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    4月12日,2023年度青岛市分析测试学会年会在青岛召开,并举办青岛市分析测试学会科学技术奖(QDAIA)颁奖仪式,青岛海洋地质研究所申报的“海洋天然气水合物电阻率多尺度实验测试技术及应用”成果荣获一等奖。

    该成果主要依托“天然气水合物储层模拟与测试技术”“天然气水合物实验测试技术更新”等项目,构建了“孔隙-岩心-井场”多尺度的天然气水合物电阻率实验测试技术体系,实现了以微观机理提升介观趋势的解释和刻画,进而服务宏观状态的反演,有利推动了电学探测技术在海洋天然气水合物资源勘探开发中的应用效果和服务场景。

    该科学技术奖由青岛市分析测试学会主办,主要围绕分析测试领域中理论研究、技术创新、标准研究、社会安全与公共服务等方面的创新性成果进行表彰,本次共评选出一等奖8项、二等奖7项和青年奖4项目。

     

     

     

    青岛海洋地质研究所成果获青岛市分析测试学会科学技...

    全球非常规天然气资源量约923万亿立方米,其中近半数为页岩气,其资源量(456万亿立方米)与常规天然气(378万亿立方米)相当。美国是开发页岩气资源最早、最成功的国家之一。已发现的页岩气盆地主要是分布在以 Appalachian盆地为主的东部早古生代前陆盆地带、以 Fort Worth盆地为代表的南部晚古生代前陆盆地带、以 San Juan盆地为代表的西部中生代前陆盆地带以及以 Michigan 盆地和 Illinois盆地为代表的古生代—中生代克拉通盆地带。

    Appalachian盆地位于美国东北部,是美国石油工业的发源地,也是目前页岩油气资源勘探开发的主要盆地之一,其中的Marcellus页岩是北美洲最高产的区带之一。尽管Marcellus页岩区带仍是Appalachian盆地中具有低风险、高质量的资源区域,但是该区域内很多业内领先的生产商都在逐渐将他们的注意力从Marcellus页岩转向其下覆地层,美国能源部化石能源办公室认为“就厚度和延伸范围等方面而言,Marcellus页岩下方的Utica页岩的油气勘探开发潜力更大”。Utica/Point Pleasant页岩属于目前美国页岩气产量增长最为迅猛的页岩区带之一。

    我国页岩气资源丰富,勘探开发前景广阔,目前已在四川盆地及周缘多个区块取得海相页岩气勘探开发突破。四川盆地具有与美国东部典型盆地(如Appalachian盆地)相似的构造演化和地质条件,均为古生代沉积的海相盆地,页岩气勘探前景良好。美国典型盆地的页岩气开发为我国的页岩气开发展示了良好的前景,对我国页岩气的高效开发具有重要的参考意义。

    中国地质调查局地学文献中心(中国地质图书馆)文献情报室依托地调局二级项目“地学情报综合研究与产品研发”,针对美国Appalachian盆地石油天然气研究协会(AONGRC)和西维吉尼亚大学的相关研究成果组织编译了《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑,旨在为国内页岩气勘探开发提供借鉴。

    《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑集合并包含了不同尺度下进行的研究成果,范围涵盖了从盆地规模的地层和构造,到储层中因有机质生气而成的纳米级孔隙。主要包含三大方面内容:①描述和评估了Utica页岩和Appalachian盆地北部相应岩层的岩性、烃源岩、地球化学特征、地层发育特征、沉积环境及储层特性;②通过区域填图、钻井活动和生产动态跟踪的整合,确定了Utica石油和天然气富集区;③通过本研究过程中收集的地质和地球化学数据,提供了基于生产和体积计算的Utica资源量评估。第一章对Utica页岩的地质研究进行了简要介绍,包括所有数据的访问、组织和管理。第二章为Utica钻探活动和生产动态跟踪成果。第三章描述了整个研究区域Utica和与之相应的岩层的岩相特征。第四章阐述了测井分析、相关对比和填图成果。第五章介绍了岩心研究结果,包括沉积环境的解释。第六章涉及无机地球化学研究成果。第七章介绍了Utica源岩的地球化学发现和解释。第八章提供了储层孔隙成像和孔隙度/渗透率数据。第九章为资源评估结果。第十章为Appalachian盆地北部Utica区带开发的总体结论及意义。参考文献的完整清单包括在第十一章中。

    后续地学文献中心还将完成《东得克萨斯和路易斯安那州西部Haynesville页岩气地质》专辑,敬请关注。

     

    中国地质调查局地学文献中心完成《Appalachian盆地U...

    “感谢共产党!感谢共产党!”两位古稀老人突然举起双臂一阵高呼。

    这不是电视剧中时空穿越的历史故事情节,这是2016年7月发生在新疆南疆地区克孜勒苏柯尔克孜族自治州乌恰县波斯坦铁列克乡依买克村一个真实的故事。

    依买克村是一个坐落在昆仑山北坡山脚下海拔约2000米的柯尔克孜族(下称“克族”)聚居的古老村落。2016年夏季一场突如其来的暴雨,让这个村的村民措手不及,洪水裹夹着泥沙,漫过防洪渠,直接灌入了村民的院子,瞬间院子就变得杂乱不堪。

    雨停过后,一对柯尔克孜族夫妇眼巴巴地盯着自家的院里满地湿漉漉的泥浆,六神无主,一副无助的神情令人心痛。就在老人急得团团转时,一群穿着雨靴、衣服沾满泥浆的年轻人,带着工具冲了过来,在院子里一阵清理打扫过后,一切又恢复了原先清洁干净的模样。

    看见自家院子被收拾得如此整洁,两位不太会讲国语的柯尔克孜族老人,一时不知怎么感谢这些年轻的后生,于是就举起了双臂,喊出了开头的这句话。

    项目组进行地质剖面测量

    这只是自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心“南疆大型资源基地调查团队”项目驻地的小伙子们,在这里开展工作期间,与当地群众心手相牵一个很平常的故事。

    实际上,进驻南疆以来,调查团队就承载了“造福南疆,造富南疆”的历史使命,矿调成果不断显现,“地质调查+”扶贫模式得到不断深化,为南疆地区的经济建设和社会发展奠定了资源基础,促进了少数民族地区的融合发展。

    2019年9月27日,“南疆大型资源基地调查团队”被国务院授予全国民族团结进步模范集体称号,这是自然资源部唯一被授予这项荣誉称号的模范集体。

    助力脱贫攻坚

    党中央、国务院一直非常重视新疆特别是南疆地区的发展。习近平总书记在第二次中央新疆工作座谈会上明确指出:对南疆发展,要从国家层面进行顶层设计,实行特殊政策,打破常规,特事特办。

    中国地质调查局历来高度重视新疆的基础性、公益性地质矿产调查工作,尤其是南疆地区的矿调工作。2008年,自然资源部和新疆维吾尔自治区人民政府开展部省合作实施新疆358项目,2016年实施新一轮新疆358计划,构建了中央与地方地质工作“统一规划、统一部署、统一实施”新机制。

    天山以南,昆仑山系以北,谓之南疆。南疆接壤六国,是我国重要的战略屏障和向西开放的重要门户。

    从地理位置看,南疆四地州位于祖国西北边陲,周边与吉尔吉斯斯坦、巴基斯坦、塔吉克斯坦等6国接壤,边境线长,处于国防第一线,其形势动向,事关全国大局。

    从历史发展进程看,它自古就是历代中央王朝治理西域的核心区域。我国历朝历代均高度重视南疆的战略地位,南疆对守卫边防维护国家统一和对外开放、促进全疆经济社会发展具有重要的战略意义。

    借助“一带一路”的时代机遇,如今的新疆,正按照习近平总书记的指示,把自身的区域性对外开放战略,融入到国家丝绸之路经济带建设、向西开放的总体布局中去。原来边远封闭的地缘局势,正在向沿边依桥、外引内联、东进西出、全方位开放的新型地缘格局发展。

    因水得名的阿克苏,是南北疆交通要冲和东西贯通的关节点,也是新疆向西开放的前沿地区和丝绸之路经济带核心区南线中段重要关节点。

    位于新疆最南端的和田,是古丝绸之路南道,是新疆进入西藏、青海及邻国印度的重要门户和战略通道,也是建设丝绸之路经济带、中巴经济走廊的重要支撑地区。

    号称“万山之州”的克孜勒苏柯尔克孜自治州境内及周边,有喀什经济开发区伊尔克什坦口岸园区,以及吐尔尕特、伊尔克什坦、红其拉甫、卡拉苏、喀什国际航空港等5个国家一类口岸,发展对外贸易、境外资源加工业、跨境旅游优势十分突出,是南疆向西开放的重要通道。

    喀什是我国向西开放,通往中亚、南亚、西亚乃至欧洲的国际大通道,作为丝绸之路经济带核心区重要节点和中巴经济走廊起点的作用日益凸显。“一带一路”伟大构想,如今正把“五口通八国,一路连欧亚”的喀什从历史引向未来。

    然而,由于历史、地理、人口结构、经济发展水平等多方面因素的影响,南疆四地州区域经济社会发展一直相对落后,成为一个集边境地区、民族地区、贫困地区于一体的地区,是新疆工作的重点和难点地区,也是我国集中连片特殊困难地区之一、脱贫攻坚的主战场。

    2015年,为进一步贯彻落实党中央关于南疆地区社会稳定和经济发展的指示精神,服务南疆地区产业经济发展和脱贫攻坚,推动大型资源基地的找矿突破与理论创新,自然资源部中国地质调查局部署了南疆地区大型资源基地调查工程及西昆仑铁铅锌大型资源基地调查等二级项目,由中国地质调查局西安地质调查中心组织实施。

    这是一项极其艰险的任务。西安地质调查中心副总工程师、教授级高工滕家欣被委任“南疆地区大型资源基地调查工程”首席专家和团队带头人,与西安地质调查中心矿产地质室主任、南疆工程副首席专家高永宝一起,带领贺永康、李侃、燕洲泉、陈登辉、荆德龙、赵晓健、隋清霖、赵辛敏、赵民、金谋顺等一行30余人的队伍,进发南疆,“南疆大型资源基地调查团队”由此成行,开启了本次昆仑山高海拔地区矿调的序幕。

    这支队伍大多是一帮身上依然散发着孩子气的小伙子,对于昆仑山并没有什么概念,只是在武侠小说或电视剧中了解到一些传奇。也正是因为这些传奇,他们对昆仑山充满了向往,于是踊跃报名参与了进来。

    “横空出世,莽昆仑,阅尽人间春色。飞起玉龙三百万,搅得周天寒彻……”一代伟人毛泽东这样描述昆仑山的雄峻。

    昆仑山是名副其实的万山之祖,众山之王,是中华大地真正的脊梁。昆仑山的大跨度高海拔,昆仑山的雪山冰川,昆仑山的险境魔幻,昆仑山的峥嵘万状,足以让每一个造访者跃跃欲试却又谈虎色变。

    敬畏扩大了距离,而猜测更造成了神秘。

    自古以来,昆仑山也是探宝者向往之地。只是,一些恐怖的传说,阻却了探宝者的脚步,其中最为著名的就是昆仑山的地狱之门。毫无疑问,这个横亘于中国西部版图的昆仑山脉,是地球上平均海拔最高,且延伸面积极大的山系。

    尽管现代人已经对那些恐怖的传说做出了科学的解释,但毕竟在这个高海拔层峦叠嶂的幽深峡谷里,究竟隐藏着多少不确定的风险,谁也无法预测。

    参加此次矿调的大多是二三十岁的年轻人,野外经验不足,何况在这种自然条件极其恶劣的艰苦环境中工作,既要保证大家的人身安全,又要保证顺利完成本轮矿调项目,这对于团队领头人滕家欣来说,是极大的挑战。

    民族团结一家亲

    远离城市的喧嚣,真正到了昆仑山,并不如想象的那么浪漫。高海拔,六月飞雪,这是昆仑山的常态。这帮小伙子能否支撑下去,的确是个问号。

    南疆地区地域辽阔,不论是地级市还是县城,抑或是乡镇所在地,到调查目的地都是动辄百十公里或几百公里的路程,“西昆仑铁铅锌资源基地调查与勘查示范”二级项目组不得不往最偏远、条件最艰苦的村庄里驻扎。

    在当地政府的支持与协调下,项目组在克孜勒苏柯尔克孜族自治州乌恰县波斯坦铁列克乡的依买克村旧村委会院内安顿下来。实际上,基于对他们人身安全考虑,当地边防派出所和当地村委会并不同意项目组驻扎在这个与外面没有阻隔、毫无安全设施的简易环境中。

