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      (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

    2018年上半年,我国经济延续稳中有进、稳中向好的发展态势。主要表现为:经济平稳增长,结构调整优化,质量效益持续提高;动能转换加快,新业态蓬勃增长;内需结构持续改善,高质量发展取得新进展;供给侧结构性改革深入推进,助推传统行业焕发新风采;生态文明建设深入推进,自然资源统一管理体系初步形成,生态保护修复力度加大。随着我国经济发展结构、动能与质量不断调整,地质勘查工作延续了深度调整的态势,在服务自然资源管理、生态保护修复、新型城镇化建设等探索中积蓄转型升级新动能。

    2018年上半年地质勘查形势

    自2013年开始,我国地质勘查行业进入了调整下行阶段,目前进入萎缩期的第6个年头。2018年上半年,地质勘查面临的政策环境、投资结构、专业结构等继续深度调整,地质勘查工作转型升级取得新进展。

    1.政策环境进一步明朗,地勘市场趋稳内生动力增强

    2017年政府管理部门出台了一系列涉及地质勘查的管理政策,如中共中央办公厅、国务院办公厅《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》、原国土资源部《自然保护区内矿业权清理工作方案》等。2018年上半年,这些管理政策逐步落地,各地配套细则文件先后出台,地质勘查活动准入条件进一步明确,政策效应日益显现,地质勘查企业所面临的政策环境进一步明朗。贵州、安徽、河北等省份先后公布了其生态保护红线,明确了生态保护红线的边界与范围。从已划定的生态保护红线看,其面积约占国土面积的1/4,比很多专家原先预想的比例要低。生态保护红线范围内原则上按照禁止开发区域的要求进行管理。新疆、甘肃、湖南等省份推动自然保护区内矿业权清退工作,明确了退出原则、退出方式、补偿机制等细则,目前已完成部分探矿权、采矿权的退出与注销,为其他地区矿业权清退工作积累了经验。随着政策环境的明朗和稳定,市场对地质勘查的决定性作用日益凸显,地勘市场趋稳内生动力增强。

    图1 2011~2018年上半年全国地质勘查投入变化

    2.地质勘查投入降中趋稳,新动能力量不断增强

    2018年上半年,全国地质勘查投入继续下行。(图1)初步统计,上半年地质勘查投入74.79亿元,同比减少7.2%,降幅与2017年上半年(减少8.5%)有所收窄。其中,中央财政26.91亿元,同比减少1.9%;地方财政22.94亿元,同比减少30.7%;社会资金24.95亿元,同比增加13.7%。社会投资自2013年以来首次回升,表明随着地质勘查政策环境趋于明朗,投资者对地质勘查市场信心有所回升。与2012年峰值相比,2018年上半年地质勘查投入下降了66.6%,降幅逐年收窄,地质勘查市场或已进入本轮周期的底部区间。这说明,经过过去几年的供需调整和国家供给侧结构性改革,地质勘查发展新旧动能转换取得明显成效,新动能驱动作用不断增强。

    地质勘查转型升级步伐加快。传统的地质勘查投入持续下滑,服务支撑生态文明建设的勘查投入不断上升。上半年,矿产勘查投入37.06亿元,同比减少13%,锡矿、铝土矿、金矿等矿种勘查投入降幅尤为明显。水文地质、环境地质与地质灾害调查投入13.65亿元,同比增加3.3%。矿产勘查投入占比从2012年的81.2%下降至今年上半年的49.5%,自2006年以来这一比例首次低于50%。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%上升到今年上半年的18.3%。城市地质调查、农业地质等进一步得到加强。

    3.矿业市场延续回暖态势,拉动矿产勘查社会投资企稳

    2017年上半年标普金属价格指数经历温和回调后进入上行区间,至2018年初升至高位,上半年整体走弱,但与去年上半年相比仍有较大幅度上涨。中国大宗商品价格指数(有色类)变化与之类似。受价格温和回调影响,我国采矿业利润增速有所下滑。2017年采矿业实现利润4586.8亿元,同比大幅增长261.6%;2018年1~5月实现利润2333.6亿元,同比增长41.6%,增速有所减缓,但是显著大于同期全国规模以上工业企业利润增长(16.5%)。受采矿业利润增加影响,社会企业对矿产勘查市场前景的信心有所恢复。2018年上半年,矿产勘查社会投资19.94亿元,同比微升5.8%,扭转了2013年以来持续下降的趋势。需要指出的是,在矿业市场行情好转的形势下,地方财政投资上半年同比大降32.4%,反映了地方政府在不断加大的环境保护压力下对矿产勘查投入更加审慎的态度。

