分化,地勘市场随之继续分化

    2014年之后,我国矿产资源消费总量增长出现转折性变化,增速由过去的快速增长转变为缓慢增长,并存在高位趋稳的倾向。

    一是消费量在10亿吨级的煤炭、铁矿石、水泥等矿产品消费量先后到达峰值并出现微降。煤炭消费量于2013年达到峰值28.1亿吨标准煤;2013年以后逐年降低。铁矿石消费量在2014年达到峰值,2015年~2016年平均比峰值降低2.1%。水泥消费量在2014年达到峰值,2015年~2016年平均比峰值降低4.1%。

    二是铝、铜、金等多数有色金属与贵金属消费量增速放缓。原铝消费量2002年~2014年均增长17.6%;2015年~2016年增速分别放缓至14.2%、2.7%。精铜消费量2000年~2014年均增长15.0%;2015年~2016年增速分别放缓至0.5%、2.8%。黄金消费量2013年达到高点1176.4吨,2014年~2016年在970吨上下波动。

    三是油气矿产与消费量在万吨级及以下的战略新兴矿产消费量继续保持增长的趋势。石油和天然气消费量保持不断增长的态势,石油和天然气年均增长分别为4.8%、9.1%。稀土、锂、铍、锆、铟、铼、锗、镓等战略新兴矿产消费量快速增长。

    随着不同矿种需求增长的分化,不同矿种勘查投入变化也将出现分化:持续下行、波动趋稳或继续上行。

    广义环境地质加快拓展,城市、地热地质等成为新增长点

    贯彻落实“十九大”对地质工作提出的新要求,满足经济社会发展和生态文明建设的新需求,地质工作将发生重大转变。

    一是服务新型城镇化建设,城市地质、地热地质等将得到快速发展。全国城市地质工作会议明确了今后一段时期的目标任务:2020年之前,完成100个地级以上城市1∶5万基础性综合地质填图;到2025年,完成338个地级以上城市1∶5万基础性综合地质填图。地热作为绿色、清洁、安全、可再生的清洁能源日益受到关注。中国地质调查局将“京津冀协同发展区地热资源调查评价”列为科技攻坚战之一,重点推进雄安新区、北京通州、天津东丽地区等地热调查,为地热规模化、可持续高效利用提供支撑。

    二是服务环境污染治理,水土污染调查与治理将加大力度。污染防治是中央确定的2018年三大攻坚战之一,实现污染物排放大幅减少和生态环境质量总体改善,对土壤污染、地下水污染调查等提出了迫切需求。绿色矿山建设,要求全面加强矿山地质环境治理恢复和矿区土地复垦,实施矿山复绿行动。

    三是服务民生与乡村振兴,农业地质、土地质量、地质灾害调查等将受到关注。服务于“精准扶贫脱贫”和乡村振兴,需要围绕满足居民生产生活用水开展水文地质调查评价,围绕农业生产和种植结构调整开展农业地质调查,围绕食品安全开展耕地污染调查,围绕地质灾害防治开展地质灾害调查评价。

    对策与建议

    明确矿产勘查准入与退出政策,加强矿产勘查市场体制机制建设。在矿产品价格持续上涨和采矿业利润大幅回升的背景下,2016年与2017年矿产勘查投入连续大幅下降,在一定程度上与相关管理政策收紧与矿业权人权益保障有关,也与矿产勘查市场体制机制建设滞后有关。我国矿产勘查市场主体成熟度低、融资渠道单一、风险抵御能力低等问题突出。需要从国家层面着力推进矿业权管理政策的调整,加强矿业权人合法权益的保护。

    加大水工环地质调查财政资金投入,稳定地质勘查财政资金来源。在中央和地方财政大幅减少矿产地质调查投入的同时,水工环和基础地质调查投入并没有得到相应增加。水工环和基础地质调查更多地为公益性地质工作,主要依赖财政投入。在社会投入大幅萎缩的形势下,中央和地方财政对保障地质勘查工作的稳定性和连续性显得尤为重要。保持中央财政投资不减,带动地方财政稳定投资水平,有序推进基础性、公益性地质调查和战略性矿产勘查工作。

    加强深部矿产资源勘查技术攻关。随着地质找矿工作的进行,近地表、出露区矿产资源找矿空间不断缩小,未来几年国土资源系统将深入实施“三深一土”科技创新战略,不断加大向深部进军的力度。深部矿产勘探存在诸多技术难题,亟需研发深部探测的方法、技术与设备。

    2017年地质勘查形势回顾与2018年展望

    中化商务有限公司受中国地质调查局油气资源调查中心的委托,就煤系气资源评价方法项目组织采购,评审工作已经结束,成交结果如下:

    1. 项目名称:煤系气资源评价方法

    2. 项目编号:0747-2061SCCZN135

    3. 采购人名称:中国地质调查局油气资源调查中心

    4. 采购人地址:北京市海淀区北四环中路267号北京奥运大厦

    5. 采购人联系方式:010-64304688

    6. 采购代理机构:中化商务有限公司

    7. 采购代理机构地址:北京复兴门外大街A2号中化大厦

    8. 采购内容:

    (1)采购内容:煤系气资源评价方法

    (2)简要技术要求/项目基本概况/用途:

    调研、总结国内外煤系气(煤系页岩气、致密砂岩气、煤层气)资源评价方法;以鸡西盆地为例,收集、分析典型区块(南部梨树镇凹陷中部、北部鸡东坳陷)煤系岩性组合、厚度、埋深、结构构造、孔渗性、有机碳含量、成熟度、含气量、含气饱和度、压力系数等关键评价参数,建立适合该区煤系气资源评价方法及评价指标体系,开展层域和区域上煤系气资源评价,优选有利区,为鸡西盆地煤系气资源勘探开发提供基础。

    (3)服务期限:2020年6月—2020年12月

    (4)服务地点:鸡西市境内

    (5)是否专门面向中小企业或小型、微型企业采购:否

    9. 磋商公告日期:2020年5月20日

    10. 定标日期:2020年6月3日

    11. 公告期限:1个工作日

    12. 成交结果:

    成交供应商:中国地质大学(北京)

    供应商地址:北京市海淀区学院路29号

    成交金额:¥379,499.00

    合同履行日期:2020年6月—2020年12月

    成交标的名称、规格型号、数量、单价、服务要求:

    详见附件

    13. 服务费金额:¥5,692.49

    14. 收取标准:成交供应商在领取成交通知书的同时,以成交金额为基数,按照计价格[2002]1980号、发改办价格[2003]857号文件规定的服务费标准向采购代理机构缴纳代理服务费。

    15. 磋商小组成员名单:侯献华、杨云峰、郭天旭

    项目联系人:刘亚宁、张伟

    联系方式:010-59368953、59368980

    联系传真:010-59369323

    电子邮件:liuyaning@sinochem.com

     
     

    2020年6月3日

    附件:

     

    中国地质调查局油气资源调查中心煤系气资源评价方法...

    在数据驱动的背景下,我们已经进入了数字经济时代。据统计,2016年中国数字经济总量已占全国GDP总量的30.6%,数据之于本世纪就像石油之于20世纪,它是发展和改变的动力。如果将数据比作土壤,再加上标准管理、元数据管理、主数据管理等各种营养成分,可以培养滋润出丰富多彩的上层数据应用。地质大数据作为国家空间基础信息重要的部分,为满足不断扩展的应用需求,将数据资源管理模式提升为数据资产管理模式势在必行。

    一、大数据与数据资产管理 

    数据资产管理(DAM)是指规划、控制和提供数据及信息资产的一组业务职能,包括开发、执行和监督有关数据的计划、政策、方案、项目、流程、方法和程序,从而控制、保护、交付和提高数据资产的价值。数据资产管理是需要充分融合业务、技术和管理,确保数据资产的增值。

    2013年,英国商务、创新和技能部发布《英国数据能力发展战略规划》,旨在使英国成为大数据分析的世界领跑者,并使公民和消费者、企业界和学术界、公共部门和私营部门均从中获益。该规划中数据能力主要包含三方面:人力资本、基础设施和数据资产。其中,数据资产主要体现在数据本身的丰富性、可用性和开放性等方面。同《美国大数据白皮书》一样,《英国数据能力发展战略规划》中也使用了data assets一词。

    2014年,美国发布了《大数据:抓住机遇,保存价值》,即《美国大数据白皮书》。白皮书指出:“政府机构根据开放程度已将数据资产划分为三个种类:开放性、半开放性、非开放性,并且只能出版发行开放性密级的信息。”

     

    美国联邦地理数据委员会(FGDC)地理空间数据生命周期管理架构

    2015年7月,国务院出台了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,鼓励企业利用电子商务平台的大数据资源,提升企业精准营销能力,激发市场消费需求。9月,国务院发布的《促进大数据发展行动纲要》指出,在全球信息化快速发展的大背景下,大数据已成为国家重要的基础性战略资源,正引领新一轮科技创新。数据资源一词出现在纲要正文中。

    党的十九大报告提出要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”,进一步突出了大数据作为国家基础性战略性资源的重要地位,掌握丰富的高价值数据资源日益成为抢占未来发展主动权的前提和保障。

    数据资产管理是一种新型的数据管理理念,其改变了“数据只是企业经营活动的副产品”的旧有观念,将数据作为“一种同货币或黄金一样的新型经济资产类别”来进行管理。

    数据资产管理的核心是数据资产化,即将数据作为与实物资产、知识资产、人才资产一样的能为企业不断创造价值的核心资产,构建完善、统一的管控架构对其进行 管理,更好的应对大数据发展对企业运营带来的挑战。

    大数据背景下,数据资产管理呈现出五大新特征:数据对象转为多源数据,形成了“数据湖”的概念;数据处理的底层架构快速向分布式系统迁移;组织过程扩展为业务部门为主角,IT部门执行,并衍生出兼具业务与技术能力的首席数据官即CDO岗位;管理手段趋于自动化和智能化;数据使用群体扩大,不仅包括企业决策人员、运维用户、业务管理人员、数据分析人员等内部用户,还包括数据科学家、数据应用专业企业等外部用户。

    国外的组织和机构在数据管理方面有着丰富的经验。在地学领域,美国2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划(2014-2016年)。