    由于房屋年久失修,房顶漏雨,院内也淤积了十几厘米的泥水,杂草丛生,而生活用水要到位于高处的沟口去挑,水源常受到牲畜污染,既不卫生也不方便。

    这就是我们要住的地方?项目组成员大多是80后,研究生学历占一半出头,即使出生在农村,几乎也是娇惯着长大的,尽管大学时期老师一再描述过地质工作在野外的艰苦,心里多少有些准备,但见到眼前这般场景,一下子有点懵了,这已经远远超出了他们的想象。十几年寒窗苦读,学成毕业,在这种恶劣环境中生活工作,心理的撞击与纠结可想而知。

    面对简陋的驻地条件,作为这支队伍的老大哥、子项目负责人贺永康和临时党支部书记燕洲泉,一边安抚大家,一边给大家信心。他们说:“这是项目组今后几年生活和工作的地方,我们要自力更生,建设家园,创造一个舒适优美的生活和工作环境,展现出新一代地质人的精神风貌。”

    项目组成员迎着风雪进行剖面测量

    于是,党员干部带头,小伙子们丢掉身上依然保留的学生风范,卷起裤腿,撸起衣袖,自觉行动起来,积极投入到驻地建设工作中。

    项目组购买了水泥、砂子、砖头、防水材料、塑料管材和水管,自己动手修缮房顶,做防水处理,清理院内杂草、淤泥,挖沟埋管,从山上引水,一切工作都有条不紊地开展起来。

    在挖沟埋管过程中,引来了附近村民的围观。由于语言不通,村民们好不容易才知道这帮小伙子在干什么,纷纷拿起工具加入进来。项目组就近安装了公用接水口,顺带把驻地周边几户村民的院内都安装了水管线和水龙头,当水龙头打开,一股清澈的水流涌出来时,第一次用上“自来水”的村民们纷纷冲小伙子们竖起了大拇指,用最简单的肢体语言表达对这帮小伙子的感激之情。

    为了解决房屋不足的问题,小伙子们顶着烈日搭建伙房,人工拌混凝土、砌砖墙,一个个又俨然成了泥瓦匠,上梁、铺房顶、做防水顶棚、安装门窗、刷墙、垒灶台,尽管大伙儿都是第一次干这活儿,但一切看起来都很像那么回事,很专业,很认真。

    经过多日的努力,院内已被收拾得干干净净。篮球场有了,住房、会议室兼办公室亮了,墙上左侧挂着“中国地质调查局西安地质调查中心”、右侧挂着“南疆工程西昆仑二级项目部”的牌匾,正中央挂着“认真开展‘两学一做’,大力促进科技创新,全力支撑找矿突破”的标牌,醒目而气派。院内围起了花坛,空地已经被收拾成一块块菜地,这是准备种菜的。院子中央还设有一个1米见方的升旗台,鲜艳的五星红旗迎风招展。整齐停放的越野车在五星红旗的映衬下,分外悦目。

    看着一个废弃的村址,被自己亲手收拾成一个宽敞整洁的院落,这帮小伙子们不禁相互祝贺。隋清霖拿出手机把院子都拍了一遍,并且自言自语地说:“我得把这个发给我老丈人看看。”

    每当这个时候,都会招致小伙子们“哈哈”一阵哄笑,八字还没一撇,女朋友还不知是何方神圣,老丈人还是个未知数呢。这样的冷幽默,在昆仑山下这个偏僻宁静的村落中,时常会逗得大家前仰后合,热闹非凡。

    接下来的任务就是每天早上带着干粮进入深山,寻找矿化线索,填图。海拔三四千米的高山,因为高原反应,一双腿沉重得似乎绑上了沙袋,呼吸也不顺畅了,一个个嘴唇呈现出乌紫色,上山背着锤子,下山背回一堆石头,一天下来,人累得快散了架。几天下来,有的人甚至想退出队伍,回到大都市的喧嚣之中。

    昆仑山并没有武侠小说中描述的仙境般的浪漫,一切想象与现实相去甚远。不过,这毕竟是一帮被“三光荣”精神熏陶过的年轻人,现在身处中华“龙脉之祖”,一种武侠般的豪情油然而生,所有人心中都有一个这样的信念,早日为祖国找到大矿,为南疆的发展尽一份力量。

    他们如“野人”般地在这常年天寒地冻的雪山间穿梭,深一脚浅一脚地匍匐在雪山上、峭壁间,喝着凉水,吹着冷风,啃着冻硬的馒头,最好的伙伴就是石头,最爱干的事情就是摸着石头,看着石头,让石头的粉尘摩挲脸庞,雪山的冰水浸润眉间。他们以积极乐观的态度面对艰苦的矿调工作,围绕南疆工程和项目成果目标,以西昆仑锰矿找矿和调查研究为重中之重开展工作,以满腔的热忱,用地质锤在昆仑山敲响了最动听的声音。

    在驻地,由于周边居住的都是信奉伊斯兰教的柯尔克孜族村民,尽管团队中有的小伙子不吃羊肉,但为了尊重当地的民族生活习俗,食堂就改成了清真饮食,大家也毫无怨言。懂得入乡随俗、识大局,如何与村民和谐相处的道理,不计个人得失,体现了新一代地质人朴素的品德和包容的胸怀。

    这是一个充满活力、有战斗力的团队,作为南疆团队的带头人,一名老地质工作者,看到眼前的一切,滕家欣一下子放下心来。实际上,带领这帮年轻人来南疆之前,滕家欣是有些担心的,这帮年轻人能不能吃下这个苦,能不能顺利完成这次矿调工作,他一直心存疑虑。眼前的事实,让他原先的种种不安与担心顿时烟消云散。

    为保证本次矿调的顺利推进,促进成果转化,把资源优势转化为经济优势,2016年11月,作为南疆工程的副首席专家,高永宝被派遣到克孜勒苏柯尔克孜自治州,在原克州国土资源局挂职副局长。

    地质工作开展到哪里,党建活动就开展到哪里。在做好野外矿调的同时,项目部提出与村警务室联手,共同开展“两学一做”宣传教育活动和“民族团结兄弟情、警民共建一家亲”活动,得到了热烈的响应,一下子拉近了彼此的距离,增进了相互之间的情感。

    加克库瓦力警官与项目部的小伙子们成了无话不谈的朋友。有一次在跟贺永康聊天的时候,他把家中最近的烦心事告诉了贺永康,说他妹妹从上海财经大学毕业,留在了上海工作,他妈妈听人说,上海那边很乱,吵着要他把妹妹接回来到家门口工作,想贺永康帮忙出出主意。加克库瓦力警官说自己也没出过新疆,也不清楚上海那边的情况。

    贺永康听完一下子笑了,告诉他这是个误解,上海是国际大都市,社会治安一流,经济非常发达,你妹妹能留在上海,说明妹妹很优秀。你妈妈实在担心的话,带着你妈妈去上海看看就知道了。

    不久后,加克库瓦力警官果真带着妈妈去了上海,一看到上海的繁华,他妈妈乐坏了,回到家乡后逢人就说上海的美丽与繁荣,再也不提让闺女回来工作的事了。

    推进产业发展

    几个小伙子从山谷中缓缓地走出来,手上拿着白色的石头,脸上堆着兴奋的笑容,走在最前面的就是李侃。

    这里是海拔4600米以上的大红柳滩项目所在地。看到正向自己迎过来的团队领头人滕家欣,李侃举起了手中的石头:“滕总,我们找到矿了,这是一块锂矿石。”

    滕家欣接过矿石,露出一脸的兴奋。当他回过神来,仔细端详这几个小伙子那已经晒得黝黑的脸,眼泪一下子在眼眶里打转,因为强烈的紫外线照射,尽管他们头上都带着大边沿的遮阳帽,但由于昆仑山高海拔地区常年积雪,强烈的紫外线通过雪地反射到脸上,很容易灼伤皮肤,小伙子们脸上都蜕掉了一层皮。

    由于长期在这种高海拔地区工作,这些本来白白净净的帅小伙,一个个都被晒成了古铜色。

    实际上,这种野外的艰辛,较之于路途的艰险,算是小巫见大巫了。大红柳滩一带地处西昆仑腹地,遥望喀喇昆仑。这里交通不便,抵达工区需穿越昆仑主山脉,翻越众多达坂,绝大部分地区人迹罕至,距离最近县城达500公里,物资供应不便;自然条件极端恶劣,平均海拔在5000米以上,山势陡峭,切割强烈,常年有风,最高可达8级以上。

    在中国西部有一条神奇的“天路”——219国道,也称新藏公路。它穿越举世闻名的昆仑山、喀喇昆仑山,全线多为一望无际的戈壁沙漠和常年积雪的崇山峻岭,平均海拔在4500米以上,是世界上海拔最高、道路最险、路况最差、环境极其恶劣的高原公路。而去大红柳滩就得从这条线经过。

    “行车新藏线,不亚蜀道难。库地达坂险,犹似鬼门关;麻扎达坂尖,陡升五千三;黑卡达坂旋,九十九道弯;界山达坂弯,伸手可摸天”。这段顺口溜就是新藏线艰险的真实写照。

    由于这里特殊的气候条件和地质状况,泥石流、塌方、滑坡、地基沉降等频繁发生,致使库地、麻扎、黑卡三座达坂仍是问题路段,抢修的速度赶不上自然破坏的速度,当地人都说这是一段“永远修不完的路”。

    新藏西线于1957年开通,当时还只是简易的砂砾公路,最窄处仅有2.5米宽,驾驶的难度可想而知。其中,库地达坂虽然垭口海拔只有3150米,但它的高度是垂直的,一面悬崖峭壁,另一面则是万丈深渊,走在上面心有忐忑。加之自然和地质灾害的破坏,说是柏油路其实已成了搓板路,路烂且窄。正如当地司机所说:如果没有一定的高原驾驶技术和定力,会腿发软,手发抖。

    穿过这样的路段,无疑对人的意志和胆量都是一场严峻的考验。就是在这样的环境中,承担南疆地区大型资源基地调查任务的小伙子们也没有退缩,为了完成矿调任务,频繁地在这条线上穿梭。

    每天早上天刚亮,他们就带着干粮,背着地质包匆匆出发,工作区距住宿地方有很长一段路要走,所以往往是两三个馒头,一包咸菜当作午餐。简单充饥之后,再继续他们的工作,有时候实在太累了,躺在地上小憩一会儿,任由风吹日晒。

    昆仑山矿调工作区昼夜温差很大,紫外线辐射强度高,在山上时不时会遭遇暴雪、冰雹,不一会儿地上就白茫茫一片。冰雹肆意地打在脸上、衣服上,有时候大家都不说话,但会默契地抬起头,避免雪水融化脸上汗水干涸留下的盐碱流入眼中。

    由于长期在野外这种特殊的环境工作,大部分地质工作者都是男性,加之在这样的环境下不可能把家属带在身边,想家是必然的。但是,大多时候野外没有信号,项目团队中已经成家的年轻人,有时候想给家里打个电话都很难,时间久了,连听听最爱的人的声音竟都是一种奢侈。

    对于项目组成员来说,能在这样的环境中静心找矿,搞科研,不仅是一份工作,更是一份对地质工作精神的传承,是肩负国家使命、助力南疆脱贫的责任和担当。

    锂资源是重要的新兴产业资源,在当前国家新能源战略的大背景下,锂资源的开发利用贯穿节能环保、新一代信息技术、高端装备制造、新材料和新能源汽车等产业,具有非常重要的战略意义,被称为“21世纪的能源金属”。

    帕米尔-昆仑山伟晶岩区是我国重要的伟晶岩分布区,区内伟晶岩成群成带分布集中,以康西瓦-大红柳滩一带最为发育。早在20世纪60年代便在大红柳滩一带发现了锂矿矿化线索并发现1处中型锂矿,其后外围找矿一直进展不大。

    南疆地区大型资源基地调查工程通过在西昆仑大红柳滩一带开展1∶5万矿产地质调查,总结锂矿成矿规律,运用高寒深切割地区“空地一体”勘查技术方法组合,实现了该区伟晶岩型锂矿的找矿突破。

    艰苦的环境没有吓退他们,较低的地质工作程度反而提供了更广阔的找矿空间。通过开展基础性公益性地质调查,带动新疆地勘基金重点投入和带动商业性矿产勘查,引领南疆地区取得重大找矿突破,新发现一批大型-超大型矿床,促进形成了大红柳滩百万吨级锂矿、火烧云千万吨级铅锌矿和玛尔坎苏亿吨级富锰矿3处国家级大型资源基地,奠定了南疆地区矿业开发的资源基础,重塑了我国锂、铅锌和富锰资源格局。

    为推进成果转化,西安地质调查中心精准对接克州人民政府和企业的现实需求,紧密合作,创新性地建立了“克州模式”,通过开展国家紧缺矿产和战略新兴矿产调查、召开找矿突破与理论创新研讨会、互派干部挂职交流培养等多方面的合作,使得克州的锰、铜、铅锌找矿取得了重大突破;积极促进资源优势转化,共同编制完成了《克州矿业产业发展行动计划》《克州第三轮矿产资源总体规划》,使西昆仑玛尔坎苏锰矿带的勘查开发得以快速推动,富锰矿资源量已达5000万吨,一期电解金属锰厂已建成投产,2019年1月~10月实现产值9.4亿元,上交税费1.2亿元,带动地方就业约2000人,有力地支撑了克州矿业经济发展和绿色矿业发展。