    4.矿产勘查增储占比持续上升,初级勘查动力不足

    2012年以来,全国完成阶段性勘查的矿产地数量逐年减少。2018年上半年,实施的矿产勘查项目数量延续减少趋势,同比减少25.6%。从不同勘查阶段来看,完成详查与勘探的矿产地比例在逐年增加,由2012年的56.5%增至2017年的65.8%;与此同时,完成预查与普查的矿产地比例在逐年减少,由2012年的43.5%减至2017年的34.2%。这表明,在矿产勘查投入持续下行形势下,矿业权人更倾向于将有限的资金用于对已发现矿产地的后续勘查工作,目的是增加资源储量,而不愿意投入到新发现矿产地的初级勘查工作,初级勘查动力严重不足。

    从单位资金投入效果来看,近两年铜矿、金矿万元勘查投入所获得的新增查明资源储量有所增加(图2)。按照1981年不变价格计算,对于铜矿,万元勘查投入新增资源储量2011年~2015年平均为48.3吨/万元,2016年~2017年增至79.9吨/万元。对于金矿,万元勘查投入新增资源储量2011年~2015年平均为9.2千克/万元,2016年~2017年增至24.4千克/万元。这也表明,矿业权人更倾向于将有限的资金用于增加资源储量的后期阶段勘查。

    图2 2001年~2017年铜矿与金矿万元勘查投入新增查明资源储量变化(按照1981年不变价格计算)

    5. 深地探测稳步推进,向深部进军战略成效初显

    2016年,自然资源系统全面实施“三深一土”科技创新战略。经过两年的努力,向深部进军战略成效开始显现。2018年上半年,国家863计划“深部矿产资源勘探技术”重大项目通过验收,标志着我国突破了2000米以浅矿产资源勘探方法、技术、装备障碍。启动于2013年的松辽盆地科学钻探工程成功完井,“松科二井”最终井深7018米,攻克了高温钻井、固井、测井和超长井段连续取心等关键工程技术,为万米超深井科学钻探提供了技术储备。“山东省莱州市吴一村地区金矿普查”项目深部探测钻孔终孔深度3266.06米,新探获金资源储量近20吨。近年来胶东地区深部找矿探明一批大型、特大型金矿床,新增金资源储量近2500吨,成为世界第三大金矿区。在首批3个3500米深度地热勘探钻孔开钻后,上半年雄安新区深部地热勘查顺利推进。

    地质勘查形势展望

    我国地质勘查工作正处在转型升级的关键期,勘查结构在不断调整、工作方式在不断变革、工作内容在不断丰富、工作领域在不断拓展。短期来看,全国地质勘查工作将延续深度调整趋势,服务自然资源管理、生态保护修复、新型城镇化建设等新兴的地质勘查工作将持续拓展与壮大。预计全年地质勘查投入降幅将有所收窄,同比下降10%左右;随着全球矿业市场回暖,矿产勘查社会投资或出现微弱回升,战略新兴矿种等矿产勘查进一步受到重视;城市地质、农业地质、生态地质等将不断拓展。

    1. 长期来看,矿产消费与开采由快速增长期进入高位波动与分化期,不同矿种勘查投入将持续分化

    1995年~2017年,我国矿产资源消费总量经历了稳定增长、快速增长与增速显著放缓的变化。消费量在10亿吨级的大宗矿产品消费量可能达峰值并出现微降(图3),多数有色金属与贵金属消费量增速放缓、高位趋稳,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。2018年上半年,全国继续深入推进供给侧结构性改革,一季度第三产业增加值同比增长7.5%,增速比第二产业快1.2个百分点,占国内生产总值的比重为56.6%,比第二产业高17.6个百分点,产业结构不断优化,发展向中高端迈进。由此可以判断,随着产业结构升级,经济发展对资源依赖的刚性总体上将有所弱化。

    图3 1995~2017年大宗矿产品消费量与人均消费量变化

    图4 1995年~2016年我国矿产资源开采量变化

    2012年以来,矿产资源开采总量增速显著放缓,于2014年达到峰值110.82亿吨,到2016年降至101.47亿吨,比峰值降低8.4%(图4)。2017年统计数据尚没有全部出来。2017年煤炭产量34.45亿吨,同比增长3.2%,比峰值低13.3%;铁矿石产量12.29亿吨,同比下降4.0%,比峰值低18.8%;水泥产量23.4亿吨,同比下降3.1%,比峰值低6.4%;十种有色金属产量5501.0万吨,同比增长2.9%,增速下滑0.1%。2018年1月~5月,原煤产量同比增长4.0%,铁矿石产量同比下降0.1%;水泥产量同比下降0.8%;十种有色金属产量同比增长3.2%。这些数据表明,2017年~2018年上半年矿产资源开采总量延续了前几年的高位波动趋势。