    二、国内外数据资产管理与实践现状

    国外的组织和机构在数据管理方面有着丰富的经验,形成了以国际数据管理协会(DAMA)、能力成熟度模型集成(CMMI)为首的几大流派;提出了数据资产管理的理论方法、技术思路以及相关软件系统,在金融、电信、商业领域较早开始数据资产管理的实践应用。在地学领域,美国2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划(2014-2016年),截至目前通过4年实施,取得了显著成效。

    我国的金融和电信等行业,较早开展了信息化和大数据工作,积累了一定的数据管理、治理乃至资产运营的经验,对促进国内数据资产管理的发展有着重要意义。中国信息通信研究院2017年、2018年分别发布了《数据资产管理实践白皮书》1.0和2.0,为中国地质调查局开展地质大数据资产管理工作提供基础参考框架与思路。

    截至目前,中国电信、中国移动、建设银行、中国电网企业、中石化等行业大型企业开展了不同程度的大数据资产管理实践,形成了数据资产目录,搭建能力平台,研发数据资产管理工具及系列产品体系。中国建设银行于2013年全面启动数据资产管理,将原有的120多个系统,以及九大业务领域1700多个标准中的14000多张数据表、20多万数据字段,对照模型进行了梳理和规范,建成数据资产的统一管理和权威发布平台,目前已形成了包含4000多个实体、2万个属性的数据体系,基本上覆盖了各种基准数据,在全行系统内建立了统一的数据管控流程,实现了数据单点采集、多方共享,明确了数据不同节点的责任方,用元数据贯穿整个数据周期进行管理,同时也加强了数据安全和隐私的管理等。

    三、美国地理空间数据资产管理方案

    1. 目标

    2010年美国管理和预算办公室(OMB)发布了OMB通告A的A-16号文补充指南。A-16号文(地学信息与相关空间活动的协调)是联邦政府促进地理空间数据协调使用、共享、传播和国家空间数据基础设施(NSDI)建设的基本政策文件。A-16号文明确了美国联邦地理数据委员会(FGDC)在实施地学信息与相关空间活动协调的角色和责任,A-16号文补充指南首次提出联邦政府在国家空间数据基础设施战略计划(NSDI)框架下,为协调联邦地理空间数据资产和投资更有效地支持国家优先事务和政府任务,启动组合管理,纳入国家空间数据资产组合管理体系进行跟踪、维护、扩展和调整数据资产和资源,在国家层面,通过统一的政策与标准、组织体系、管理体和公众参与等措施,消除数据鸿沟。

    为完成A-16号文规定的任务,FGDC于2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划(2014-2016)。该战略计划以全美国家级地学数据共享的角度,提出了三大战略目标,具体分解为9项任务、29个项目活动。三大战略目标分别为提升国家地学数据共享服务能力、确保联邦地理空间信息资源的责任明确和有效开发与管理、实现对全美地理空间信息界的领导。编制与实施国家地理空间数据资产管理计划任务,纳入确保联邦地理空间信息资源的责任明确和有效开发与管理的第二战略目标中,对地理空间投资的有效管理可以使得联邦机构及其合作伙伴控制成本、优化服务、减少重复投资、节省纳税人的钱,并推动联邦政府提高效率。OMB的A-16通告补充条款提出了对联邦地理空间投资和对国家地理空间数据资产(NGDA)管理实施组合管理的指导方针。组合管理方法将允许对数据专题和数据集的识别,满足政府和利益相关者的需求。FGDC也将提出政府开放数据政策的框架来将整个生命周期的信息作为资产来管理,以促进数据的互联互通与开放,保证系统和信息的安全。这一战略目标描述了联邦地理空间信息界将采取的用以落实组合管理的措施,以便更有效地规划地理空间数据收集工作,评估数据资产的状态,并尽量减少重复投资。推进国家地理空间数据资产NGDA的组合管理带来的好处如下:

    ——使得使用高级、可信和标准的国家地理空间数据集和服务更加方便,以及联邦行动和提供管理、访问地理空间资源更加透明;

    ——基础数据资产、高级的数据主题和数据集应该被列入NSDI组合管理;

    ——明确联邦在国家数据管理方面的角色和责任,包括数据与元数据的发布、研究OMB A-16通告补充条款中的组合管理、开放数据政策、地理空间平台、Data.gov和其他相关要求;

    ——落实和实施A-16通告中的组合实施计划,包括申报投资和确定投资要求;

    ——制定对A-16通告中数据主题和地理空间信息平台管理过程的监测和报告制度,包括对内容和技术标准的使用与扩散的推广和报告。

    2. 联邦地理空间数据组合资产数据体系

    FGDC提出了联邦地理空间组合资源(Federal Geospatial Portfolio)和联邦地理空间数据组合资产(Federal portfolio of geospatial assets)两个全新的概念。

    联邦地理空间组合资源包括许多类别的多种资产,包括:非A-16号文规定的空间数据组合资产、基础设施、硬件、软件、人员、应用、服务和产品。联邦地理空间数据组合资产是登记在册的、可靠的、可访问的国家级数据集的体系。联邦地理空间数据组合资产包括不同层级的数据体系:

    (1)国家地理空间数据资产组合(NGDA Portfolio)

    国家地理空间数据资产组合是由多个国家级地理空间数据专题数据库(集)构成,每个专题数据库(集)由相关的国家地理空间数据集组成,能够入选国家级地理空间数据集多是数据量大且持续更新的国家级数据库。不是所有的数据集均可作为国家级地理空间数据资产进行管理,对于符合作为数据资产管理的数据集,须由国家级地学空间数据专题组提出建议,由FGDC协调小组同意并由FGDC指导委员会指定方可纳入。

    (2)国家地理空间专题

    一个NGDA专题(与“A-16主题”同义)是一个组织结构,在这个组织结构下多个相关的NGDA数据集在逻辑上作为一个单元进行分组和管理。国家地理空间数据专题确定的原则如下:

    ——原则1,专题是相关国家地理空间数据资产按应用专题的逻辑分组,用于满足普通公众的,容易被发现并且任何人都可以访问;

    ——原则2,专题的数据覆盖范围原则上需覆盖全国,数据的生产与管理能满足跨联邦机构或组织的应用需求;

    ——原则3,专题确立需有明确的立法授权、规定的法令或是核心空间参考数据集;

    ——原则4,专题的确立可促进多个相关数据集在联邦、州、市和地方政府、私营或非营利部门机构之间的凝聚力和协作开发、维护和深化;

    ——原则5,专题应侧重于选取对国家很重要的自然和人造数据资产数据集,例如境界线等。

    (3)国家地理空间数据集

    空间数据集将进行定期清点,如果符合要求则纳入并建议纳入国家地理空间数据资产组合管理(NGDA Portfolio)。NGDA专题领导和专题委员会负责空间数据集的清点。要获得FGDC指导委员会批准作为NGDA空间数据集,必须至少符合以下标准之一:

    ——数据集被多个机构或与州、市和地方政府等机构合作伙伴使用;

    ——应用于实现OMB所规定的总统优先事项;

    ——需要满足多个联邦机构的共享目标;

    ——法定授权明确要求;

    为了确保NGDA数据集的质量和能被机构组织广泛应用的可用性,数据一定是:

    ——可发现,已发布和可获取;

    ——可靠性,由公认的国家管理机构维护;

    ——一致性,统一的代码、标准和相关定义,确保其完整性(包括符合适用的FGDC标准);

    ——现势性和适用性,定期维护并满足当前需求;

    ——资源化,作为企业资产。

    3. 联邦地理空间数据组合资产管理方案

    NGDA管理计划支持建立A-16 NGDA组合资源管理流程(MP)的两个主要阶段——

    (1)准备管理和报告框架

    建立数据资产管理委员会、专题领导协调组、数据集管理团队;明确数据组合资产管理的目标任务,优选核心国家级地理空间数据集目录清单并在GeoPlatform共享平台发布元数据;建立在线的工作协调平台、数据集成熟度评估模板、年度专题报告模板、数据服务应用投资报告模板、组合资产管理报告模板等及相关软件工具;建立对地理空间投资定义与预算报告的代码。预计全面实施A-16 NGDA数据资产组合管理流程可能需要3到5个预算周期。

    (2)执行数据资产组合管理

    共分为评估、规划、报告和预算设置4个阶段实施:

    评估包括对国家地理空间数据集的成熟度评估和国家地理空间专题的成熟度评估;

    规划阶段包括创建国家地理空间战略专题规划、执行和维护数据集管理方、专题委员会等多方协调机制、管理与维护GeoPlatform共享平台中专题内容等;

    报告阶段,分阶段分别提交国家地理空间数据集、主题和组合资产的年度进展与评估报告;

    预算设置阶段,建立地理空间数据资产组合管理的预算安排流程。

    (3)按NGDA数据集生命周期成熟度评估

    FGDC制定了5个成熟度指标评估地理空间数据生命周期中的7个阶段。

    根据用户需求将数据的生命周期划分为定义、清理与评估、获取、访问、维护、使用与评估、归档7个阶段。

    每个阶段使用6个等级来评价,分别是:

    0级:没有任何措施

    数据集未开发或不能满足主要用户的项目或业务需求。没有考虑次要用户、其他的或合作伙伴(利益相关者)的应用需求。数据集目前不是权威数据,或者是权威数据集的一部分。没有采用数据生命周期管理的任何一个阶段进行管理。

    1级:计划或建设初期

    数据集在初始计划中且可部分满足主要用户的项目或业务需求。初步采用数据生命周期对数据进行管理。准备考虑次要用户、其他的或合作伙伴(利益相关者)的应用需求。数据集的开发建设还处于初期阶段。采用生命周期部分或有限阶段进行管理。

    2级:过渡或转型阶段

    数据集满足主要用户的业务需求,并可被次要用户适度使用。至少采用3个阶段的数据生命周期管理。可获得阶段性的资金、合作伙伴以及数据获取等相关的支持。采用生命周期有限的阶段进行管理实践。

    3级:管理或可预测的阶段

    数据集满足主要用户的大量业务需求,并被次要用户广泛使用。至少采用4个阶段的数据生命周期管理。采用恰当且一致性的数据生命周期进行管理实践。数据集在生命周期的不同阶段与业务需求变化紧密结合,整体成熟度随之变化。