    “克州模式”是落实中央对新疆社会稳定和经济社会发展要求的很好实践,也是新一轮“新疆358计划”合作机制的进一步深化和成功开局。

    昆仑山下情意深

    2018年11月18日至26日,依托国家澜湄合作基金“澜沧江湄公河国家国产卫星遥感技术及应用服务培训”项目,自然资源部中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心组团赴泰,与泰国矿产资源厅联合举办了“国产卫星遥感技术及应用服务培训班”。

    本次培训班是航空物探遥感中心首次赴国外开展援外培训,由涉及卫星前端、应用及国际化推广的8人组成专家团组,与泰方遥感地质领域近20名学员开展了培训与交流,并调研了泰方的卫星遥感及应用现状与需求。

    培训班以我国陆地卫星遥感技术与应用的课程培训为主,内容涵盖国产卫星遥感技术的发展与应用、卫星数据的解释处理、高光谱技术介和遥感地质应用等内容,全方位展示了航空物探遥感中心卫星遥感优势技术与应用成效。培训班还宣传推广了中国对地观测组织。同时,培训班还邀请了多位泰方专家开展了泰国卫星遥感及航天发展的课程,并与泰国地理信息与空间技术发展局SKP产业园区、泰国国家地质博物馆开展了技术交流,在曼谷周边地区进行了生态环境外业调查。

    培训班有效促进了我国国产国土资源卫星数据资源、技术应用及中国对地观测组织等在泰国的重点交流与宣传推广。培训班还结合泰方需求,进行了初步合作探讨,为后续技术交流、合作研究及联合应用示范打下良好基础。

     

     

     
     
    航空物探遥感中心联合泰国矿产资源厅举办国产卫星遥...

     

    马中平,男,47岁,博士,专业技术四级,西安地调中心中亚地质研究中心副主任。专业方向:中亚地质、岩浆作用与成矿

    解决资源环境问题或基础地质问题情况:

    跨境对比调研确认玛尔砍苏Mn矿带延入塔国;发现塔国帕米尔相应单元亦具类似我国火烧云、多宝山Pb-Zn矿地质条件和良好地化异常,圈定了预测区;对比调研了中亚(吉、乌国)天山重要构造界线及相应蛇绿岩带、重要成矿标志性建造组合、重大岩浆-成矿事件等与中国天山的对应关系,编制了系列地质地球化学图件,圈定远景区,为境外资源勘查开发提供依据;首次在南阿尔金识别4个层状杂岩体,建立成岩-成矿综合模型和找矿模型,为找此新类型矿床提供新思路和部署依据;厘定西天山铁矿整装勘查区背景、构造环境、火山-岩浆演化过程及对富铁矿浆的形成制约,研究提出矿浆型铁矿的成矿条件与机制,恢复矿区“古火山机构”空间位态,为勘查部署提供依据。

    实现转化应用和有效服务情况:

    主持完成“天山成矿带基础地质综合研究”、“天山成矿带地质矿产调查评价成果集成”提升了天山成矿地质背景与规律认识,促进找矿突破,成果获新疆“358”地质找矿优秀成果“特等奖”(本人排名第八);主持完成“新疆三个成矿远景区地质矿产、物化探综合研究”为远景区内1:5万航磁异常的解释、工作部署及相关科研工作提供基础资料。依托所主持境外地质调查项目成果与资料,多种形式为豫、陕、湖北、新疆等省区多个(厅)局级地勘单位及其多个下属基层单位,以及紫金、中国黄金、中煤、灵宝黄金等多家走出去的企业提供资料、技术与信息咨询;作为策划、组织人和联络人之一,协助承办多个国际会议,支撑服务“中国-上合地学中心”建设,成效显著。

    促进科学理论创新和技术方法进步情况:

    建立了阿尔金南缘镁铁质层状杂岩的成岩-成矿综合模型和找矿模型;提出了火山喷溢-矿浆型铁矿的岩浆条件与成矿机制;合作研究并创新提出北天山巴音沟“红海型洋盆”、“天山大火成岩省”、新疆北部古生代“三块二带”构造格局等新认识。境外地质调查中将中国先进的地球化学调查研究理念、化探技术方法、遥感卫星数据运用、综合地质编图方式等在乌、塔、巴等合作国推广使用,获合作国广泛认可。

    促进人才成长和团队建设情况:

    作为境外地调项目负责人,构建了人员专业搭配合理、工作地域和研究领域相对稳定的“中亚地质矿产国际合作研究和“特提斯带地质矿产国际合作研究”2个大的团队,有序开展国际合作,在与乌、塔、吉、巴、伊朗等国地质取得初步成效。注重地调科研相合,培养青年科技人员科学问题的凝练。所负责的地调项目2名青年项目副负责、2名项目成员,获得了国家自然科学(青年)项目资助。协助培养博士生2名、硕士生5名。

    马中平

     

       2016717日至19日,航空物探遥感中心对西南天山新疆西南天山北段15万航空磁放测量项目进行了野外资料中期质量检查。检查组认真听取了野外队长对野外飞行情况的汇报,检查了原始资料和各类管理文档,前往临时机场察看了飞机和航空物探仪器。检查组一致认为:野外测量工作方法正确,各项技术指标满足设计要求,生产安排合理,质量管理与质量体系运行正常。

    新疆西南天山北段15万航空磁放测量子项目计划工作量为64000km,其中航磁64000km、航放40000km。野外队于20164月进入测区开展野外飞行作业,截至目前已完成有效测量架次133个,累计完成工作量41001km(其中航磁41001km,航放18813km),完成了年度任务的64%

    检查期间,正在测区开展异常踏勘和物性测定工作的综合研究子项目组也来到野外队驻地,介绍了物性测定和异常踏勘基本情况。检查组、项目组和野外队三方交流了已飞测区内主要航空物探异常的解释,讨论了下一步工作计划。

    新疆西南天山北段1∶5万航空磁放测量子项目通过野外...

    1 前言

    近年由于常规天然气资源量和产量的下降,特别是在北美洲,非常规天然气得到了高度的重视。一些估计表明,全球非常规天然气资源量(不含水合物)超过30000万亿立方英尺,大约有50%的资源来自页岩气。Julander能源公司的首席执行官Fred Julander认为页岩气(SG)是“自发现石油以来最重要的能源进展”。

    水平钻井技术的进步、水力压裂、相对高的天然气价格(相比2009年之前)和近来在巴内特页岩(Barnett Shale)和美国其他几个页岩气藏的商业成功都使页岩气在美国成为了热门能源,而且页岩气的勘探开发已开始蔓延到加拿大和世界其他几个地区。

    由于页岩气远景的复杂性和广泛性,针对页岩气的应用不能采用普遍用于常规气和煤层气的应用技术,而需专门设计开发工具和方法。多名学者包括Gray等人(2007)和Harding(2008)认为基于确定性解决方案的决议不适用于页岩气开发,因其没有考虑与复杂成藏有关的风险和不确定性,且经常导致过于乐观的结果。

    到目前为止,尽管在北美和欧洲的勘查活动活跃以及近期商品价格下降,页岩气远景分析工作也只完成了极少的部分。商品价格的下降使最高质量远景区的开发至关重要,这些区域的开发不仅最符合公司的利益,并且赋予公司与国外的低成本常规气田(即卡塔尔和沙特阿拉伯相关的天然气)竞争的最佳潜力。Williams-Kovacs和Clarkson(2011)提供了与非常规的远景分析有关的现有工作的回顾,并提供了一种专为页岩气应用而设计的综合的六阶段远景分析及开发评价方法(PADEM)。本文中,作者还展示了一个专门开发用以筛查页岩气远景区并且选择最适合详细分析远景的工具。本文以Williams-Kovacs和Clarkson的工作为基础,致力于远景评价并选择进行更深入分析的远景区的试点位置。

    当前工作的目标是:①开发一种协助页岩气勘探开发阶段的方法和配套的分析工具;②演示已开发技术在加拿大西部致密砂岩/页岩远景区的应用。这项工作的主要贡献是开发与示范一种针对页岩气远景区的严格分析方法。当考虑共存关系时,基于先导试验井输入变量的不确定性,该方法能生成其预测的分布。以前所有的工作一直专注于全域开发方案,然而无法利用勘探开发早期阶段可获取的少量数据快速形成这种全域开发方案。

    2 工具开发

    在这项工作中,开发了一种用于分析页岩气远景的工具。该工具选择使用(以Williams-Kovacs和Clarkson提出的方法(2011)为例的)预筛选的方法。本文将重点放在该工具的开发和应用,分析某一远景区的不同区域,以确定它们是否是适合的试点项目,并描述了图1所示的PADEM工作流程的勘探阶段。勘探阶段的目的是对从更多的详细资料中筛选的远景进行调查,以增加对油藏流动性和碳氢化合物生成能力的了解。在这项工作中,我们对个别类型油井采用概率范围经济学(probabilistic scoping economics)作为勘探标准,以确定该远景区是否适合实行试点项目。表1中完整提供了Williams-Kovacs和Clarkson(2011)详细讨论整体勘探开发方法的总结。

    表1  勘探开发方法概况

    发展阶段

    概述

    靶区筛选

    评估所有潜在的远景区,并选择能提供最好的商业成功机会的远景区

    勘探

    对远景区进行更详细地调查,提高对油藏流体特性和相应碳氢化合物生产能力认识。确定有代表性的试点项目适合的地区

    试采

    继续提高对远景区的认识,集中验证试采区单井的供给能力,评估完井方法

    商业示范

    在项目提交全部资金预算之前,完成开发部分(30%)针对错误的试验结果的测试

    全域开发

    完成全域开发计划,开始制定退出战略

    新的远景/退出

    完成项目详细回顾,评估区域及具体化开发过程中新的远景相关区域。调整和实施退出战略以及任何所需的补充措施

    在这项应用中解析模型比数值模拟更适用,其原因在于应用程序自设置和初始化的时间很短,整合的蒙特卡罗模拟法简单易行,并且在勘探早期阶段不容易获得形成精准的数值模拟所需的详细数据。尽管数值模拟技术已得到改进,但解析方法在工业和文献中依然被大量使用。下文给出了开发工具的关键部分的概要。

    2.1 属性图

    勘查方法最关键的组成部分可能是关键储层、地质力学、岩石物理和地球化学特性的精确属性图的开发。从地质模型、产量不稳定分析(RTA)、压力不稳定分析(PTA)、岩石物理调查等组合中可以推导出这些属性图。这些属性图用于远景的可视化、区块选区以及单一区块的分析。天然气原始地质储量图(OGIP)、Km-h图、压裂脆性图等有助于选择代表性区块以及具备更大开发潜力的区块,甚至高度非均质性区块。区块作为一种评价不同区块远景生产特性的方法,基于地质和岩石物理的观察,比较简单易于操作。采用区块方法不需要针对每个勘探网区块开发一种标准井进行分析,然而通过应用蒙特卡罗法依然解释了其变化性和不确定性。Clarkson和McGovern(2005)采用区块方法评价了煤层气(CBM)远景。通过输入X-Y坐标值以及PetrelTM软件的储层属性Z值可以在Excel中创建储层属性图。随后,数据透视表程序被用于对数据排序,并利用二维绘图应用软件创建属性图。由于早期的岩石物理模型通常利用有限的数据集开发,单一区块在蒙特卡罗模拟中选择不确定的输入数据和参数范围可以解释模型参数的不确定性。这种解释不确定性的方法将在本文所示实例中进行演示。

    2.2 水力压裂模型

    该项工作中,水力压裂裂缝的半长采用Valko(2001)提出的在常规和致密气中应用的简单双翼压裂模型来预测。该模型采用基质渗透率、剪切模量(杨氏模量与泊松比的函数)以及其他储层参数作为输入数据,且如果建模的输入参数不确定,则都必须重新计算每次蒙特卡罗迭代。采用简单的关联(Acm=4xfh)可将裂缝半长转换为与压裂有关的面积。这个压裂模型可能无法代表部分更复杂的页岩气裂缝。为了更好的表示引入到大部分页岩气储层的复杂压裂网,Xu(2009,2010)等人建立了一个更具有代表性的水力压裂模型,该模型将被结合到本次工作中所演示的更新版本的方法中。该区的微地震观测表明,在本文预测的远景区横向双翼压裂的假设是合理的。

    作为所应用的速率预测模型中的关键组成部分必须估算裂缝半长,这一问题将在下面部分开展讨论。水力压裂裂缝半长在随机分析中作为不确定的输入量,其分布主要根据该地区的微地震事件或者其他方法来确定。

     

     

    图1  非常规天然气勘探阶段的勘探/开发方法工作流程

    2.3 速率预测

    Clarkson(2013)提供了关于页岩气井生产分析和速率预测综合全面的概述。在该工作中,我们将页岩气井理想化为一个矩形双孔介质系统,气体从基质岩块流入到裂缝且储层不随着裂缝延展(如图2的概念模型)。该模型忽略了包括体积压裂(SRV)在内的影响,其他作者认为大部分低渗页岩气井在合理的时间内不会发生体积压裂。此外,图2所示的概念模型假设了一个均质的完井——Amborse等(2011)和Nobakht等(2011a)讨论了非均质储层完井的预测。

    在本次工作中,该模型的解决方案首先由EI-Banbi(1998)提出来。人们普遍认为在页岩气藏中占主导地位的瞬时流动状态是从基质到裂缝的线性流。同时,也可能出现一个与水力压裂线性流动相关的线性流动周期,但是通常认为这个阶段持续时间很短,或者被水力压裂清理以及表皮效应所掩盖,而很少可用于分析。本项工作中,我们假设瞬时线性流(从基质到裂缝)之后是边界控制流,该流态与受表皮效应(见等式7)影响的线性流体模型存在早期偏差。压裂段之间的不渗透边界结构导致了边界控制流产生。由Wattenbarger等(1998)首先将早期线性到边界控制流体的假设引入到致密气的应用中,并且该假设被广泛应用于文献和页岩气行业的解析模型。

     

     

    图2  从线性流到边界流的解的概念模型

    2.3.1 瞬时线性流的速率预测

    EI-Banbi(1998)提出通过恒定速率和恒定流体压力来描述瞬时线性流的公式。本项工作中采用恒定流体压力的条件,这也是本文其他部分的重点——该边界条件最接近大部分产生达到最大水位降低值的页岩气井的流动条件。Samandarli等人(2011)采用不同的流体压力迭代方法,对页岩气生产进行分析建模,但是他们表明在大部分情况下采用恒定流体压力的假设就可以了。

    与常用于表征简单横向双翼压裂的裂缝半长(Xf)相比,相关储层面积(Acm)能更好的表示完井措施和增产措施效果以及生成复杂裂缝的能力。因此,在这一分析中,采用相关的储层(气藏)面积(Acm)取代裂缝半长(Xf)。许多业内专家相信由于页岩气藏超低的基质渗透率,复杂压裂对于页岩气的商业生产至关重要。

    无因次时间,tD,Acm,相关储层面积(Acm)依据公式1在恒定压力条件下定义。

                               (1)

    无因次速率,qD,Acm,由无因次时间定义:

                                           (2)

    基于储层特性的无因次速率表达式,如果可获得关于KmAcm估算值,通过公式(3)可确定气体流速。采用不稳定产量分析或者其他的模拟技术可估算KmAcmKm也可以通过实验室技术单独确定。

                                 (3)

    Ibrahim和Wattenbarger(2006)认为线性流的性能受水位下降程度的影响,同时提出水位下降量修正因子(fcp)。此次工作中采用的修正因子(fcp)由公式4给出。

                                (4)

    此处,

     

    Nobakht等人2011a和Nobakht等人(2011b)通过分析中采用校正时间(本次工作未采用)提出一种更严格的校正水位下降量的方法。

    将水位下降量修正因子应用到公式3得出公式5:

                           (5)

    除了水位下降量的修正,这些公式经过进一步修改可直接应用于页岩气井。与致密气井相比,大部分页岩气井在时间曲线的平方根中表现出的较大截距(在致密气井中曲线通常穿过原点),而在流量和时间双对数曲线上页岩气井则呈现出的一半斜率的偏差。多名作者最初认为是裂缝的有限导流能力造成了这种偏差,但是Bello(2009)和Bello和Wattenbarger(2009,2010)认为这种偏差可以通过采用表面效应来更好的解释。Bello(2009)、Bello和Wattenbarger(2009)在恒定流量和恒定流体压力条件下完成了大量的受表皮效应(skin effect)影响的线性流分析,且推导出了恒定流体压力条件下的解析解。在他们的分析中,将表皮效应作为一个常量。Bello(2009)和Bello和Wattenbarger(2009)证明恒定流量情况下表皮是附加量,而恒定流体压力情况下表皮的作用是非线性的。由Bello和Wattenbarger(2009)提出的解析式可以使用下面的近似代数方程:

                    (6)

    从方程(6)可以看出,当tD(t)值大时,包含表皮的项就会变小。

    Nobakht等人(2012)研究了巴内特、马塞勒斯和蒙特利的大量页岩气井(这些气井在相对恒定的流压下产量不断降低),同时得出结论:通常这些页岩气井更多表现出恒定流量的情况而不是恒定流压的情况。作者假设这种意想不到的表现可能是由于Bello(2009)以及Bello和Wattenbarger(2009)提出的表皮模型太过理想化,因此无法代表野外条件。通过假设恒定的表皮效应,模型不能说明由压裂清理、压力敏感地层、变化的压裂导流能力、变化的井底流压、压力相关的流体性质、变化的井筒流体梯度、液体加载等导致的表皮改变。作为这项工作的结果,作者提出了一个可应用于公式(2)的替代表皮修正项:

                       (7)

    包括水位最低量和表皮的影响,公式(1)、(5)、(7)能够利用预测的气体流量,作为时间的函数,在线性流区域可对KmAcm给出独立的估测。

    2.3.2 边界控制流的流量预测

    上面描述的方法适用于有效的储层边界相互接触,边界控制流形成之前。基于图2所示的几何图形,边界控制流紧随着瞬时线性流的末期出现。当外部SRV的影响较为显著时,这一观点较为保守。Clarkson和Beierle(2011)认为如果遇到了其他的瞬时流区,则应采用多重分区的方法,此外,如果多级压裂井需要进行非均质性储层的完井(heterogeneous completion),早期线性流之后不会立刻发生真实边界控制流,且需要更复杂“混合”预测技术。如同下面叙述的,我们选择采用更为保守预测程序,假设线性流之后紧随边界控制流。

    利用公式8计算达到线性流的拟稳态时间(或者是瞬时线性流的结束时间):

                           (8)

    正如图2中看到Ye是压裂到储层边界的距离,计算公式如下:

                           (9)

    多名作者已经提出了页岩气井拟稳态线性流的预测方法。包括Fraim和Wattenbarger(1987),Palacio和Blasingame(1993),Doublet等(1994),Agarwal等(1999)和Mattar和Anderson(2005)认为可采用物质平衡类模拟程序预测边界控制流。Clarkson和Pedersen(2010)将这种方法应用于致密油研究,同时本文也将采用这种方法。公式(10)给出采用物质平衡方法预测边界控制流的生产速度:

                  (10)

    此处qpssi-Linear是边界控制流初始的页岩气流体速度,Pri)pss是边界控制流初始的平均储层压力,且Pwfi)pss边界控制流体初始时井筒流体压力。通过物质平衡计算平均储层实际气体拟压力。对于含有大量吸附气的页岩气开采(application),一般使用Clarkson和McGovern(2005)提出的MBE方法。而在以游离气为主的情况下,则使用定容气藏的常规MBE方法。物质平衡计算需要地质储量和气体特性(比如天然气压缩因子),这两者都是由关键PVT输入量和状态公式(EOS)确定的。

    (a)

    收入总额

    (b)

    收入总额

    扣减

    使用费

    扣减

    使用费

    扣减

    运营成本

    扣减

    运营成本

    得出

    税前运营现金收入(OCIBT)

    扣减

    资金成本补助(CCA)

    扣减

    收入税

    扣减

    加拿大开发费用(CDE)

    得出

    税后运营现金收入(OCIAT)

    扣减

    加拿大勘查费用(CEE)

    扣减

    资本支出

    扣减

    加拿大油气物业费(COGPE)

    得出

    税后现金流(CFAT)

    得出

    生产应税所得

    贴现

    税后贴现现金流(DCFAT)

    生产税率

       

    得出

    应付税款

       

    扣减

    免税额度

       

    得出

    应付净所得税

    图3  现金流分析:(a)现金流;(b)收入税(加拿大税制)

    结合El-Banbi(1998)改进的瞬时线性流的无因次公式和边界控制流的物质平衡模拟方法,可以开发一种综合的预测方法:

    1)        获取Acm(或者Xf)和Km(来源于微地震和/或RTA模拟/已有生产数据或者其他估计)的独立估算值。

    2)        使用公式(1)和(7)作为时间函数计算tD,AcmqD,Acm

    3)        线性流部分的数据利用公式(5)作为时间函数计算qg

    4)        指定排放区(来源FMB模拟/已有的生产数据或者其他估算)。

    5)        使用公式(8)和(9)计算tPSS-LinearYe

    6)        确定

    7)        采用公式(10)通过废弃量(边界控制流)从tPSS-Linear预测产量。

    上面描述的解析模型是假设模型(最小变化)区块内的体积平均值参数是恒量,并从认为是不确定的参数的概率分布中选择一个值。每一次蒙特卡罗迭代将选择不同的值,导致不同的流量预测和不同的主要经济指标值。在许多参数高异质性水平的情况下,存在明显的不确定性,这种不确定性反映在关键输出参数的显著变化。

    2.4 经济模块

    将经济模块与速率预测集成来计算与生产相关的现金流。因为通常行业采用名义美元计算实际(通常的)现金流和名义(现行的)现金流,虽然采用实际的盈利指数计算项目的最低预期资本回收率,且通过不同的通货膨胀率来比较项目。采用图3中的业务流程计算现金流和收入税(加拿大税收制度)。

    该模块中的天然气价格的确定实行了价格操纵,而非价格预测。采用价格操纵表明了项目十分稳定(不论是单独而言还是相较于其他项目),并且不再需要预测极不稳定的天然气价格,该模块中也设置了以价格预测为基础引导经济的选项。

    方法中建立了多个实际盈利能力的指标,包括净现值(NPV)、内部收益率(IRR)和投资收益率(ROI),用来比较项目和公司设定的最低预期资本回收率,同时可给项目进行排序。

    2.5 蒙特卡罗模拟的一体化

    本次工作将蒙特卡罗模拟整合到方法开发中。采用@RISKTM(Palisade Corporation,2010)对关键PVT和储层属性(原始参数)进行概率分布和模拟操作。概率分布的输入变量根据不同项目的数据数量和质量而变化。Clarkson和McGovern(2005),Haskett和Brown(2005)和Harding(2008)认为对数正态分布最能代表PVT、储层和经济特性,因此本文使用了这种分布类型。这些概率分布拟合按P10(低)、P50(中)和P90(高)不同的值输入各个不确定变量。这些输入值可能来自勘探/远景数据、个人经验、模拟数据等。缩减所有输入变量的分布保证每个实现只选择合理的数值(缩减分布将选择少量接近无穷大的数值,从而影响输出变量)。

    上面讨论了@RISKTM输出变量定义的关键经济参数,以及气体速率和累积天然气产量。由于每个输出变量允许量化与项目相关的不确定性,可对其生成一个概率分布,以便做出与远景选取和开发有关的明智决策。

    通过在x轴上找到相应的最低预期资本回收率时的位置,向上垂直移动至曲线处,然后再水平投影到y轴,这样可以从累积概率分布计算出超过设定最低预期资本回收率的概率。用1减去y轴上求出的值,得出超过最低预期资本回收率的概率。这个方法在本文中将作为范例进行演示。

    在这一应用中(如在孔隙度和渗透率之间),采用了拉丁超立方体抽样,如果有必要的话,还可合并相关性(如孔隙度与渗透率)。典型的多相(气+水)页岩气/致密气应用的主要参数如表2.3所示。在某些情况下,参数的依赖关系可使用行业普遍接受的经验模型进行解释,而在其他情况下会使用来自现场数据或者估算得到的基于方向的相关性(如较高的正相关关系)。例如,与压力有关的渗透率(绝对的渗透率比值)使用Yilmaz等人(1991)的方法可与储层压力和岩石力学特性关联。相反,束缚水饱和度与孔隙度密切正相关。可能的参数关系如表2所示。

    蒙特卡罗模拟运用了一个类似于Clarkson和McGovern(2005)使用的煤层气气藏远景分析的方法。

    表2  基本参数、可能的相关性和参数关系

    基本参数

    可能的相关性

    关系

    有效厚度/英尺

    孔隙度/%

    粒径,有机质

    适用于某些情况下和正相关情况的实证模型

    初始含水饱和度/%

    孔隙度

    高度正相关

    束缚水饱和度/%

    孔隙度

    高度正相关

    基质渗透率/毫达西,初始状态

    孔隙度,有机物

    适用于某些情况下和正相关情况的实证模型

    基质渗透率/毫达西,初始比

    储层压力,力学性能

    野外/岩心数据经验曲线

    相对渗透率

    含水饱和度,束缚水饱和度

    野外/岩心数据经验曲线

    初始储层压力/磅/平方英寸

    深度,渗透率(超压)