    4级:成熟或一致性阶段

    数据集满足主要用户和大多数次要用户的所有业务需求。该数据集是主要用户和次要用户的权威数据资源。对未来的数据应用需求有着明确的规划和实施方案。数据集在生命周期所有阶段进行循环的支撑和审查。数据集完全按照生命周期全过程进行管理。

    5级:优化或公认阶段

    数据集几乎满足所有用户的所有业务需求。该数据集是主要用户和次要用户的权威数据资源。数据集完全按照生命周期全过程进行管理。主要用户和次要用户对数据资料未来的应用需求有着明确的规划和实施方案。

    地质大数据资产管理实施策略

    考虑到不断变化的业务需求,数据集生命周期成熟度评估是反复进行的过程,定期重新评估可反应出数据集成熟度的变化趋势。成熟度水平不会固定在一个等级水平,而是一个持续的变化过程,同时也表征了NGDA数据集如何满足不断变化的业务需求。

    从2015年底完成的177个数据集的初始成熟度评估结果来看,大多数NGDAs已经取得了很高的成熟度,并且满足了为数据集建设时设定的业务需求。此外,大部分NGDA数据集正在积极更新和维护,并且正在进行定期补充、审核和更新。

    数据集的成熟度评估提供了从数据生产到即时在线服务全流程数据内容的透明度和健康状况,并且通过评估可以明确需要生产哪些新的数据或者对哪些现有数据进行维护更新,从而进行有效的投资。

    (4)目前的阶段性成果

    截至目前,FGDC完成联邦地理空间数据组合资产管理计划(2014-2016)的任务,共确定了17个专题类别和176个NGDA数据集构成了国家地理空间数据资产组合(2017年度有1个被删除);FGDC NGDA数据集网页提供完整列表(www.

    fgdc.gov /ngda-reports/NGDA_Datasets.html),这些数据也共享在了GeoPlatform上。

    2017年成立了一个跨机构团队,重新对2015年177个纳入NGDAs数据集成熟度评估结果进行分析。在GeoPlatform.gov共享平台上,提供了NGDA400余个正在进行数据集成熟度评估可视化展示列表与相关统计结果。无论是数据管理方、数据审核方还是用户,可以及时的掌握国家级地理空间数据集的相关进展。

    四、地质大数据资产管理方案建议

    1. 需求与目的

    通过多年的数字化及数据库建设,自然资源部中国地质调查局积累了海量的多门类地学数据,包括水、土地、矿产、能源、森林、湿地、草地、海洋等资源,以及环境与基础地质等十余类专题数据库(数据集)。2017~2018年实施的地质云建设工程,将全局29个直属单位的200余个地质数据库(数据集)在地质云进行互联互通与共享服务。2016~2018年十大工程300多个项目又积累了海量的调查数据,数据涉及的专业多、类型复杂,除了支持地质调查业务流程运转之外,越来越多地应用于提升管理决策效率、实现价值挖掘和科研技术创新。如果不能构建形成核心数据库体系,对核心地质数据库进行有效梳理及精细化管理,建立动态更新及实时共享机制,其价值就得不到很好体现,严重影响数据价值发挥和高效服务。

    大数据综合应用对数据管理和应用提出了更高要求:

    一是需要创建地质大数据核心数据库体系。明确国家级地质大数据核心数据库的内容、更新维护责任、周期、技术流程,建立更新维护机制,保障数据更新维护工作的持续性、有效性、完整性和权威性。

    二是需要创建统一的数据按生命周期进行管理的标准。数据采集、传输、存储、应用、共享、维护更新与归档统一标准,将有效避免数据混乱冲突、一数多源、多样多类等问题。统一标准是解决数据的关联能力,保障信息交互、数据流通、系统访问功能顺畅的必要前提。

    三是明确数据更新周期。明确不同级别数据库中数据的采集、传输、存储、应用、共享、维护更新与归档等全生命周期及流程。

    四是建立统筹数据管理。建立分布式数据中心数据管理协调机制和统一的数据管理渠道,将分散在不同单位、不同业务部门的数据需求、数据质量、数据应用等问题的统筹管理和解决,支撑数据服务对科研与管理动态需求的即时响应。

    五是建立规范的数据治理流程和数据质量监控与评估措施,解决数据质量参差不齐、数据冗余、数据缺值、数据冲突等数据质量问题。

    六是建立有效的数据安全管理机制,对内部数据、敏感信息、隐私信息、保密信息的访问建立有效控制,使其脱敏脱密合规。

    七是建立数据价值或成熟度评估体系。评估数据生产、传输、管理维护、更新等投入的成本,与数据应用产生的社会效益与经济效益,及时剔除冗余数据,支撑相关数据库建设、管理与应用系统研发以及共享应用的相关投资决策。

    2.地质大数据资产管理的定位与内容

    (1)定位与实施策略

    数据资产管理在大数据技术体系中,位于应用和底层平台中间。数据资产管理包括两个重要方面,一是数据资产管理的核心业务职能,二是确保这些业务职能落地实施的保障措施,包括组织架构、制度体系。数据资产管理在大数据应用体系中,处于承上启下的重要地位。对上支持以价值挖掘为导向的数据应用开发,对下依托大数据平台实现数据全生命周期的管理。

    实施地质大数据资产管理,主要包括4个阶段:一是建立地质大数据资产管理的框架。二是开展数据审计,对数据资产进行识别和分级,形成地质大数据资产目录,并对现有的数据管理与共享应用现状进行评估,形成改进报告与投资建议;三是数据资产管理方案的实施,梳理优选形成国家级地质大数据核心数据资产目录,通过标准管理、元数据管理、数据质量管理等措施对数据进行治理,提升数据综合管理的整理能力。四是数据资产运营。数据资产管理是这四个阶段不断优化的循环过程。

    (2)建立地质大数据资产管理的框架

    开展数据资产管理的顶层框架设计,明确数据资产管理的总体目标、业务框架、数据标准和数据视图、数据清洗管理规范、绩效评价体系、整体推进规划以及相关的组织、人才保障机制等。

    (3)数据审计

    梳理不同单位创建和现在拥有的数据,建立数据资产目录;

    梳理目前数据存储、分享、管理和共享应用的方式和途径;

    评估当前数据管理政策以及数据生产、数据管理、共享应用中存在的不足,发现错误的数据使用、数据丢失情况和不可恢复的数据;

    定性/定量明确主要用户及其他用户对数据的需求,包括数据过去对用户需求满意程度的分析;

    提出改进数据管理、共享应用的方法和维护管理的预算投资。

    (4)数据资产管理实施

    参考国内外相关数据资产管理的相关成果,提出地质大数据资产管理实施主要包含7项管理内容和2个保障措施。7项管理内容指的是国家级地质大数据核心数据库体系、数据标准管理(数据模型管理)、元数据管理、数据质量管理、数据安全管理、数据治理与数据价值评估;2个保障措施包括组织架构和制度体系。

    ——国家级地质大数据核心数据库体系

    在全局地质大数据资产目录的基础上,建立地质大数据库的评价指标和标准,按重要程度、价值高低进行分级处理,优选形成国家级地质大数据核心数据库体系,并将国家级核心数据库纳入数据资产进行管理。

    国家级核心数据库是地质调查、国土空间规划、地质环境评价、矿产能源资源保障等领域需求的基础数据,能够被重复、共享应用于广泛的科研工作、跨越各个单位与部门,并能够在各个系统之间共享、高价值的基础数据,覆盖范围广、数据信息全面、数据质量高、是专题领域的权威数据等特点。为满足多级用户变化的需求,国家级核心数据库需要持续稳定地更新,用以支撑相关的科学研究与政府决策。

    ——数据标准管理

    梳理并管理现有不同专题数据的建库标准(技术要求),包括数据的定义、数据模型、数据格式、比例尺、参考及引用的标准及公共代码等。基于数据模型与当前的系统应用模型,建立全局地质数据通用的数据模型库,将数据的生产与应用模型纳入到统一的语义框架下,即明确数据的首要的创建点,且单点创建多方共享,就是避免原来同一个数据多方采集,多头管理等导致的不一致的问题;同时也保证现有与未来应用系统模型的一致性与可维护性。

    通过数据模型管理可以清楚地表达不同单位、不同专题各种应用之间的数据相关性,使不同部门的业务人员、应用开发人员和系统管理人员获得关于地质大数据核心数据的统一完整视图。

    ——元数据管理

    元数据是描述数据的数据。元数据按用途不同分为核心数据库元数据、业务元数据。

    核心数据库元数据:描述核心数据库采集、空间参考、格式、内容、管理与维护责任单位信息等,也包括数据生产、数据转换的描述与质量信息等内容。

    业务元数据:描述数据不同应用系统中业务领域相关概念、关系和规则的数据;包括业务术语、信息分类、指标、统计口径等。

    元数据管理的主要内容包括:建立地质大数据资产管理维护元数据标准;建设元数据管理工具;创建、采集、整合元数据;管理元数据存储库;分发和使用元数据。

    ——数据质量管理

    数据质量管理是指运用相关技术来衡量、提高和确保数据质量的规划、实施与控制等一系列活动。内容主要包括:开发和提升数据质量意识;建立数据质量监控方案及技术要求;清洗和纠正数据质量缺陷;设计并研发数据质量管理工具;监控数据质量管理操作程序和绩效;确定与评估数据质量水平等。

    ——数据安全管理

    数据安全管理是指对数据设定安全等级,保证其被适当地使用。通过数据安全管理,规划、开发和执行安全政策与措施,提供适当的身份以确认、授权、访问与审计等功能。数据安全管理主要内容包括:明确数据安全需求及监管要求;对涉密及业务敏感数据分级分类,定义数据安全强度,划分信息等级;定义数据安全策略;定义数据安全标准,定义数据安全控制及措施;管理数据访问视图与权限;监控用户身份认证和访问行为;部署数据安全防控系统或工具;审计数据安全等。

    ——数据治理

    根据上述5个步骤提出的要求与规则,对现有的国家级地质大数据核心数据库进行清理与整合,建立地质大数据资源池,实现各个关联系统与数据资源池的数据同步,使得不同部门可以跨系统地使用来自权威数据源的一致、高质量的核心专业数据,降低成本和复杂度,从而支撑跨部门、跨系统数据融合应用。

    ——数据价值评估

    数据价值管理是对数据内在价值的度量,可以从数据成本和数据应用价值两方面来开展。数据成本一般包括采集获取和存储的费用(人工费用、IT设备等直接费用和间接费用等)和运维费用(业务操作费、技术操作费等)。数据应用价值主要考虑数据资产的分类、使用频次、使用对象、使用效果和共享流通等因素。根据不同单位不同数据库的集成度水平与应用场景,计算或估算数据在不同应用场景下的收益及单位数据资产的总体价值。

    (5)保障措施

    数据资产管理是体系化非常强的工作,需要充分考虑企业内部IT系统、数据资源以及业务应用的开展现状,同时也要考虑围绕业务开展所设立的人员和组织机构的情况,在此基础上设计一套有针对性的数据资产管理组织架构、管理流程、管理机制和考核评估办法,通过管理的手段明确“责权利”以保障数据资产管理工作有序开展。保障措施包括组织架构和制度体系。

    典型的组织架构主要由数据资产管理委员会、数据资产管理中心和各业务部门构成,还需要明确组织架构中不同角色相应的职责,让工作职责融入到日常的数据资产管理和使用工作中。

    为保障活动实施和组织架构正常运转,需要建立一套覆盖数据引入、使用、开放等整个生产运营过程的数据管理规范,从制度上保障数据资产管理工作有据、可行、可控。

    五、结论与建议

    地质大数据资产是利用数据助力自然资源部中国地质调查局为国家生态文明建设服务的有效利器。地质大数据资产管理的水平某种程度上决定着自然资源的开发利用保护、资产估价和空间规划的发展进程与水平。因此,建议以目前中国地质调查局正在开展的地质云建设为契机,提高数据资产的意识,开展数据资产管理的顶层框架设计,尽快编制并实施地质大数据的资产管理方案,构建国家级地质大数据核心数据库体系,建立全局地质数据通用的数据模型库,创建统一的数据按生命周期进行管理的标准,对现有的国家级地质大数据核心数据库进行治理,建立统一数据模型的地质大数据资源池,使得不同部门可以跨系统地使用来自权威数据源的一致、高质量的地质大数据核心专业数据,从而支撑跨专业、跨部门、跨系统数据分析挖掘与融合应用,才能更好地为资源管理与环境评价提供坚实的数据支撑和服务。

    比较借鉴,烹好中式“数据大餐”
    所在单位:中国地质科学院地质研究所
    完成人员:万渝生、董春艳 颉颃强 郑建平 刘守偈 马铭株 谢士稳  任 鹏 孙会一 刘敦一
    项目来源:中国地质调查局
    起止时间:2011-2013年
    主要进展

      1. 鞍山地区:1)对深沟寺杂岩进行了详细解剖,识别出~3780 Ma、3600–3660 Ma、~3450 Ma、3330–3310 Ma和~3140 Ma等多期岩浆事件;2)对2.5–3.8 Ga岩石开展了广泛综合的锆石O同位素研究,3.8 Ga鞍山就存在地壳再循环作用;3)对2.5 Ga齐大山-弓长岭正长花岗岩和相关岩石开展了地质、年代学和地球化学综合研究,它们是成熟度高的古老陆壳物质(包括变质沉积岩)再循环产物,形成于伸展构造体制。

      2. 冀东地区:在新的岩石类型角闪片麻岩和石榴黑云片麻岩中发现大量3.5–3.8 Ga碎屑锆石,极大地增强了在冀东发现3.8 Ga陆壳岩石的可能性。根据最年轻碎屑锆石和变质锆石年龄,限定曹庄岩系形成于2.5–3.4 Ga之间,而不是以往认为的3.5 Ga。碎屑锆石Hf同位素研究表明物源区存在多期地幔添加作用。发现中太古代岩石。

      3. 鲁西地区:1)发现大量2.6-2.75 Ga岩石;2)分辨出新太古代早期和晚期两个不同时代的表壳岩系;3)把鲁西花岗绿岩带形成演化划分为新太古代早期(2.6–2.75 Ga)和新太古代晚期(2.5–2.6 Ga)两个阶段;4)在2525 Ma左右,鲁西地区构造体制从挤压转变为伸展。5)把鲁西花岗绿岩带划分为3个岩带,相互之间由强烈变形和深熔带相隔离。

      4. 阴山地区:1)识别出新太古代早中期(2.6-2.7 Ga)TTG岩石和古元古代中晚期(1.9–2.2 Ga)花岗质岩石;2)确定存在新太古代晚期-古元古代早期(2.47–2.51 Ga)和古元古代晚期(1.86–1.94 Ga)构造热事件;3)阴山地块与孔兹岩带具有类似的早前寒武纪地质演化历史,也与华北克拉通东部早前寒武纪基底十分类似。

      5. 对年轻火山岩中深源包体进行了系统深入的岩相学、矿物化学、岩石地球化学和锆石U-Pb定年和Hf同位素研究,总结了华北克拉通深源包体提供的深部过程的大量信息。在广泛地区鉴别出新太古代地幔添加和壳内再循环作用及存在广泛的古元古代晚期构造热事件。

      6. 对鄂尔多斯盆地深部钻孔的5个早前寒武纪变质基底岩石样品进行了锆石定年和Hf同位素分析。研究表明,不论鄂尔多斯地块是否存在太古宙基底,其本身与华北克拉通其它许多地区一样,也强烈卷入了古元古代晚期构造热事件,并有古元古代晚期孔兹岩系变质沉积岩存在。为建立新的华北克拉通古元古代晚期构造模型提供了可能。

      7. 对各典型地区太古宙地壳形成演化及华北克拉通新太古代晚期正长花岗岩和BIF铁矿等进行了系统总结。结合面上工作,首次在华北克拉通划分出三个>2.6 Ga的古陆块,即东部古陆块、南部古陆核和中部古陆块。

        受本项目资助,发表国际SCI论文16篇,国内SCI论文7篇,国内核心期刊论文4篇。一些重要成果已被地质志等采用。


    2013年鞍本地区国际地质野外考察


    华北克拉通太古宙早期(>2.6 Ga)古陆块(古陆核)分布图


    鞍山深沟寺杂岩剖面及样品位置,锆石记录了3.1-3.8 G长期连续的地质过程

    1-3 华北克拉通太古宙早期古老陆壳物质的寻找、鉴别...

    北京时间12月6日5时42分,嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接,并于6时12分将样品容器安全转移至返回器中。这是嫦娥五号首次月球“挖土”并“打包”带回地球,它的一系列操作中也有行星地质学家的智慧与汗水——

    嫦娥五号探测器实施动力下降并成功着陆,将在预选区域开展月面采样工作 图片来源:国家航天局

    肖龙(右)在北京航天飞行控制中心工作现场

    此次嫦娥五号迈出中国探月工程“绕、落、回”的关键一步,实现月面自动采样并成功返回,是我国探月工程最复杂、难度最大的任务之一。而早在10年前,中国地质大学(武汉)肖龙教授团队、段隆臣教授团队和李大佛教授团队就接受任务,为嫦娥系列任务研制模拟月壤、绘制采样点地质地貌地图,研究采用何种型号钻头、使用何种钻探方法取样……

    研制模拟月壤,助力月面钻探取样

    月面采样能否成功的关键因素之一,是要了解月壤的性质,并研制出与实际月壤性质较为相似的模拟月壤,用于采样工程技术验证。从2011年开始,中国地质大学(武汉)行星科学研究所肖龙教授和他的团队就开始着手为嫦娥系列任务研制可供实验的月球土壤样本。在肖龙的实验室兼办公室,桌面上摆放最多的就是各种类型的模拟月壤,这也记录了他们团队10年的奋斗历程。

    由于缺乏真实样本数据,他们只能用有限的陨石和遥感数据反复进行分析,用不同的材料进行配比尝试。为保障模拟月壤的高仿逼真,肖龙带领团队调研了“阿波罗载人登月计划”采集的月壤样品性质,获得了实际月壤的相关参数,以及随深度变化的月壤剖面结构。团队根据实际月壤的可能状态和月面低重力的工作环境,选取了不同类型的玄武岩、火山灰、斜长岩、钛粉等数十种与月壤性质较为相似的地球岩石和矿物,选择特定的工艺,对岩石进行破碎加工,制造出颗粒形态和成分等都与实际月壤相似的原料,进而将不同粒度的原料进行配比。

    经过大量试验和迭代,团队成员研制了不同密度、不同级配、不同成分等10多个系列的模拟月壤,被工程单位用作地面钻探试验,确定各项钻探参数,再根据这些参数设定月面钻探取样的工作模式。

    肖龙介绍,为嫦娥系列任务研制模拟月壤的10年来,其团队总共为工程单位提供了近100吨模拟月壤;共研发出60多个种类的模拟月壤,经过反复筛选,其中10多种被最终确认为试验用月球土壤。近几年,他们还研制了用于材料加工(如3D打印)的模拟月壤,以及模拟火星土壤等,为月球基地建设、火星探测、地外资源利用等提供支撑。

    绘制大比例尺月球地质图,为“嫦娥”指路

    如同打仗需要战场地形图一样,嫦娥五号降落月表同样需要一份详细适用的地图。只有廓清落点的地质地貌,才能确保嫦娥落月的安全。因为涉及月面取土作业,这份地图还必须涵盖落点附近的地质构造,以满足嫦娥五号的工作需求。

    据了解,嫦娥五号预选着陆区东西长约450公里、南北宽约120公里,总面积约5.5万平方千米。这么大面积的月海地形地貌图如何绘制?作为采样点选址的一项关键工作,肖龙教授带领团队在结合以往国内外月球地质填图资料和填图规范的基础上,建立了利用多源遥感数据开展月球地质填图的方法和流程,包括落月点地形地貌、石块分布、月壤厚度以及撞击坑统计定年;并采用高程数据计算预选着陆区山体阴影、坡度,月海的地形特征和玄武岩厚度;采用多光谱数据反演铁钛含量、计算光学成熟度、合成假彩色影像和月壤粒度。

    经过10年努力,肖龙教授带领团队顺利完成并提交了《嫦娥五号预选着陆区1∶25万地质图》,基本查明了嫦娥五号预选着陆区的地质框架和地质事件序列,为嫦娥五号着陆提供了大比例尺月球地质图。该地质填图成果为探月工程提供了基础地质支撑,通过对月海玄武岩物质成分、玄武岩喷发历史和撞击坑等着陆区域专题研究,确定了地层切割关系、成分和矿物组成,厘清了该区域的地质演化历史。

    “《嫦娥五号预选着陆区1∶25万地质图》完全覆盖嫦娥五号预选着陆区,弥补了预选着陆区没有大比例尺月球地质图的空白,是我国嫦娥五号任务重要的参考资料。该地质图表现了预选着陆区范围内各种地形、地貌、地质信息,以及主要地质单元的分布、年龄、岩性、化学成分、矿物组成等特征。丰富翔实的地质图面内容可以为嫦娥五号任务选择一个样品价值最为丰富、实施难度适中的着陆点提供依据。同时,也为返回样品的研究提供了不可或缺的地质背景信息。”肖龙介绍说。

    作为嫦娥五号钻取子系统飞控专家组成员,肖龙还参与了嫦娥五号科学目标的论证和采样点的选址工作。

    北京时间12月1日23时11分,嫦娥五号在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近成功着陆。着陆点位于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区,这是中国探测器第三次在月球实现软着陆,也是人类探测器首次踏足这一领域。为什么选择在此处采样?