    气压梯度

    储层温度/℉

    深度

    温度梯度

    天然气比重

    朗缪尔体积/标准立方英尺/吨

    容积密度

    来自岩心/岩屑的线性关系

    朗缪尔压力/磅/平方英寸

    体积密度/克/立方厘米

    流泄区/英亩

    含气量/标准立方英尺/吨

    TOC

    正相关

    井眼半径/英尺

    表面

    增产效果

    高度正相关

    压裂总半径/英尺

    剪切模量(+),渗透率(-),有效厚度(-),井眼半径/英尺

    变化—见括号中相关方向

    井底流压

    井眼长度

    高度正相关

    3 该方法应用于远景勘探

    本文中开发的方法广泛应用于SG远景将其分成区块进行分析的目的,以确定是否适合作为一个试点项目。由于SG试点和开发项目成本高,且其详细分析需要大量数据,页岩气远景勘探至关重要。

    对于远景勘探应用而言,其方法的选择以当前远景数据和模拟数据相结合为基础。理想情况下,对于关键PVT和储层参数情况良好的估计,作为空间坐标的函数可用于远景勘探。如果事实并非如此,可以对模拟气藏或者其他数据源进行估算以获取数据,同时分析该方法带来的不确定性。

    假定整个远景区PVT和其他储层特性不变,输入数据可用于生成主要储层特性图。关键生产指标图如OGIP和基质渗透率乘以可以开发的净投入(千米/小时),可用于区块的选择。区块的选择基于区域类似的关键生产指标的值。对页岩气储层而言,压裂的指标,如压裂指数或脆性也可能用于区块选择,同时许多作者表明建立复杂裂缝网的能力对于页岩气商业开采至关重要。

    选择区块后,开始进行蒙特卡罗模拟,按照P10、P50、P90的概率预测和可以开发累积产气的区块,且结合使用关键经济指标的分析来确定区块能否适合一个试点项目。其他因素比如公司的经验,企业和商业策略,可用的资源和基础设施等都将纳入评估,以便为公司以及股东们确定哪些区域可以作为最佳试点选项作出明智的决策。

    远景勘探方法工作流程见图4所示。

    4 采用两段页岩开发模型的样本示例

    为了进一步说明该方法的应用,对加拿大西部的某处致密砂岩/页岩(假定没有吸附气体)远景区的两段进行了分析。在之前的研究中,PetrelTM开发的远景地质模型采用可用的岩石物性、储层和生产数据。图5所示研究区域内4口井的三维孔隙度模型和孔隙度相关的钻/录/测井记录。在该区域,存在两处可获益的产气水平井段(井段3和井段4)。

     

    输入数据

    关键储层属性的填图属性

    PVT,其他储层和水力压裂属性

    生产数据

    经济投入

    区块选择

    根据OGIP或者其他关键属性确定区块

    蒙特卡罗模拟

    模拟输出

    P10、P50、P90的概率预测和累积产气量

    水力压裂运行情况

    经济参数

    可行的商业区块标志

    其他

     

     

    图4  远景勘探方法的工作流程

     

     

    图5  三维孔隙度模型和孔隙度相关的测井

    模型开发期间这个开发区拥有11口垂直井,2口倾斜井和4口水平井。最初钻完成垂直井,紧随其后的是开始于2008年的水平井。Clarkson和Beierle(2011)在该区选择一系列井进行不稳定产量试井(RTA)。模型开发中使用的水平井的总结显示在下面表3中,同时在图6中(在下面描述)该区域的天然气原始地质储量(OGIP)图上显示了井的近似轨迹。

    表3  研究区水平井概况

    井名

    井向

    进入层位

    完井方式

    1号井

    水平

    井段4

    尾管注水泥

    2号井

    水平

    井段3

    自膨胀封隔器

    3号井

    水平

    井段4

    自膨胀封隔器

    4号井

    水平

    井段4

    自膨胀封隔器

    所做的分析主要集中在大部分是水平井的井段4。为了简化分析,采用孔隙度下限为4%,通过Excel加权平均井段4层位,将PetrelTM多层模型转换成一个单层模型。这一平均化过程是为了完成对基质的孔隙度、初始含水饱和度和渗透率的处理。利用孔隙度下限值还可以计算总有效收益和毛净收益(有效收益假设包括所有孔隙度下限值以上的层)。图7a和图8a显示了OGIP和Km-h属性图。

    模型采用的网格大小如表4所示。在整个开发过程中假设为常量的PVT、储层和生产参数如表5所示。

    表4  网格属性

    网格属性

    数值

    网格尺寸

    135×129

    区块长度,X/英尺

    49.76

    区块长度,Y/英尺

    49.76

    网格区块面积/Ac

    0.057

    对于这种情况,人们认为井筒流动压力(pwf)为常量1750磅/平方英寸,接近开发区水平井最初的井筒流动压力。随着时间的推移井筒流动压力降低,后期模型中压力驱动力低于开发井,模拟气率并不乐观。这种情况下,在可获取日常生产和流动压力期间内,平均两个收益井的流动压力大约是1550磅/平方英寸,因此到开发后期之前,这种假设的影响并不很明显。在实际勘探中,该地区还没有投入生产,由于我们不需要将可用的生产数据与模型匹配,而是采用实际的流动压力估计值尝试得到一个准确的潜在生产能力估计值,所以这种假设的影响不是一个值得关注的问题。

    表5  PVT常数、储层和生产投入参数

    参数

    PVT参数

     

    气体比重

    0.648

    N2/%

    0.46

    CO2/%

    0.2

    H2S/%

    0.0

    温度/℉

    166.5

    Cw/磅/平方英寸-1

    2.9×10-6

    Cr/磅/平方英寸-1

    5.6×10-6

    VL/标准立方英尺/吨

    N/A

    PL/磅/平方英寸

    N/A

    储层参数

     

    Pi/磅/平方英寸

    3500

    排放面积/Ac

    80

    生产参数

     

    Pwf/磅/平方英寸

    1750

    rw/英尺

    0.3

    3个区块中假设关键属性的变化情况如表6所示。各属性的数值是每个区块的各个网格值的算术平均数。由于基质渗透率是蒙特卡罗输入量,且利用基质渗透率值可计算总压裂半径(虽然也可使用压裂分析模型在每次迭代时作为基质渗透率函数计算总压裂半径),故给出了一个基质渗透率值以显示区块之间总值的变化情况。

    表6  储层变量和水力压裂输入参数

    参数

    区块1

    区块2

    区块3

    储层参数

         

    有效厚度/英尺

    102

    74

    58

    孔隙度/%

    7.1

    6.5

    6.0

    Sw/%

    18

    15

    16

    Km/毫达西

    0.0084

    0.0079

    0.0077

    水力压裂参数

         

    剪切模量/磅/平方英寸

    2×106

    2×106

    2×106

    总压裂半径/英尺

    1432

    1477

    1489

     

     

    图6  研究区地质储量图呈现近似水平井轨迹

    4.1 区块选择

    利用从PetrelTM多层模型开发的单层模型,其单层等量地质储量如图7a所示。根据类似颜色为代表的区域具有类似地质特征和岩石物理性质,通过视觉观察可选择区块。虽然已知气藏具有高度的横向非均质性,可以看到关键的地质和岩石物理性质明显凸出部分。该图形显示了更复杂的异质性模式的情况,需要更多的区块并且可能有必要用区块代表具有相似属性的不连续块段。图7b显示基于天然气原始地质储量选择的区块远景区。在计算天然气原始地质储量时,虽然该远景区吸附气体量很容易被包含其中,但还是假设其可以忽略不计。

     

     

    图7  地质储量图:(a)地质储量;(b)选区

    从图7b可以看出选取的三个区块中,区块1具有最高的天然气原始地质储量(红色和橙色),区块2具有的地质储量(光和暗绿色)次之,区块3具有的地质储量(紫色和蓝色)最低。从这幅图中可以推断出区块1将有最理想的属性,因此可能具有最高的产量,而区块3产气物性最不理想,因此可能具有最不理想产气量。如同气藏地质储量图(图7)一样,如果绘制Km-h图我们也可以分辨出三个相似的区块。此次应用区块选区采用的天然气原始地质储量图和Km-h图作为代表资源的程度/密度和储层特性的两个要素,这是工业上常用的评估致密砂岩和页岩远景好坏的关键因素。区块选区的属性根据不同项目而变化,取决于驱动特定资源类型远景的关键要素。

    对于这种情况,假设简单的水平双翼压裂(如所使用的压裂模型所假定的)就足够了,因为微地震数据对同一区域的补充水平压裂井的解译说明复杂程度较低,如果不是水平情况,则进行压裂(图9)。采用水平和垂直观察井用以观察,同时采用双阵列处理会产生一个好的数据集。一般情况下,各个阶段仅出现一个水力压裂裂缝。水力压裂裂缝通常选择北东-南西方向,与加拿大西部沉积盆地(WCSB)部分最大水平应力方向一致。

     

     

    图8  Km-h图:(a)Km-h;(b)选区

    通过比较图6与图7b和8b可以看出在开发区所有水平井部分或全部在区块1范围内。因为这个原因,剩余的分析还将在区块1中开展。对区块1区域的水平井的预测情况而言稍微乐观,因为这些水平井水平延伸超出区块1区域进入地质储量和Km-h更低的区域(该区水平井采用恒定的流体压力与(Pwf)i相比将获得相反的影响)。

     

     

    图9  根据微地震数据解译的研究区内水平井水力压裂裂缝几何图形

    4.2 经济分析

    分析假设只有天然气价格是变量,而所有其他经济参数都保持常量。表7列出了其他主要经济参数的值(基于Magyar和Jordan的估算(2009))和表8介绍了主要的专利权使用费、税和贴现参数。

    在本文的分析中,净现值(NPV)作为重要的收益经济指标且最低资本回报率为0。

    分析远景的工作流程图如图4。

    表7  资本和运营成本参数

    参数

    土地成本

     

    租金/美元/亩

    2500

    代理费/美元/亩

    50

    单井成本

     

    钻井/百万美元

    1.5

    完井/模拟/百万美元

    2

    配套设施/管道/百万美元

    0.35

    储层表征

     

    地震/百万美元

    0

    测井/百万美元

    0

    提取岩心/百万美元

    0

    其他/百万美元

    0

    运营成本

     

    固定成本/美元/月

    5800

    可变成本/美元/千标准立方英尺

    1.25

    表8  使用费、税收和折现率

    经济参数

    费率

    使用费率

    20%

    税率

    30%

    实际贴现率

    15%

    名义贴现率

    18.45%

    通货膨胀率

    3%

    4.3 蒙特卡罗模拟

    在区块选择之后,本文进行了蒙特卡罗模拟研究。蒙特卡罗模拟中,基质渗透率(km)和页岩气价格不断变化,而所有其他的PVT、储层参数和经济参数保持不变。为了更好地进行说明,我们选择了将“不确定”的输入变量的数量显著限制在基本控制远景的油藏性能(储层渗透率)和经济情况(天然气价格)。基于P10、P50和P90值按照对数正态分布模拟参数。在大多数的勘探情况下,许多参数都是不确定的,可以通过这些参数的概率分布(见表2)来定义。对于需要使用概率分布进行定义的一些关键参数,可通过评估给定区块内重大变化的属性图来直接确定,或用更严格的统计技术,如采用区块内部数值计算变异系数(Cv)。由于基质渗透率是基质流动的主要控制要素,以及未来商品价格造成的天然气价格的高度不确定,针对这种情况,我们选择基于视觉观察的基质渗透率。

    基质渗透率按照P10、P50和P90的值计算如下。通常情况下,可以通过岩石物理模型中的参数值拟合分布来生成概率分布,但是因为我们处理的是远景的早期评估,因此我们采用了替代的方法,即最大限度提高模型获取的不确定性来解释其他早期参数估算无法获取的变化性。如果需要,对其他不确定参数也可以使用相似的方法。

    P10——区块1中比第十百分位值的基质渗透率低20%

    P50——区块1中的基质渗透率值居中间数

    P90——区块1中比基质渗透率的九十百分位值高20%

    表9中定义了2个输入变量的分布。将模型内部不确定参数合并关联(见表2)也很重要。虽然孔隙度和渗透率之间的相关性被加入到原始岩石物理模型(幂律相关),并且压裂半径与剪切系数(正相关)、基质渗透率(负相关),净收益(负相关)和压裂模型井眼半径(负相关)相关,但是出于演示的目的,本文对这一方法进行了简化,使蒙特卡罗模拟中的主要变量之间没有相关性。由于压裂半径取决于基质渗透率,压裂模型必须在每次迭代时重新计算。气体流量,累积产气量和净现值被定义为@RISKTM输出变量。