    肖龙表示,着陆点的选址最主要考虑两点,一是工程的安全性,二是要有重要的科学价值。工程方面,主要考虑地形、地貌、坡度、光照和通信条件等因素;科学方面,重点考虑在月球科学中的价值,能否为回答月球科学问题提供关键样本。着陆点要远离以往着陆采样区,还要有与以往不一样的样品,能够回答以往没有解决的科学问题。吕姆克山区域有月球上最年轻的火山岩,样品的研究意义很大。

    设计螺旋钻进方案,破解钻头散热难题

    钻取月壤的钻头要钻进月表2米深,而月球上没有空气和水,那么,高速旋转下的钻头该如何散热?中国地质大学(武汉)段隆臣教授团队和李大佛教授团队参加了部分钻探方案设计和钻探模拟试验等工作。

    段隆臣介绍,月球钻探与地球钻探的最大不同是环境不一样。有利的是,月球引力只有地球引力的1/6,机械设备消耗的功率较小;不利的是,月球上是真空环境,重力环境也发生改变。此外,在地球环境下,钻头钻进往往会使用冷却液,给钻头降温才能继续工作,而月球上没有空气和水,钻头在高速运转中产生的高温无法散热,必然影响钻头工作。

    段隆臣带领团队经过理论计算,确定了在月球上钻探2米需要的动力储备,并通过低密度的月壤模拟低重力效果,经过反复尝试,最终选定螺旋钻进方案。在钻头的选取上,李大佛教授团队也进行了很多有益尝试。

    “钻头钻进后,月壤的一部分会由钻头的螺旋叶片带出,另一部分月壤通过空芯钻杆带回地球。”段隆臣团队成员高辉介绍了钻取月壤钻头的工作原理:螺旋叶片带出月表的月壤可以有效降低钻头的温度,不需要再进行冷却也能确保钻头正常工作。

    高辉介绍,嫦娥五号的取土作业采用机械臂表取和钻具钻取两种方式进行,其中表取1.5千克、钻取0.5千克。表取由机械臂采用挖、夹、铲等动作完成,表取的机械臂相当于机械手,非常灵活,配合计算机视觉系统,可以实现自由抓取。

    月球样品成功返回后,中国地质大学(武汉)将积极申请样品,开展相关研究工作。“月壤样品宝贵,成分非常复杂,需要系统开展研究,包括月壤颗粒粒度、岩石矿物组成、年代学、元素和同位素组成等。通过系统的研究,可以获得有关对月球火山活动历史、月幔物质组成、月球热历史等方面的新认识。这些工作将由多个单位共同完成。”肖龙说。

    月球取土,地质科技来帮忙

    近日,中国地质调查局西安地质调查中心非常规油气团队,在国际地学领域顶级期刊《International Journal of Coal Geology(中科院一区,IF=5.693)》发表了西北地区页岩气研究的新成果——陆相不同干酪根类型低熟页岩差异演化及影响因素—以柴达木盆地北缘侏罗系页岩为例(Differential evolution and the influencing factors of low-maturity terrestrial shale with different types of kerogen: A case study of a Jurassic shale from the northern margin of Qaidam Basin,China,DOI: 10.1016/j.coal.2020.103591)。该论文是国家科技重大专项(2016ZX05034)任务“西北地区中生界陆相典型页岩气赋存方式与富集规律研究”成果之一,论文第一作者为张云鹏博士,共同作者有李玉宏、郭望,及青海煤炭地质局李永红和青海省地质调查局党洪量等。

    该成果通过对柴达木盆地北缘侏罗系低成熟度页岩进行生烃热模拟,发现不同类型干酪根在演化过程中存在差异,并详细分析了造成这种差异演化的主要原因和影响因素,同时根据干酪根在生烃过程、碳同位素变化和孔隙发育等方面的特征及协同演化,总结了不同类型干酪根对应的演化模式。该成果预计能为柴北缘乃至中国的陆相页岩气在生烃过程重现,生烃机制探讨以及资源动态评价和预测等方面提供理论支撑。

    柴达木盆地北缘不同类型干酪根差异演化过程及模式

    西安地调中心在国际地学领域顶级期刊发表西北地区页...

    为继续深入推进松辽盆地南部及外围新区、新层系、新类型公益性油气地质调查工作,加大国内能源安全保障力度,自然资源部中国地质调查局油气资源调查中心(以下简称“油气调查中心”)主要负责人带队赴河北省滦平县考察调研滦平盆地油气地质条件及资源潜力,油气调查中心相关处室人员参加了此次调研。 

    滦平盆地位于河北省承德市滦平县境内,盆地内发育多套中生界下白垩统富有机质页岩层系,具备页岩油气生成和富集潜力。

    调研组一行联合中国地质大学(北京)相关专家学者,分别赴滦页1井含油气性地层测试现场、滦平盆地周边下白垩统露头等地调研,深入考察了滦平盆地下白垩统层序序列、富有机质页岩发育情况、滦页1井岩心油气显示及压裂测试情况,认为以滦平盆地为代表的松辽外围南部盆地群下白垩统富有机质页岩沉积厚度大、分布范围广、有机质丰度高、成熟度适中,具有页岩油气资源潜力,可作为油气调查新领域开展相关调查研究工作,为京津冀一体化协同发展提供公益性服务。

    IMG_20200728_095814

    油气调查中心赴滦平盆地考察调研油气地质条件及资源...

    各地安装地质灾害普适型监测预警设备。 张鸣之 陈彦 供图

    阅读提示:自然资源部地质灾害监测预警新技术新装备——地灾普适型监测预警设备,目前已在全国9个省(区、市)推广试用。该设备围绕突发性地灾“防”的核心需求,走“规模化”的道路,通过发展集成化、模块化、芯片化的途径提高性价比,降低研发成本,力争突破监测预警设备推广的瓶颈。未来,先进的理论加上普适的设备,将明显提升我国地灾隐患点识别和管控的能力。

    入汛以来,全国多地迎来持续强降雨,地质灾害防治箭在弦上。在全国9个省(区、市)推广的自然资源部地质灾害监测预警新技术新装备——地灾普适型监测预警设备,也迎来紧张的试用考验。

    4月20日下午,部署在湖北省秭归县卡门子湾滑坡的地灾普适型监测预警设备,及时捕捉到滑坡变形错动信息。中国地质调查局地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心)及时与湖北省自然资源厅、省地质环境总站、宜昌市自然资源局和秭归县自然资源局等单位召开“国家—省—市—县”四级联合会商视频会,综合研判滑坡的变形现状和发展趋势,确定预警等级为黄色。当地迅速采取防范措施,有效保障了滑坡影响区人民群众生命财产和三峡库区航道安全。

    五一节期间,湖南省凤凰县降雨持续,百余名群测群防人员早早启动了一日三次的巡查模式。今年,群测群防员龙菊平心里踏实多了:早些时候,当地自然资源部门在沱江镇虹桥村滑坡隐患点安装了地灾普适型监测预警设备,有了这群并肩战斗的“小伙伴”,龙菊平说:“智能监测与我们筑起双防线,共同守护父老乡亲的平安!”

    事实上,这一由中国地质调查局地质环境监测院牵头,联合19家相关单位研发试用的新设备刚满“周岁”。时间虽不长,已然交出了一份喜人的成绩单。“我们研发的普适型设备是适用于复杂地形地质条件、可靠耐用、性价比高、方便携带的监测预警技术装备组合。”自然资源部地质灾害技术指导中心首席科学家、地灾普适型监测预警设备研发团队负责人殷跃平介绍,“截至目前,我们共接收各类有效监测数据2500余万条,设备故障率在6%以下,总体运行稳定可靠!”

    1 攻坚

    预警地灾的新突破

    “地灾隐患在哪里?”“什么时间可能发生?”一直是地灾防治工作两大核心问题。解决“何时发生”的地灾预测,更被喻为“世界级”难题。“经过20世纪90年代以来以县为单位的1∶10万地灾调查和最近十多年来实施的1∶5万地灾详查,我国已摸清28.6万处地灾隐患点,构建了36万人组成的群测群防队伍,初步形成了地灾监测预警理论技术体系和科技支持保障体系,全国每年因地灾伤亡人数从90年代末的1500人降至最近几年的200多人。可以说,地灾防治工作取得了举世公认的成效。”殷跃平告诉记者。然而,成绩之下一个数据却不容回避:全国每年新发生的地灾,80%都发生在已圈定的隐患点范围之外。

    为何还会出现“80%”的盲区?殷跃平指出,我国地灾防治形势依然严峻复杂,近年来,随着极端强降雨等灾害性天气的频繁出现,以及人类工程活动的增加,地灾防治工作面临许多新的问题:一方面,突发性地灾“中心”由城镇向乡村转移,呈现随机性更大,隐蔽性更高和累计破坏性更强的特点;另一方面,“视线外”的高位远程滑坡—碎屑流—泥石流等“链状”地灾造成的群死群伤特大灾害日益凸显,准确进行预测和防范的难度明显增大。

    “从目前来看,我们对孕灾地质环境的调查远远不够,对易滑结构、成灾模式、预警模型的探索研究尚不能满足防灾的需求。”殷跃平介绍,比如,去年贵州水城“7·23”山体滑坡灾害(造成52人死亡),事实上,当地村组的地灾群测群防工作比较到位,专业队伍还采用了高分遥感和InSAR等高新技术对该区进行了动态调查,所圈定出的隐患点是位于村前的三叠系飞仙关组构成的陡坡地区,这套地层构成的易滑地质结构与2017年贵州纳雍“8·28”特大滑坡(造成38人死亡)非常相似,但实际上发生特大灾害的是位于村后1公里之外的二叠系峨眉山玄武岩构成的缓坡上,这种易滑地层形成的高位远程滑坡在该区较为罕见。“因此,我们提出了以空间信息技术、地面测绘、地质勘查和风险管控相结合的新一轮地灾风险调查思路:运用综合遥感技术开展1∶5万基础性调查;运用无人机、地面测绘与地质勘查手段开展以乡镇、村组等人口聚集区为重点的1∶1万精细化调查;通过开展省、县、村三级宏观、中观和细观地灾风险区划,为防灾减灾规划提供基础,跳出以隐患点为中心,‘排查—再排查—再再排查’的就点管点的被动状态。”

    在科技支撑方面,虽然全国已有众多“高精尖”的地灾监测预警设备,有的已经达到世界级水平,但往往价格不菲,安装一套设备动辄需要上百万元,对于地灾点多面广的国情而言,大规模布设并不现实。有些设备还不能适应恶劣的野外环境,运维费也很昂贵。

    为解决地灾防治的突出问题,进一步提高专业技术水平,2018年11月,自然资源部召开地灾监测预警科技创新研讨会,明确围绕突发性地灾“防”的核心需求,聚焦“地灾隐患在哪里”“什么时间可能发生”等关键问题,力争突破监测预警技术的瓶颈。

    按照自然资源部、中国地质调查局的部署,由中国地质调查局地质环境监测院牵头,联合19家相关单位组建了“学科交叉、部门联动”的技术攻关团队,拉开了全力开展地灾监测预警普适型设备研发与适用工作的大幕。

    殷跃平认为,“共性”和“性价比”是普适型监测预警设备特别强调的两个要素。长期以来,一些地方形成了“每个滑坡都不一样”的粗浅意识,因此,人为设置了滑坡预警预报是世界难题的不易逾越的屏障。实际上,滑坡也具有“共性”,都属于斜坡运动的范畴,这就是普适性。他举例说明:“我们每个人都各不相同,但作为‘人’这一群体它是有共性的。滑坡也一样,不同的滑坡总有相同的DNA,普适型设备就是要通过孕灾条件、监测数据、成灾机理研究,找到滑坡的共性,掌握其运动规律和理论原理,建立预警模型,进而提高预警的科学性和准确性。”

    在“高性价比”方面,殷跃平指出,以往对地灾隐患点的监测过度追求精度,有的设备监测甚至精准到毫米、亚毫米级,这对于城市和重大工程来说是必要的。但实际上,对于广大乡村防灾减灾而言,厘米级,甚至分米级的精度就能避免重大伤亡,而财产损失是次要的。只要发现隐患点出现显著变化,群众及时撤离即可达到避险目的,监测设备的可靠性和实用性则更为重要。

    2 实用

    聚焦需求护一方平安

    记者了解到,目前通过自主研发和集成研发,普适型监测预警设备研发和试用取得三方面进展。

    一是聚焦降水和地表变形,研发出裂缝计、GNSS卫星定位系统、倾角计、加速度计,以及雨量计和土壤含水率计6种普适型监测预警设备。这些设备以“提高可靠性、提高集成度、降低功耗、降低成本”为目标,集成度高、功能优化,并借助物联网传输技术,综合成本降低50%以上,操作简单、维护方便。

    比如,同样是测量雨量,传统的翻斗式、虹吸式雨量计精度高,但体积较大,施工难度大,需要定期维护。最新的普适型雨量计采用光电或压电技术进行一体化设计,体积小,维护简单,便于安装。又如,传统的裂缝计量程短,采取分体式设计,故障率高。最新研发的设备加大了量程,采用窄带物联网和远程控制,设备待机功耗降低过半,提高了规模化推广的水平。

    二是建立了监测数据传输通讯协议,统一了数据格式和传输方式,开发了地灾监测预警平台。研究人员针对目前市场上普遍存在的监测设备数据格式和传输协议不统一问题,在普适型设备研发中,编制完成《地灾监测数据通讯技术要求》,实现了地灾监测数据格式、接口方式和传输协议的统一,保障了多类型设备快速接入、分析预警及“国家—省—市—县”四级数据联通,初步实现监测数据“实时传输、实时查看、实时分析和实时预警”的监测预警功能。

    三是根据典型性与迫切性相结合的原理,在重庆、四川、贵州、云南、甘肃、湖南、湖北等9个省(区、市)的高山峡谷、丘陵山区、黄土地区、地震影响区等4类孕灾地区,选定29处典型的崩塌、滑坡灾害隐患开展样机试用。构建了由中国地质调查局地质环境监测院牵头,省自然资源厅、地灾防治技术支撑单位、地方自然资源部门以及设备研发单位等共同实施、多级联动的工作机制,达到了样机试用、监测实践的双重目的。

    运行效果如何?一线人员已经有不少反馈。

    “方便、实用,满足了使用需求。”甘肃省地质环境监测院副院长李瑞冬说。2019年7月,该院通过野外调查、综合比选,最终选择了永靖县具有一定典型性和代表性的黄土地灾隐患点布置了普适型监测预警设备,并开展了信息系统部署、监测数据整理分析与综合研究等工作。“之前做滑坡灾害深部位移监测,需要先打好钻孔、装上监测管,再往管里陆续安装倾斜仪等专业设备,程序繁多、设备体积大。现在使用普适型倾角仪,所有监测设备集成一体,只需从地表往下戳进60厘米左右的桩就能进行监测,施工便捷度有质的提升。”李瑞冬告诉记者,此外,10万元以内的单点建设费用与之前一套差不多80万元的监测设备相比,能减轻不少财政压力。

    贵州省在盘州市羊场乡下午村进行了示范点建设,安装了3套GNSS,3套裂缝计,1套雨量计和5套崩塌加速度计和4套倾角计。为真实体现出与传统自动化监测设备的差异,GNSS选择了共用基站的方式,设备均安装在原有同类设备的附近区域。“通过对比表明,普适型设备可有效反应地灾隐患点的动态变化,设备数据反应灵敏。”贵州省自然资源厅地勘处负责人高玉平说。

    湖南省完成了19处专业地灾监测点和25处群测群防监测示范建设,共布设普适型设备300多套,2019年省自然资源厅发布了《湖南省重要地质灾害隐患普适化监测技术要求(试行)》,湖南省自然资源事务中心地灾部雷耀波认为,湖南地质环境复杂,地灾隐患点数量多,规模主要以中小型为主,普适型设备将有较大的发展空间。

    3 推广

    分区分类覆盖全国

    “科学技术一定要解决国家的急需。”殷跃平指出,许多获得过大奖的监测预警项目原理都是非常先进的,但遗憾的是大多停留在实验室研发阶段,而普适型监测预警设备的研发必须要走一条“规模化”的道路。“我们在研发之初就让企业参与其中,通过发展集成化、模块化、芯片化的途径提高性价比,降低研发成本,把研发和推广结合起来。先进的理论加上普适的设备,将明显提升80%‘视线外’的地灾隐患点识别和管控的能力。”

    根据最新设备成熟度、工业化生产能力调研分析:2020年汛期每种普适型设备可产生1万套左右,结合全国地灾险情,可分区分类进行推广。

    对此,殷跃平建议,首先要聚焦青藏高原及周缘地区、云贵高原、秦巴山区、西北黄土高原、湘鄂桂山区、东南沿海山地丘陵等地灾高中易发区,这些地区有不少刚刚脱贫摘帽的贫困县、贫困村,不仅要避免因灾返贫,更要避免群死群伤重特大灾害的发生。二是要针对险情较大的地灾隐患及早部署,特别是单体地灾威胁30人以上、暂时无法实施工程治理或搬迁避让的地灾隐患,要确保实时掌握地灾发生发展过程。根据测算,今年可对3000处险情较大地灾隐患采用普适型设备进行监测。

    此外,为保障监测预警数据采集、传输、处理、分析各环节标准统一,还应注意将现有监测预警信息示范平台与普适型设备同步推广应用。深化机制建设与组织保障,充分发挥地方政府地灾防治主体责任,构建地方政府、省(区、市)自然资源厅(局)、地灾防治技术支撑单位、市县级自然资源管理部门和设备研发生产单位等共同实施、多级联动的工作机制等。

    殷跃平同时坦言,作为新型技术设备,普适型监测预警技术研发面临重重挑战。如:试用时间短,未经受长期、复杂气象条件的考验,有些问题可能还没有暴露出来;引导企业加快产品标准化、批量化和工程化生产仍需要一个过程;智能化预警模型还需要进一步探索;核心技术自主化仍需要加强等等。下一步重点工作,将抓住核心预警预测功能集中攻关,为更大范围推广应用做好准备。

    五一节前夕,好消息频频传来:一则,由中国地质调查局地质环境监测院起草的《地质灾害专群监测预警技术指南(试行)》与《地质灾害监测通讯技术要求》,作为自然资源部地灾防治三年行动方案下发各省参照执行。这两部技术要求可指导和规范崩塌、滑坡和泥石流等地灾隐患的专群结合监测预警工作,有利于提高地方防灾避险能力。二则,“滑坡崩塌灾害普适型智能化实时监测预警仪器研发”国家重大专项获批,该项目的实施将推动我国防灾减灾体系的标准化和技术进步,推动地灾监测预警技术装备产业化发展,为我国地灾三年行动实施提供支撑。