    本文进行了5000次蒙特卡罗迭代,以确保蒙特卡罗输入变量充分覆盖样本空间。要求覆盖足够的样品空间,是为了确保每个模拟输入相同参数运行时,能得出同样的结论。出于演示的目的,用上述方法获得的迭代数并不是最优化。但是,通过将无限大(非常大)的样本输出分布与减少样本数量的输出分布比较,同时寻找要求充分重复“已知”输出分布的最小值,可以获得优化的迭代数。当进行多个模拟时,优化处理可用于减少处理时间和容量。

    4.4 结果

    图10显示了区块1中单口气井的确定产气量和累积产气量预测。这个“确定性”的基质渗透率的值来自于表9所示输入分布的斯旺森平均值(SM),假设这个值代表区块收益的平均水平(静态平均Km=0.0095毫达西)。虽然Bickel等人(2011)指出了斯旺森平均值(SM)的缺点,但它仍然被广泛地用于工业,因此在这种情况下还将使用。此外,斯旺森平均值在输入分布的平均值的5%范围内(使用@RISKTM计算),因此认为在这个例子中的平均值是准确的。另外,可以使用另一个估计的平均值(即分布平均值、区块值的算术平均值等)。图10a显示的产气速率与时间半对数图以及累积气体的产生与时间的笛卡尔曲线,而图10b显示了产气速率和时间的对数分布图。

     

     

    图10  开发模型情况下的确定速率预测:(a)产气速率和时间、累积产气量和时间的半对数;(b)产气速率和时间的对数关系

    图11显示了产气速率与时间的半对数图,图11b显示一个产气速率与时间的对数图和图11c显示预测(约14年)最初5000天累积产气与时间的笛卡尔曲线。

    通过比较图10和图11,可以再次看到确定性预测与P50概率预测相比,具有更大的IP,持续的生产速度和累积产气量,表明确定性预测是比中位数情况稍微乐观,并且明显远超过P10的情况。这些结果再次支持使用概率分析取代非常规应用的确定性分析。

     

      

    图11  开发模型情况中概率速率预测:(a)产气速度和时间的半对数关系;(b)产气速率和时间的对数关系;(c)累积产气量和时间

    随后,P10、P50和P90产量预测与区块1内水平井可获取的生产数据进行对比,以测试开发方法的稳健性和准确性。在这个比较中,由于完井的复杂性,只有井3和井4可用,而井1表现不佳,且井2在此次分析区块外部。井3的产量被缩减了30天,以便使该井产量自然下降的初始时间与概率预测的一致(指修正井3)。生产的前430天的对比曲线如图12所示。

    如图12所示,两口井的生产数据(修正井3和井4)普遍落在P10和P90之间(使用@RISKTM生成的预测)。除了生产的前20天和第300天左右时的大约20天两个时间段(模型没有指出的操作问题导致的结果)外,约80%的数据点如预期处在P10和P90预测之间。初步预测产量可能更高,因为它不考虑压裂清理干扰、启动效应等,该模型增加了表皮效应来提高与IP的匹配程度。但是,在真正的勘探情况下表皮效应的大小无从得知,这是因为无法获取产气远景区域的数据且需要将其作为不确定的输入量以最大限度地提高模型的准确性。

     

     

    图12  3号井和4号井生产数据和概率速率预测的对比:(a)产气速率和时间的半对数关系;(b)产气速率和时间的对数关系;(c)累积产气量和时间

    虽然这不是一个令人满意的统计样本,只有一个关键属性(Km)被认为是不确定的,但结果令人鼓舞。图13显示了净现值的增加的累积概率分布,直方图和回归系数托那多图。图13a再次显示超过最低预期资本回收率概率计算的累积概率分布图。

    从图13a可以看出这个模拟平均净现值为53万美元,可能超过最低预期资本回收率的50%。然后,可将平均净现值和超过最低预期资本回收率的概率与相同远景的其他区块,以及与其他潜在远景的区块进行比较,从而确定哪些远景区域可提供最好的经济成功机会。这一分析显示了积极的NPV平均值和超过最低预期资本回收率的适度概率。基于这样的分析,可以得出结论:区块1的样品远景对于试点项目是极好的备选。这一分析支持了该地区的开发,但是这一测试中所采用的天然气价格网格假设对其结果影响极大。图13C中托那多图表明天然气价格对净现值带来的影响最大,基质渗透率给净现值带来的影响其次(区块1中最小的基质渗透率变化的结果)。这表明假设较高的气体价格(比如该区水平井钻探时期的气体价格)将提高远景的可取性。从图13b直方图可以看出模拟中大部分的净现值在300万美元和350万美元之间,众数等于-1.5万美元,相当于平均数53万美元左右。

     

     

    图13  开发模型应用NPV法得出的经济结果:(a)累积概率分布;(b)柱状图;(c)回归系数的龙卷风图

    此分析程序可在在开发区的其他2个区块内完成,以协助选择最适合公司的试点项目的位置。2号和3号区块的填图属性的直观观察(图7b和8b)表明,这些地区情况没有区块1理想,因此在本次分析所使用的气体价格假设中可能不适合作为试点项目。

    5 结论

    在本文中,开发了一种方法理论和基于excel的方法以协助页岩气和致密砂岩气藏的勘探。这个方法包含了来自不同来源的映射属性、一个用于估算水力压裂半径的简单的压裂模型、目前应用于页岩气井开采的速率预测技术、计算关键盈利能力指标的经济模块以及解释非常规资源中内在的风险和不确定性的蒙特卡罗模拟。本文所描述的方法和工具可被工业界用于评估远景区域内的各个区块和选择适合试点项目的地区。该方法较为严谨,以岩石物理、地质和现在产业应用的分析储层模型为基础,且通过重建现有实例的油藏动态来证明其准确性。由于不需要建立复杂的数值模型和详细的开发方案(所需数据是在开发早期通常无法获取),这种方法既简单又高效。

    感谢代金友副教授对本文提出的宝贵意见。本文受中国地质调查“地学情报综合研究与产品研发”(121201015000150002)项目支持。

    资料来源:Williams-Kovacs J. D., Clarkson C. R. A new tool for prospect evaluation in shale gas reservoirs. Journal of Natural Gas Science and Engineering,2014,18(5):90-103.

    一种用于页岩气藏远景评价的新方法

    联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心成立前的记者见面会会场。预定时间未到,有人悄悄入场。

     

    “您是?”

     

    来人一笑:“我是王学求。”

     

    “腕儿”来了,却如此低调。对照已经温习数遍,长长的、写满几页纸的他的学术成就,这种低调,让敬畏更增几分。

     

    此次活动,他是主角儿。联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心成立后,后续的研究工作将由他来主持完成。

     

    绘制地球化学元素图谱

     

    按照规划,在未来6年,中心将建立全球地球化学基准网,开展全球资源评价和环境变化监测;开展“一带一路”地球化学填(编)图,服务国家“一带一路”建设;开展编制全球地球化学一张图与化学地球平台建设,向社会提供服务;积极准备“化学地球”国际大科学计划。

     

    尤其是实施“化学地球”国际大科学计划。“化学地球”更形象的解释,就是绘制地球化学元素图谱,将元素周期表上所有化学元素的含量和分布绘制在地球上,为全球资源可持续利用和全球环境变化研究提供基础数据,为政府决策提供科学依据,为社会提供公共服务。工程庞大,意义深远。

     

    “通过大计划的实施,最终我们将建立起‘化学地球’平台与地球化学大数据共享系统。就像人们运用‘谷歌地球’来定位、测量距离、查询路线和地形地貌一样,将来进入‘化学地球’,人们点击系统,就可查询了解和环境或健康有关的水、土地等有害和有益元素信息以及与资源有关的成矿元素分布信息。”王学求表示。

     

    “中国在地球化学领域取得的成就,使得集研究与调查、科学与工程、资源与环境一体化的大科学计划——‘化学地球’成为可能。”王学求强调,中国区域化探全国扫面计划、全国土地质量地球化学调查计划、全国地下水水质调查计划的实施,以及全国地球化学基准计划积累的协调多部门、多地区、组织成千上万人员参与实施大计划的运行经验,都为“化学地球”大科学计划的实施提供了可借鉴的模式。

     

    由王学求主持的全球地球化学基准网是迄今国际地球化学界最大规模的国际合作研究计划,共有69个国家及169位个体科学家参加。目前已建立了覆盖面积近3200万平方千米,约占全球陆地面积22%,分析元素达76种。

     

    全球地球化学基准网有着深远的国际意义,为了解全球地球化学背景、全球资源评价、衡量未来全球化学变化和了解过去地球化学演化提供了定量参照标尺;重新提供了过去地球化学填图所没有包含的化学元素,如三稀元素、铂族元素、铀等远景区50余处;开发了全球地球化学一张图平台“化学地球”;制订国际地球化学填图系列指南,对引领国际地球化学填图具有奠基性意义。

     

    通过全球地球化学基准网,对中、美、欧、澳数据对比发现,重金属元素超标的采样点位分别为欧洲10.9%,中国4.1%,美国2.6%,澳大利亚1.8%,欧洲重金属污染最为严重,这与工业化历程是一致的。

     

    全球地球化学基准网还系统测定了不同地质时代岩石和土壤中的全碳、有机碳和二氧化碳含量,为自然界碳循环和全球变化提供了基础数据。

     

    美国著名地球化学家David Smith评价中国地球化学基准图是将全球地球化学填图推向了极致。著名地球化学家Clemens Reimann认为,全球地球化学基准网的分析指标是世界最好的,一些元素地球化学图是以前从未有过的。

     

    谢学锦院士评价全球地球化学基准网所有指标均达国际领先水平。而李廷栋院士则认为,全球地球化学基准网填补了多项空白,为实现将元素周期表绘制在地球上的宏伟工程迈出了重要一步。

     

    发现超微细金

     

    王学求也是谢学锦院士的学生。正是在谢学锦院士的指导下,他通过无数次实验发现,地球化学样品中大量存在粒径小于5μm的亚微米、纳米金,含量占总金量的30-90%,据此提出了超微细金的概念。

     

    他的实验证实,超微细金具有极强的活动性,不仅可以以机械形式被各种营力作长距离搬运,而且具有很强的化学活动性,可以被水所溶解迁移。

     

    这一发现圆满地解释了“自然界中大规模金的地球化学异常是如何形成的”这一亘久未破之谜,被国外同行称作“超微细金勘查概念模型”。实验结论也推进了金矿区域化探由一门经验或技术成为一门真正的科学。

     

    国际勘查地球化学家协会主席将这一发现列入了勘查地球化学90年代的最重要进展之中。

     

    王学求与谢学锦院士发展此研究成果写成的《金的勘查地球化学》一书也被美国著名地球化学家T.T.Chao称做“一本划时代的巨著”。

     

    这一研究成果的广泛应用为金矿化探取得突出找矿成就做出了重要贡献。据不完全统计,自1999年以来,运用谢学锦院士和王学求科研团队所发展的地球化学方法,在所圈定的靶区中发现大型以上金矿已达16处。

     

    探究深穿透地球化学领域

     

    在勘查地球化学领域,科学家一直在努力研究能探测更大深度的穿透性地球化学找矿方法,却迟迟无人破题。

     

    王学求当然明白,攻破这个难题对隐伏区矿产勘查将具有极大的推进作用。于是,他开始潜心关注。

     

    在一个国家项目支持下,他在矿体及其上方土壤和气体中同时发现六边形的纳米铜和金晶体。

     

    按照常规判断,纳米金属晶体只有在一定的温度和压力条件下才能形成。那么,此次在矿体及其上方土壤和气体中同时发现纳米金属晶体,足以充分证明,隐伏内生矿体纳米金属微粒可以通过岩石微裂隙和纳米孔喉垂直迁移到达地表。

     

    “通过实验模拟证实纳米金属微粒具有极强的穿透能力和快速迁移能力。”王学求表示,这就为元素从内生矿床向地表的垂向迁移提供了直接微观证据。实现了覆盖区勘查地球化学迁移机理研究从“描述性模型”到“实证性科学”质的飞跃。

     

    他带领研究团队据此发明了具有自主知识产权的系列深穿透地球化学技术——穿透性勘查地球化学新方法技术,即用纳米探测、金属活动态提取、地球气纳微金属测量、独立供电偶极子地电化学等技术直接获取深部异常信息的隐伏矿探测法,显著提高对隐伏矿的探测能力,探测深度可达1000米。

     

    这项技术投入应用后,填补了我国盆地地球化学调查方法的空白,先后分析样品5万余件。该项成果也获得了国家科技进步二等奖1项、国土资源科技成果一等奖1项、国家专利3项。

     

    国际地球化学领域的权威科学家对此给予极高赞誉,认为纳米金属微粒发现是一项创新性研究成果,对覆盖区矿产勘查具有深刻影响,也为全世界应用提供了实证。

     