    据了解,为应对地灾风险,2020年全国汛期地灾防治工作视频会议强调,要加快普适型监测预警仪器设备集成研发和试用,进一步强化预警科学性、及时性、准确性。四川、湖南、甘肃、贵州陆续发文,明确今年逐步开展普适型监测设备试点建设工作。重庆市确定将以分类分级方式,对已查明的所有隐患点推进普适型设备的安装与自动监测。业内人士指出,随着新一轮1∶5万调查和风险评价、1∶1万精细化调查开展,不仅会找到更多地灾隐患点,而且“找”的过程还可能会引入普适型新技术手段。

    可以预见,未来普适型监测预警设备将与合成孔径雷达测量、高分辨率卫星遥感、无人机遥感、机载激光雷达测量等多种新技术手段,形成天空地一体化作战方式,在地灾防治工作中发挥更好的作用,守护群众的生命财产安全。

    链接

    地灾普适型监测预警设备

    ■特点

    运行可靠、功能简约、精度适当、性价比高、安装快捷、维护方便、智能预警

    ■六种设备

    普适型雨量计:采用新型光电式、压电式传感器,体积小,维护简单。

    土壤含水率计:无须标定,探测范围大,采用多参数一体化设计,尺寸小,可在15分钟内完成安装。

    裂缝计:加大量程、窄带物联网和远程控制,设备待机功耗降低50%,对于加速变形阶段的采集能力明显提升。

    普适型GNSS:将监测精度由毫米级调整为亚厘米级,增加一体化预埋箱方式,运行功耗与综合成本显著降低。

    倾角计和振动加速度计:内置电池可不间断供电2~3年,已形成微芯桩、变形桩等多参数一体化监测预警设备,易安装易维护。

    新科技如何支撑“普适型”防灾

    横跨东北三省,与大小兴安岭为邻,既是大庆油田的诞生地,又是大陆深部科学钻探工程松科二井的施工地,松辽盆地这片富饶而神奇的土地给予中国地调人无上的荣耀,而中国地调人也为这片土地倾注了无限的深情,使这片土地熠熠生辉。

    作为奋战在松辽盆地上的地调队伍之一,自然资源部中国地质调查局沈阳地质调查中心(以下简称“沈阳地调中心”),认真贯彻落实习近平总书记大力提升国内油气勘探开发力度的指示精神,全力按照中国地质调查局党组服务百年大庆油田建设“沉着冷静、精心实施,点上突破、面上拓展”的要求,会同中国石油大庆油田公司(以下简称“大庆油田”)联合组织了松辽盆地北部页岩油科技攻坚战,用实际行动践行广大石油、地质工作者联手攻坚克难的神圣使命,开创了松辽盆地非常规石油勘探开发的新篇章。

    松页油1井出油

    丰硕成果彰显地调担当

    在百年风云变幻中,兴实业、利民生、强资源、壮国威,地质调查工作始终发挥着基础先行的作用,广大地调人始终将责任与担当铭记在心。

    时光追溯到2019年9月26日。这一天是大庆油田值得骄傲的日子,也是沈阳地调中心值得骄傲的日子。在大庆油田发现60周年庆祝大会上,大庆油田对外宣布了四项重大勘探开发成果,其中之一是松辽盆地页岩油成果。随后,在2019年底召开的大庆油田年度油气勘探技术座谈会上,页岩油勘探攻坚战被列为油气勘探五大攻坚战之首。2020年3月21日-27日,大庆油田连续开了6个半天会,专门研讨页岩油勘探,进一步明确松辽盆地北部页岩油资源丰富,古龙页岩油非常规资源的勘探开发是大庆油田发展的新领域、新战场,也是大庆油田振兴发展的新希望、新起点,为页岩油勘探实现全面突破明确了方向。

    页岩油攻坚战是中国地调局清洁能源地质调查科技攻坚战之一,沈阳地调中心与大庆油田通过3年多的协同攻关和前期探索,联合研究、联合部署,取得了丰硕的成果,大大加快了松辽盆地北部页岩油勘探开发进程。

    一是四口参数井在松辽盆地获得泥岩基质型页岩油工业油流,证实松辽盆地具有良好的页岩油开发前景。继松页油1井和松页油2井取得工业突破后,“直改平”的松页油1HF井在青山口组一段泥页岩基质储层敞口自喷求产获得日产原油14.37立方米,最高日出油46.89立方米,累计产原油504.8立方米。松页油2HF井在青山口组一段泥页岩基质储层抽汲求产获得了日产原油10.06立方米,最高日出油27.81立方米,累计产原油197.99立方米。这两口水平井已经移交大庆油田进行后续试采。截至目前,松页油1HF井已试采求产超过150天,油嘴3.47毫米,累计产油800立方米;松页油2HF井已试采求产超过180天,累计产油600立方米。两口水平井取全了地层、压力和温度等各项参数,实现了泥页岩储层页岩油战略调查的重大突破。

    二是评价结果显示,松辽盆地具有很好的页岩油资源潜力,有望成为重要的油气接续资源。利用新井资料,结合已有的成果,重新计算松辽盆地北部页岩油甜点区资源量近40亿吨。其中,Ⅲ类页岩油(纯页岩型)位于青一、二段半深湖-深湖相,砂地比<10%,TOC>2%,Ro>0.75%,面积11200平方千米,资源量占比70%以上,是下一步页岩油勘探的重要领域。

    三是总结一套适用于陆相泥质页岩油勘探的创新成果认识和技术方法体系,提出松辽盆地北部页岩油有利目标区和井位优选的综合评价体系等五项创新成果认识,探索形成“覆膜石英砂、酸性压裂液体系、段塞加砂、纤维加砂、液态CO2”的压裂组合等三项页岩油关键工程技术。

    压裂现场

    五次论证指明攻关方向

    每一项重大地调成果的背后,都有着事关国家能源安全的重大决定;每一项重大地调成果的背后,都离不开一批人的艰苦奋斗;每一项重大地调成果的背后,都经过一次又一次的论证与探讨,松辽盆地北部页岩油成果的取得同样如此。

    时光追溯到2016年3月7日。习近平总书记在全国两会期间听取会议代表关于大庆油田形势汇报后指示:要振兴东北老工业基地,关注大庆油田发展。为贯彻落实习近平总书记重要指示精神,自然资源部中国地质调查局积极响应、迅速部署,吹响了攻坚松辽盆地页岩油的“冲锋号”。

    为高质高效推进页岩油攻坚战的实施,中国地质调查局先后组织召开了5次重要的论证会,局领导亲自把关定向,攻关目标一次次聚焦。正是这5次关键且严谨的高层次论证会,明确了松辽盆地北部页岩油的调查攻关方向,选准了有利目标区和甜点层段,敲定了5口井的井位和具体施工方案,最终使得陆相页岩油调查和科技创新取得重要突破。

    2016年5月20日,第一次会议论证《加快推进松辽盆地及外围油气资源调查工作方案》。这个经页岩油团队奋战一个月形成的方案,是举全局之力,用非常规手段,在科学部署前提下,开展超常规工作而形成的“作战纲领”。该方案明确了工作定位、总体思路、合作领域和协调机制,成立了前线指挥部,确定了攻关专家组。经专家深入论证,明确总体目标:以“开辟新区,探索新层系,联合攻关新类型、新领域,支撑百年大庆油田建设”为目标;提出预期成果:力争2-3年见实效,形成松辽盆地页岩油战略接续领域,同时在外围提交一批新区、新层系战略准备区;形成总体思路:立足松辽盆地,围绕非常规资源,统筹油气,远近结合,分开层次,突出重点,事企互动,联合推进,加快“四新”领域突破。第一次论证会明确了大方向,为后期工作提出技术总纲。

    2016年8月9日,第二次会议论证《松辽盆地北部古龙凹陷松页油1井井位》。从5月到8月,沈阳地调中心和大庆油田密切配合,联合部署,联合研究,利用泥页岩的七性关系优选确定了齐家凹陷南部和古龙凹陷北部是页岩油发育的最有利地区,利用泥页岩的六要素明确了页岩油参数井的井位。论证会上专家组认定了位于古龙凹陷的松页油1井井位,认为若该井取得突破,对实现中国北方陆相页岩油战略突破具有重要意义。在审核了页岩油团队提出的两个井位建议后,专家考虑两个井位分别处于不同凹陷,都具备攻关施钻的必要性,因此建议两个目标同时上,最终根据油气发现选择一口井进行“直改平”,实施大型体积压裂。后期,又进行了一次补充论证,确定在齐家凹陷南部部署松页油1井,在古龙凹陷北部部署松页油2井。这次论证会,确定了两个目标井位,为后期取得成功奠定了深厚根基。

    2017年7月20日,第三次会议论证《松辽盆地北部页岩油参数井试油选层及地层含油气性测试设计》。经过页岩油团队近一年的现场施工和探索,松页油1井和松页油2井钻探均见到较好油气显示,录井及测井资料解释均有油层。据此,页岩油团队研究提出了试油选层及含油气性测试方案。专家认为,两口参数井针对的储层类型不同,进行地层含油气性测试工作很有必要,明确松页油1井地层含油气性测试层位是青山口组二三段中下部的三个层位和青山口组一段的三个层位,松页油2井地层含油气性测试层位是青山口组一段的三个层位。后期,中国地调局专题会研究同意了工程设计方案,要求适当加大压裂规模,力争获得高产,获取关键参数。

    2017年12月23日,第四次会议论证《松辽盆地北部松页油2井直改平地质论证设计》。通过精心施工,两口直井压裂均获得成功,松页油2井获得日产4.93立方米的页岩油工业油流,松页油1井获得日产3.22立方米的页岩油工业油流。为进一步评价页岩油资源量和勘探开发潜力,页岩油团队提出了松页油2井侧钻实施水平井的建议。专家论证认为,证据充分、合理可行,同意侧钻实施松页油2HF井。半年后,2018年6月8日,专家再次通过对《松辽盆地北部松页油1HF井地质设计》论证,确定在松页油1井侧钻实施松页油1HF井。两口水平井的实施,为后期页岩油高产工业油流的实现起了至关重要的作用。

    2019年3月26日,第五次会议论证《松辽盆地北部松页油3井井位论证报告》。依据沈阳地调中心和大庆油田的会议纪要,明确继松页油1井和2井成功后,继续向页岩油勘探程度低的东部和北部地区开拓新区,页岩油团队选择三肇凹陷进行深入研究,优选并部署了松页油3井参数井。专家论证认为,该井位对于开拓新区新领域具有重要探索意义,对于整体评价松辽盆地的页岩油资源前景和获取关键评价参数具有重要的探索和引领作用。随后,该井也通过了压裂方案论证,经试油证实该地区确实具有较好的页岩油资源前景。目前,松页油3井试油见到好苗头,有望实现新区页岩油调查突破。

    宝贵经验成就未来梦想

    回顾地调百年风雨历程,广大地调人满怀历史的成就感和厚重感,不断总结过去,奋力前行。松辽盆地页岩油攻坚战取得重大成果,给予中国地调人特别是沈阳地调人的不仅仅是一份荣耀,更是一份引领成功的宝贵经验与启示,而这份宝贵的经验与启示将推动广大地调人创造地质调查事业的“第二个辉煌百年”。

    ——落实习近平总书记重要指示精神,保障国家能源安全是地质调查工作的神圣使命。我国地质调查工作有104年的发展历史。百年来,地质调查始终坚持以服务国家和区域重大需求为导向。当前,我国经济社会发展进入新常态,能源资源刚性需求长期存在。党中央、国务院高度重视油气资源保障工作,2019年9月26日,习近平总书记致信祝贺大庆油田发现60周年,指出“几代大庆人艰苦创业、接力奋斗,在亘古荒原上建成我国最大的石油生产基地,大庆油田的卓越贡献已经镌刻在伟大祖国的历史丰碑上”。60年来,大庆油田累计生产原油近24亿吨,占全国陆上原油总产量的37.6%,为祖国建设和发展做出了彪炳史册的巨大贡献。然而,大庆油田从连续27年稳产5000万吨,到连续14年稳产4000万吨,原油产量持续递减,油田发展面临挑战。为贯彻落实习近平总书记重要批示精神,中国地调局党组将页岩油调查作为科技攻坚战组织实施,在团队人员配备、资金配套、后勤保障等方面给予全力支持。沈阳地调中心联合大庆油田以“攻关齐家-古龙页岩油,寻找大庆油田接续新领域”为目标,迅速集结一支页岩油调查和科技攻关团队,在陆相页岩油地质理论、工程技术等方面进行攻关,努力开拓松辽盆地油气调查新领域。

    ——打破思想禁锢,地质调查与科技创新有机结合是取得成功的关键因素。页岩油科技攻坚战的成功并非一帆风顺、一蹴而就,项目开展初期整个页岩油团队感受到了巨大的压力。陆相盆地页岩油勘探开发是个全新的领域,缺乏相关的成熟理论和成功经验,页岩油的勘探开发面临着“三难三无”的境况。为了突破这些挑战,需要解决一系列世界性难题。该怎么办?有没有底气解决这些难题?冲锋号已吹响,页岩油团队必须勇往直前。沈阳地调中心在东北四省区开展地质调查工作,深耕细作近半个世纪,积累了海量的数据资料,汇聚了顶尖的页岩油科研团队,提升了攻坚陆相页岩油的自信。

    页岩油团队从松辽盆地页岩油实际地质情况出发,参考页岩气、常规油等领域的资源评价方法、成藏规律及工程技术等方面的研究成果,从地质方面到工程方面不断进行创新,解决了一个又一个难题。我国陆相页岩油储层条件复杂,到底属于什么储层类型?对此,页岩油团队开拓了陆相页岩油新的储层类型——基质型(泥页岩储层)页岩油,为页岩油调查工作指明了方向。松辽盆地页岩油主要发育哪里?勘探思路和方向到底在何方?对此,页岩油团队经过攻关,实现了以“泥岩裂缝型”为主的传统勘探思路的转变,提出了巨厚的纹层型泥岩、韵律型泥岩具有丰富页岩油资源潜力的新认识,预测齐家、古龙、三肇凹陷深部蕴含丰富的页岩油资源。甜点区在哪里?规模多大、埋藏多深?井位选在哪里?带着这些问题,页岩油团队提出了松辽盆地北部页岩油有利目标区和井位优选的综合评价体系。利用岩性、物性、电性、含油气性、烃源岩、脆性和地应力七性关系确定齐家凹陷和古龙凹陷是页岩油发育的有利区,三肇凹陷是较有利地区。通过有机质丰度、成熟度、含油量、裂缝、压力和脆性等“甜点六要素”研究,明确杏西地区、巴彦查干地区和三肇凹陷中部是页岩油突破的靶区,形成了井位部署的重要依据。实践表明,3口井位选得都很精准,油气产能均达到工业标准。泥岩取心慢的难题怎么解决?页岩油团队与施工方密切配合、共同研究,改进钻具组合方式等工艺,采用直螺杆+复合片钻头组合方式,极大地缩短了取心钻进周期。陆相湖盆的压裂施工尚无成熟的压裂制度和规范怎么办?对此,页岩油团队在生产中摸索形成了一套适用于陆相湖盆的压裂施工工艺,采用羧甲基羟丙基胍胶酸性压裂液体系,结合前置二氧化碳增能、纤维加树脂覆膜砂、段塞加沙的压裂施工工艺,实现了陆相泥页岩地层中的大型体积压裂。正是页岩油团队在调查过程中将地质目标与地质理论创新结合,将工程目标与工程技术方法创新结合,才逐渐探索形成适合陆相盆地页岩油调查的地质理论和勘查技术方法体系。

    ——发挥公益先行作用,地质与石油工作者紧密合作是取得成功的重要基础。地质工作是国家经济建设的先行军,“地质工作搞不好,一马挡路,万马不能前行”。60年前,地质人和石油人共同合作,提出并验证了“陆相生油”理论,一举发现令国人振奋的大庆油田。2008年,中国地质调查局和大庆油田再度合作,签署合作协议,共同推进松辽盆地及外围盆地油气资源基础地质调查,为大庆油田实现“百年油田”目标提供一批后备勘探选区。近年来,双方紧密合作、联合研究、联合部署,不仅取得Ⅲ类页岩油(也是难度最大的一类)的调查突破和多项科技创新成果,而且第一时间进行了井场交接和后续试采。同时,沈阳地调中心还联合了中石化中原石油工程有限责任公司、东北石油大学、中国石油大学(华东)、数岩科技(厦门)股份有限公司等多家合作单位,与页岩油团队在工作中团结协作、密切配合、深入研讨、联合施工,涉及施工人员达600多人,卡住每个时间节点,实现有序推进,创造了合作共赢的典范。通过页岩油攻坚战的精心组织,不仅取得页岩油调查的重要突破,而且形成了国家公益性调查与油田企业、科研院所等联合攻关的创新合作模式,对陆相页岩油勘查开发起到示范和借鉴作用。

    ——加强人才团队建设、进行管理体制创新是页岩油突破的有力保障。为大力推进页岩油科技攻坚战,沈阳地调中心组建页岩油工程技术中心,搭建页岩油技术创新平台,加大石油地质、石油天然气工程、非震物探等专业人才引进力度,引进急需紧缺领军人才2人、业务骨干4人,培养技术精英10余人。页岩油团队从无到有,从组建到壮大,培养出中国地调局卓越人才1人、杰出人才1人、优秀人才3人,工程首席科学家1人、二级项目负责人5人。同时,按照中国地调局统一要求,页岩油团队始终坚持“五问”“五不唯”评价标准,开展岗位设置和工作内容遴选,给品德好、能力强、成果业绩突出的年轻技术骨干创造机会并搭建舞台;坚持人才激励机制,优化绩效工资分配,出台《特殊贡献绩效奖励实施细则》,对科技创新、成果转化和优秀人才等实施奖励;通过开展技术培训、专家讲课、现场会诊、合作交流等增强技术人员业务素质,不断提升科技创新能力和水平。

    为全力推进页岩油调查,沈阳地调中心在创新管理方面不断进行探索与实践:成立页岩油现场指挥部,统一调度各方力量协同攻关,协调解决项目实施中的重大问题,确保各项工作高效有序开展;强化落实目标责任制,2019年度发文推进攻坚战的11个方面共40项具体举措,明确目标,责任到人、落实到日,加强督办和绩效考核;制定6项施工管理制度和质量控制措施,科学管理,狠抓细节,全面实行质量管理控制;制定推进规划路线图,科学合理安排工作进度,深刻总结经验教训,确保各环节工作丝丝相扣;全力提供后勤保障,建设标准化野外基地,为现场技术人员提供良好的工作和生活环境。

    ——坚守初心使命、弘扬新时代地质文化是页岩油团队奉献拼搏的不竭动力。为了能有效拉动页岩油勘探开发,页岩油团队坚守初心和使命,坚持以政治建设统领业务工作,落实全面从严治党主体责任,推进党风廉政建设向纵深发展,充分发挥党支部战斗堡垒作用和党员先锋模范作用,时刻不忘地质人的初心和使命,报效祖国、服务人民,将“李四光精神”“三光荣传统”融入到血液之中,把“大庆精神”“铁人精神”落实到具体工作中,用实际行动践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”的新时代地质文化,铸就了“勇挑重担、敢于创新、求真务实、甘于奉献”的页岩油团队精神。从烈日炎炎到数九寒天,从钻探工程到抽汲试油,在项目推进的4年中,页岩油团队成员坚守一线、默默奉献,每人每年在野外一线和出差的时间平均在280天以上,可歌可泣的动人事迹不断涌现。“地调儿女砥中流,泥页岩里苦寻求;蚊子飞蚁浑不怕,不见石油誓不休。”寒冬腊月,他们冒着刺骨的寒风,在井场24小时轮班值守;盛夏时节,似火骄阳下,他们在压裂现场一站就是一天,每个人的脸庞都被晒成了古铜色,但这却是地调人引以为豪的一抹最靓丽的色彩!

    凡是过往,皆为序章。成绩不是终点,而是一个新的起点。有了第一个百年地调的厚重根基,有了中国地调人的勇挑重担,中国地质调查事业的“第二个百年”将会更加耀眼辉煌!􀴁

    科技攻坚明方向 使命担当创辉煌