    学术应服务社会

     

    事实上,这一成果也恰恰完全印合了王学求一贯的学术应用思路。

     

    “作为一名地质科学研究人员,更多的时候,我的调研对象是岩石、土壤和水。正是这些‘不会说话的朋友’透露的信息,常能最真实地回应群众关切的环境问题。”在2013年的全国两会期间,在讨论地下水和土壤保护时,王学求更明确陈述作为一名科研人员的职责。“我认为,首先应将学术成果和科学数据服务于决策,服务于人民。”他认为,论文不仅要对科学负责,更要对社会负责。要将科学研究成果与社会发展问题对接,为推进科学决策献计出力。

     

    细数他的科研、学术成就,每一项都紧贴民生大计,国之根本。

     

    自1989年6月从长春地质学院勘查地球化学专业硕士研究生毕业后,王学求即投身到艰苦的地质勘查行业。参加工作近30年来,他一直致力于勘查地球化学研究工作,先后主持国家“攀登计划”、国家“973计划”和国家“科技攻关计划”课题、省部级研究项目、地质调查项目及国际合作项目等20余项,在金矿勘查地球化学、深穿透地球化学、纳米地球化学和全球尺度地球化学研究等领域取得了获得国内外同行高度评价的理论创新成果与实用性成果,为中国勘查地球化学在国际上处于领先地位作出了重要贡献。

     

    “从1994年开始,我们就对全国土壤51个化学元素进行监测,2008年开始又建立了覆盖全国的地球化学基准网,对土壤81个化学指标进行监测。监测数据显示,重金属等污染物指标在局部地区上升较快。”王学求说。

     

    其成果应用也不仅限于土壤化学元素调查。王学求带领团队研发的深穿透地球化学等新方法新技术,结合传统地球化学找矿方法和现代分析测试技术,形成了一套有效的地球化学矿产勘查方法技术组合。为更好地落实研究工作与国家需求密切结合的要求,王学求曾一直坚持和团队人员一起用大量时间到最艰苦的西部无人区从事野外调查,为国家紧缺矿产资源,如大型金矿、铀矿和铅锌矿的发现提供了重要找矿线索。

     

    据不完全统计,1999年以来,运用该团队研究的地球化学方法,在所圈定的靶区中已发现大型以上金矿16处、银矿3处、铜矿21处、铅锌矿7处、锡矿7处。这些矿产资源的发现和探明,大大提高了国家的资源保障能力。

     

    湖北、甘肃、贵州、陕西、新疆、四川等省区地矿局和核工业地质队的实践经验也表明,王学求研究团队所发展的金矿勘查地球化学、深穿透地球化学、盆地铀矿地球化学理论和方法技术在当地金矿、铀矿勘查中发挥了重要作用。

     

    此外,在中蒙合作1:100万地球化学填图工作中,通过项目实施所圈定的异常靶区中,有3处已经由内蒙古有色地质矿业(集团)有限公司跟进登记探矿权,另有2处正在审批。此外还实施了“一带一路”主要资源大国地球化学填图国际合作,其中,中蒙和中哈地球化学填图已纳入国家发改委“一带一路”规划目录,为相关决策提供了依据。

     

    与国际水平的团队一起成长

     

    从事勘查地球化学和国际地球化学填图研究,离不开研究团队的共同成长和合作。而这种精神的传承,在谢学锦院士团队超过60年的发展中,始终如一。他们为中国应用地球化学在国际上处于持续领先地位作出了重要贡献。

     

    目前,在这个团队中,有院士1人、国家百千万人才工程国家级人选1人、国土资源部科技领军人才1人、国土资源部科技创新人才工程青年科技骨干1人,团队近5年培养了博士后3人、博士16人、硕士5人。

     

    截至目前,团队还与60余个国家建立了合作研究关系,举办了20余次国际地球化学填图培训班,培训的学员达500余人,不仅将中国的先进地球化学技术输出国外,而且建立了良好的人脉关系和人才储备,创造了中国与发展中国家开展互利共赢的地球化学填图合作模式。例如,蒙古国给予中蒙地球化学合作填图项目以高度评价,研究团队中的2人也因此被授予蒙古国最高国家荣誉勋章、2人被授予蒙古国部级荣誉勋章。

     

    并且,以该团队为基础建立的“联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心”本身就已经代表了各自领域的研究前沿。

     

    王学求(左一)在野外开展全球地球化学基准网河漫滩沉积物采样培训

    把元素周期表绘制在地球上

     

    地震是一种自然现象,地球上每年要发生地震500多万次。在常人眼中,地震是一种可怕的自然灾害,但是人们所不清楚的是,地震也是一种非常有效的了解地下地质构造的方法。不过,这里所说的地震并非人们所熟知的天然地震(Earthquake),而是用人工方法激发地震波的地下矿产资源勘探技术,即地震勘探(Seismic Exploration)。

     

    地震勘探方法始于19世纪中叶,经过1个多世纪的发展,地震勘探已成为最有效、最普遍的石油、天然气勘探方法。

     

    常规地震勘探方法包括折射法、反射法(如图,图为各种地震波)。折射法利用人工震源激发产生的地震波,在满足下伏地层波速大于上伏地层波速的特定条件形成滑行波再折射回地面产生的折射波来研究地下的地质构造。适合研究地表浅层或深部地壳特征,故折射法的应用范围受到限制。反射法利用人工震源激发产生的地震波,在其传播过程中遇到介质性质不同的岩层界面时(地层),一部分能量形成反射波被地面接收,另一部分能量穿过界面形成透射波继续往下传播。地震勘探就是利用记录到的反射信号来描述地下的地质构造等情况。所以,地震勘探中广泛采用的是反射法。

     

    反射波的到达时间与反射面的深度有关,据此可查明地层埋藏深度及起伏。随着检波点至震源距离(炮检距)的增大,同一界面的反射波走时按双曲线关系变化,由此可确定反射面以上介质的平均速度。反射波振幅与反射系数有关,由此可推算地下波阻抗的变化,进而对地层岩性做出预测。

     

    地震勘探包括野外数据采集、室内资料处理和解释三大环节。地震勘探方法属于交叉学科,涉及到的理论知识遍及数字信号处理、岩石力学、软件编程、算法研究等方面。由于地震信号受到地下复杂地质条件(构造复杂、地形多变、岩性多样等)的影响,同时还经常会受到环境噪声的影响,地震信号的处理往往比常规信号处理专业接触到的信号更难拾取。

     

    为了提高地震有效波的信噪比,压制干扰,地震勘探(反射法)广泛采用多次覆盖技术,其原理是连续相应改变震源与检波点在排列中所在的位置,在水平界面情形下,可使地震波总在同一反射点被反射返回地面,反射点在炮检距中心点的正下方。经过相叠加提高反射波能量,从而极大地改善地震勘探的成像质量。

     

    根据观测系统的不同,可将地震勘探分为二维地震勘探与三维地震勘探方法。二维地震勘探方法是在地面上布设一条条测线,采集地下层位反射回来的反射波信息,经过室内处理后得到反映地下构造等的地震剖面图。通俗来说,一张张地震剖面就相当于沿测线向地下剖开,在深度与地面测线方向显示地下构造情况。多条测线联合使用,便可较为精准的描述地下构造,经过地质学家的解释后便可为油气勘探、井位设计服务。三维地震勘探工作流程与二维地震勘探类似,但是由于多了一个方向的观测数据,能够得到比二维地震更为清晰准确的结果。

     

    为了寻找更多的油气,近年来地震勘探方法的发展也十分迅速,野外采集方法不断进步,新的处理方法不断涌现。同时,在计算机计算能力飞速发展的背景下,以往一些理论完善但受限于计算能力的方法(如全波形反演、逆时偏移等方法)都得以实现,这些都为地震勘探的进步提供了条件,也为寻找复杂油气藏提供了新的方法。

     

    随着人类对能源需求日趋强烈,地震勘探这种有效的油气勘探方法也在日渐发挥着越来越重要的作用,各种不同的地震勘探方法和技术不断发展革新,为人类勘探地下未知世界的奥秘做出了巨大的贡献。在过去、现在以及将来,地震勘探都会是人类了解油藏分布的一把利器。

     

    (作者单位:中国地质调查局油气资源调查中心)

    地震勘探:油气勘查的“眼睛”

    2015年8月14日,由商务部主办、商务部国际商务官员研修学院承办的“2015年埃塞俄比亚地质矿产技术培训班”一行 20名技术官员代表莅临实物资料中心。实物资料中心充分展示了我国地质调查取得的重大成果与经验,为培训工作提供支撑。

    培训班官员代表先后参观了大标本园、实物地质资料库及地球资源展厅,实物资料中心专家逐一进行了讲解。在大标本园,代表们详细了解了园区展示的大型矿石标本的数量、采集来源、矿山地质背景与矿床成因类型。此次参加培训的代表大多为地质学家,他们对大型标本产生了浓厚的兴趣,不停地在大标本和相应的解释牌面前驻足观察,并提出了很多专业性的问题。在实物地质资料库,他们对岩心整理观察厅、数字化工作室及岩心库的工作内容和流程,实物立体仓储设备的操作方式等做了深刻的了解。在地球资源展厅,代表们对浙江煤山“金钉子”剖面系列标本以及我国在“金钉子”的研究领域所取得的成果展开了激烈的讨论。

    培训班代表们通过此次参观考察,对我国实物地质资料采集、管理、开发研究和利用情况的进行了全面的了解,为两国开展地质矿产领域合作奠定了良好基础。

    地调局实物资料中心为埃塞俄比亚地质矿产技术培训班...
      近日,中国地调局航遥中心遥感部组织编写了《遥感部管理工作规则(试行)》,并下发到遥感部每位职工手中。

      《遥感部管理工作规则》全文共十六个章节,涉及内容主要涵盖了三个方面:第一,对财务报销的相关事项及流程的注意和提醒。第二,对出差及野外出队等相关问题的解释和说明。第三,对日常工作中出现的各种繁杂内容的梳理和整合。其中,较为亮点之处在于为了方便读者迅速查阅与执行,除文字说明外还在每一小结后添加了结构导图作为一种指引方式。另外,在全文最后将《规则》中实际需要的文件与表格的原件作为附件附在其后供读者参照。

      此次编订的《规则》对遥感部日常工作中涉及的诸多内容进行了说明和引导,解决了遥感部广大干部职工日常工作中遇到的疑惑和困难,对提升遥感部的行政执行力和业务工作效率提供了有力的保障。


    航遥中心遥感部组织发放《管理工作规则(试行)》

    考察组对冒沙现象取样

    太平镇砖混房屋倒塌严重

    考察组向村民了解地表破裂情况 本版图片由地科院雅安地震野外科学考察组提供

    双石镇在地震的破坏下已成废墟

        从雅安地震发生的那一刻起,各种媒体上有关地震成因的推测、分析、判断甚至争议就非常热烈。4月22日下午,中国地质科学院召开雅安地震院士专家研讨会,从地质学的角度也对雅安地震的发震机制进行了分析和研讨。希望,他们的思索能够为人们带来一些启示。

      1.地震2小时后,地质科学家到达震中,判断为逆冲断裂

      中国地质科学院的专家应该是最先进入震区的科学工作者。

      4月20日8时2分,四川省雅安市芦山县发生7.0级强震,得知讯息,正在四川工作的大陆构造与动力学国家重点实验室李海兵研究团队的4名成员:司家亮、云锟、张佳佳、王焕,立即从成都奔赴雅安芦山。仅仅两个小时后——10点钟,他们就从地震现场向位于北京的实验室发回了照片。

      照片可清晰地看到地震造成的破坏,乱石满地、房屋倒塌、道路损毁。当然,科学工作者的第一反应还是尽力搜集地震破裂造成的地表显示,寻找能够反映这次地震原因的蛛丝马迹。

      据前方调查的信息,此次地震的发震断裂为天全—大川逆冲断裂,为龙门山山前断裂——“安县/灌县断裂”的南段,位于宝兴和雅安之间。安县/灌县断裂的中段曾在汶川大地震时发生80公里的破裂。

      4月20日下午,李海兵研究员与司家亮等人在雅安地震重灾区芦山双石镇集结,组成科考队沿天全—大川逆冲断裂行进。据观察,地表未发现明显的破裂,但有大量地震喷沙和冒水现象。此时已经到了晚上,他们决定,第二日再奔赴宝兴,因为逆冲断裂上盘的破坏性可能更大,能够观测到的科学现象也会更多。但问题是,当时同为地震重灾区的宝兴堪称“孤岛”——由于地震造成的山体崩塌十分严重,大量巨石滚落导致交通中断,车辆无法通行。

      等待救援人员打通道路?

      心情急切的李海兵决定徒步赶去宝兴,尽管两地相距约40公里。

      21日早上8点,他们从芦山出发,经灵关,步行10多个小时赶到了宝兴县城。虽然此时已是晚上7点,但李海兵等人还是冒着余震穿行在宝兴县城查看灾情。大家的感觉是:尽管芦山至宝兴县城沿途的山体滑坡十分严重,但宝兴县城内建筑物破坏程度并不严重。

      就在同一天下午2点,中国地质科学院由副院长董树文带队的野外科学考察组也赶到了成都,随后,他们分为三个组分头工作。按计划,他们将对灾区的灾后重建选址进行相关地壳稳定性评估工作,同时对重要活动断裂进行考察,特别是将监控并高度关注新的地应力异常。

      22日上午,科考队与国土资源部在雅安市的前线指挥部会合,并研讨了下一步工作。中午12点,董树文带领的第一组继续从雅安经芦山前往双石镇。考察发现双石镇地表破裂现象不明显,但有比较集中的串珠状沙冒现象,与房屋的挤压破裂方向基本一致,方向大约北东40°;在双石镇中心人民医院后方桥头,房屋全部损毁,房基水平右行错动2~3厘米,未垮塌的房屋墙壁上均出现两组张性的X节理,钝角方向对着垂向;再往东南方向走,直到双河村林峡组,沿途一直有沙冒现象,且多为黑沙,初步判断为深部煤系地层所致。

      与此同时,由地质力学所张岳桥研究员带队的第二组从成都出发,经邛崃市、大川镇和太平镇一线到双石镇,沿途进行了震区地面破坏情况考察工作。初步结果表明:邛崃至大川间未发现地面有明显破坏,从大川附近开始出现建筑物破坏情况;大川至太平一线,沿途可见少量滑坡和崩塌,并有水泥路面破坏与变形现象,显示出较明显的近东西向挤压变形特点;在太平乡,建筑物破坏增多,常见无框架支撑的单层砖房倒塌现象,同时,土石路面出现裂缝和路基局部垮塌现象,并有平行北东向沟谷方向的小型张裂缝发育,但未见明显的同震地表破裂标志。从太平镇至双石镇,房屋破坏情况有进一步加重趋势,并在双石镇观察到水泥桥梁发生近东西向挤压变形破坏和地裂缝发育。

      由地质力学研究所副所长侯春堂带队的第三组则直接从雅安赶往芦山前线指挥部,参加了15时国土资源部抗震救灾远程会商视频会。

      晚上,地科院运送仪器的车队从北京赶到了灾区与调查组会合。

      2.从地质角度分析,雅安地震与汶川地震存在关联

      地科院身处北京的地质专家们,热切期盼着同事们从前方传来的一切信息。同时,他们也在紧张地研究着有关雅安地震的一系列科学问题。

      4月22日下午,中国地质科学院召开雅安地震院士专家研讨会。十余位与地壳稳定性研究相关的院士专家围坐在一起,高悬的大屏幕上显示的是一道从东北向西南斜劈在地壳上的巨大裂痕——这次地震、也是汶川地震的祸首——龙门山断裂带。

      龙门山断裂带位于青藏高原东缘,与四川盆地相交,长约500公里,宽达70公里,由3条大断裂构成,自西向东分别是龙门山后山断裂、龙门山主中央断裂、龙门山主边界断裂。这里也是地震多发区。

      在一幅《汶川地震及其余震分布图》上,密密麻麻的红点堆积在龙门山断裂带的北部和中部——汶川地震后不到一个月时间里,这里发生的余震次数就超过了万次。专家介绍说,5年前,由于汶川地震释放的能量巨大,龙门山断裂带北部中部近300公里的地方都发生了破裂,但是西南段的约100公里却没有破裂。

      这次破裂的恰好是当年比较稳定的地段。专家们根据现有资料初步判断,雅安地震与汶川地震的发生机理很相近,但汶川地震西南段以逆冲为主、东北端为右旋走滑断裂,雅安地震则为逆冲断裂。由于震级的差异,汶川地震的持续时间约90秒,雅安地震的持续时间约27秒,当然,两者的地表显示也差异较大。

      国家地震局拥有我国地震研究的主要科技力量,院士专家们对他们的观点十分重视。恰好当天上午,地科院的多位专家参加了国家地震局组织的一次紧急会商会,并带回了一些地震专家对雅安地震的解读。

      中国科学院院士、中国著名地球物理学家陈运泰认为,从震源位置、机制和震级大小看,雅安芦山地震是汶川地震强余震,是汶川地震破裂向西南方向的发展。而且,他5年前曾在一份政府内参中特别提到汶川西南100公里左右的宝兴一带可能发生七级左右强余震。

      雅安地震发生后,陈运泰院士研究团队根据现有数据资料对这次地震的破裂过程做了动力学模拟,推测的结论是:雅安地震破裂沿走向30公里,沿断裂层面40公里,最大错距离为1.6米,由于地震能量靠近地表基本消耗完毕,因而地表不会产生明显的同震破裂。

      这样的推测与地科院地质科学家在现场的观测情况基本一致,不过专家们也提出,由于地震现场科考的许多信息还没有充分采集和传递,判断模型与实际情况的吻合程度还需要更多的时间以便获得较多的详细的一手资料。

      现在地震科学界对于雅安地震是否为汶川余震的争议比较突出。对于陈运泰院士的观点,也有一些人持反对意见。理由主要为:两次地震之间的时间间隔较长,且这次地震与汶川地震的余震区有一定距离,两地之间有个中间段是没有地震的。

      据地震专家的判断,在这两次发震断裂的中间存在着一个地震障碍体。

      地科院的院士专家对此也进行了讨论。有专家提出,汶川大地震的方向是从汶川向东北方向展开,主要沿龙门山断裂带中央断裂的中—北段以及前山断裂的中段展布,而芦山地震则位于龙门山断裂带南端,在靠东侧的另一条断裂带上,是不是可以考虑雅安地震是龙门山断裂带上一次新的主震。

      院士专家们认为,是否为余震可能需要进一步的研究,但有一点是肯定的,两次地震在地质上具有明显的相关性,受力条件、孕育过程非常相似。他们还特别提出,研究地震的一大关键是对地震构造背景的准确认知,应该把活断层特别是发震的是哪条断裂搞清楚,要把地块是如何运动的搞清楚,最好建立地质模型。

      3.地应力监测数据,能够在一定程度上反映地震孕育发展

      说起地震研究,许多人都会想起一个名词——地应力。

      地质力学认为,地壳内的应力活动是使地壳克服阻力、不断运动发展的原因;地壳各处发生的一切形变,如褶皱、断裂等都是地应力作用的结果。

      我们从过往专家对龙门山断裂带地震多发的解释中很容易就能找到地应力的“影子”:青藏高原以每年10~15毫米的速度向东流动,在龙门山一带受到坚硬的四川地块的阻挡,积聚了大量的构造应力,形成了断层。该断层在不断受到青藏高原挤压的情况下,成为逆冲运动的多发区,因而易于发生地震。

      地应力监测首次与地震联系起来应该是在2001年。2001年11月14日昆仑山发生8.1级地震,当时正在昆仑山活动断裂带中段西大滩附近进行两个测点地应力监测的中国地质科学院地质力学研究所廖椿庭研究员,获得了一组珍贵的震前震后地应力数据。数据显示,昆仑山大地震前后断裂附近地应力大小和方向均发生较大变化,震前地应力高度集中,而震后地应力大小降低约2/3。

      从此,地应力监测走上了地震监测和研究的舞台。

      现在,人们普遍认为:地震的过程也是地应力释放的过程。正是根据这样的思路,许多人认为汶川特大地震应该已经把龙门山断裂带积蓄的能量释放得差不多了,并推测汶川地震后四川百年内都不会再有强震。

      其实这样的推测与地质工作者的地应力监测结果恰恰相反。

      据参会的廖椿庭介绍,他曾在几年前进行一个名为“龙门山地质构造断裂带及其与汶川蕴震动力条件分析”的课题时,选择了三个点作为地应力测量点:一个在鲜水河断裂与龙门山断裂交界处的康定,一个在发震的映秀,还有一个就在宝兴县城。然而,测出的结果让廖椿庭都大感意外——原本估计最不稳定的康定测点,地应力值最低,而应该“平稳”的宝兴测点,最大水平主应力值却最高。当时,廖椿庭研究团队曾在科研报告中对这一现象进行了描述,并建议继续关注。随后,地质力学所在雅安宝兴建立了长期地应力实时监测台站。

      那么,我们在雅安的地应力监测台站是否记录下了雅安芦山地震的信息?

      据专家介绍,雅安地震发震前不久监测曲线显示出跳跃,这引起了监测人员的注意,随即他们进行了跟踪分析,遗憾的是,由于缺乏确切的实例参考,综合分析尚未完成就发生了雅安地震。地震导致断电,数据也一度中断。但震后搜集的数据显示,发震时有两个方向的地应力值大幅增加。

      院士专家们研究了来自宝兴等处的地应力应变监测台站的实时监测数据,认为地应力测量数据在一定程度上反映出地震的发生和发展,这一点非常重要,但现在的问题是:一是,许多重要的数据还没能上升为科学的认识和规律,还需要加强资料分析和综合研究;二是,当前已有的各个台站的监测资料还比较分散,数据的共享和集成还很薄弱;三是,由于地应力监测工作与其他地震监测手段还没能密切结合,发挥的作用还十分有限。

      4.数值精确预报地震需要多部门多学科的通力合作

      地震预报是地震研究一个重要内容,更是一个人类期待解决的目标。

      就在雅安地震的前几日,深部探测技术与实验研究专项“岩石圈三维结构与动力学数值模拟”项目负责人、中科院院士石耀霖在深部专项成果交流会上,谈到了地震预报的问题。当时他说,地震预报也应该像气象预报那样,从基于前兆的经验预报逐渐转变为基于物理机制的数值预报,而其中的关键物理量就是——应力。

      地震发生后不久,他又很快发表了自己对雅安芦山地震的一些认识。

      他谈到,汶川地震强烈,断裂带长达近300公里,几乎整个龙门山断裂带都发生了破裂,但是西南段却有约100公里没有破裂。于是很多人都提出疑问:这一段落会破裂吗?破裂规模会有多大?什么时候破裂?

      他引用了地质力学研究所秦向辉等人的观测结果:“对比分析2003、2008和2010年在宝兴、康定地区4个钻孔的水压致裂应力测量资料,初步揭示汶川地震后断裂西南段现今地应力环境与地震危险性。研究结果表明:龙门山断裂西南段,尤其是康定地区,地震后仍然积累有较高的地应力,震后应力调整以积累为主;龙门山断裂西南端的最大水平主应力已经达到断层活动应力临界下限值,断裂活动进入临界状态,未来具有发生逆断层活动的可能性;结合地应力测量结果、地震地质等资料认为,龙门山断裂西南端具有潜在大震危险性,值得重点关注和研究。”

      显然,地应力监测显示,西南端一段没有地震破裂,但这一段落也是主应力积累率最高的部位之一。而且,汶川地震的发生,使从映秀西南到雅安这一段的龙门山断层发生类似机制的逆掩断层的地震危险增加。

      然而问题是,对于地震什么时候会发生,现有资料还难以回答,因为只有少量不深的钻孔应力测量资料,我们在数值预报探讨中还无法在雅安芦山地震前作出确切的预报。至少我们应该能回答另外两个问题:该段落现今地应力的绝对值究竟是多少?是否已经临近了岩石的强度?

      石耀霖院士说,雅安接近7级地震的发生,对于我们来说,不是什么意外的事情。但是,在没有地壳深部(10-20公里)基于观测应力(包含孔隙流体压力)的实测资料、断层强度的资料的情况下,我们仍然没有充分的定量的力学根据判断地震发生的时间——几年?几十年?几百年?就这两天见到的余震目录资料,目前的雅安芦山地震似乎还没有释放出这100公里断裂带内积蓄的能量,但是下一次接近7级地震发生在何时,尚缺乏资料作出估计。

      最后他谈到,作为数值地震预报的探讨,目前还不在于我们是否做了预报,更重要的是预报的根据。其中,地应力绝对值的测量和相对变化的可靠测量,具有非常重要的意义。

      这是一位地球物理学家对地应力的认识。参加本次雅安地震院士专家研讨会的三位院士同样对地应力研究颇为推崇,他们认为:地质学家在地震观测和预报方面具有自身的特点,特别是采用地应力测量的手段对地质体进行监测,但地应力只是地震研究中诸多方法中的一项,加强是一方面,但更重要的还是要与其他手段相结合,这需要我们的科学界打破部门界线、学科界线,通力合作。

      面对地震后令人心痛的雅安,面对电视中无数双饱含痛楚和期待的眼睛,我们衷心地希望,有一天人类能攻克地震预报的难关,让人们远离地震的魔影。 

     

     

    用科学解剖地震 用合作赢得希望