    随着不同矿种消费量与开采量增长的分化,不同矿种勘查投入变化将随之分化:持续下行、波动趋稳或继续上行。

    2. 短期来看,随着全球矿产勘查回暖与矿产品价格上涨,我国矿产勘查市场或将在下行周期中出现回升波动。

    2017年,全球金属矿产勘查投入79.50亿美元,同比上升14%。SNL预测,随着金属价格上升与企业对矿产勘查市场信心回升,2018年全球矿产勘查投入将上升15%~20%。2018年6月,SNL修正了对未来3年的金属价格预测,除了银和铁矿石外,其它金属2018年平均价格将高于2017年。

    2006年~2016年,我国矿产勘查投入变化与全球走势基本同步。2017年全球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,表现为与全球趋势的“偏离”。这一“偏离”在很大程度上可能与我国出台的一系列政策有关。面对政策的不断收紧和矿业权退出条件的不确定,社会投资人更倾向于持币观望,减少或暂停对矿产勘查的投入。2018年上半年,矿产勘查政策环境进一步明朗,不确定性减少,矿产勘查投入同比增加5.8%,反映了社会投资人对矿产勘查市场信心有所回升。随着全球矿产勘查市场持续回暖和矿产品价格上升,预计矿产勘查社会投资将延续上半年的微弱回升态势。但是,由于地方财政投入大幅度减少,全年矿产勘查投入可能仍将继续下行。

    3. 围绕生态文明建设与自然资源管理需求,城市地质、农业地质、生态地质等地质勘查新增长点将继续拓展

    服务支撑生态文明建设与自然资源管理是地质勘查工作未来可持续的发展方向。地质勘查在瞄准当前需求的同时,在实践中将围绕长远需求不断拓展,培育并壮大发展新领域。一是服务以城市群为主体构建大中小城市和小城镇协调发展的城镇格局,推动将城市地质工作纳入城市管理主流程,以雄安新区、成都天府新区为代表的城市地质调查工作快速推进。二是服务国土空间规划与生态保护修复,推动地质与生态融合形成生态地质工作,承德市综合地质调查探索出了地质建造+小流域的综合调查+生态关键带监测的技术框架。三是服务民生与乡村振兴,推动农业地质、旅游地质等“地质+”多元化调查评价。四是服务自然资源统一管理,推动地质环境监测网与其它监测网协调运行。五是服务着力解决突出环境问题,推动水土污染调查与治理。

    对策建议

    一是稳定地方财政地质勘查投入。地方财政对地质勘查投入大幅度减少是今年上半年全国地质勘查投入下降的主要因素,其原因可能与日益趋紧的环保政策有很大关系。我国工业化和城镇化的历史任务尚未完成,能源和其它重要矿产资源需求总量仍处于高位。为经济发展提供安全、可靠、持续的能源资源保障,仍然是地质勘查工作的重要任务。为了扭转矿产勘查投入逐年快速下降的趋势,建议地方政府谨慎处理发展与保护的关系,稳定对地质勘查工作的长期投入。

    二是加强矿产资源初级勘查政策扶持。受矿产品价格波动、政策变化、地质变异等不确定性因素的影响,矿产勘查是一项高投资、高风险的市场行为。发达国家虽然有成熟的市场融资机制,但也普遍对草根勘查实施鼓励性扶持政策,降低企业从事矿产勘查的风险。形成政策稳定、市场透明、可以预期的友好投资环境,对于矿产勘查企业生存发展至关重要。建议国家加强对矿产资源初级勘查的扶持力度,扭转矿产资源初级勘查日益萎缩的趋势。

    三是加强深部地质勘查技术攻关。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的不断缩小。城市地质调查、地质灾害防治等迫切需要加强对深部探测技术的研发。深部矿产勘探、地热开发、地下空间利用等仍存在诸多技术难题,亟需研发深部探测的方法、技术与设备。

    (中国地质调查局发展研究中心授权发布)

    在探索中积蓄转型升级新动能

    吉梨页油1井放喷点火现场

     

    该成果由中国地质调查局油气资源调查中心牵头,中国石化东北油气分公司、中国石油渤海钻探工程公司共同参与完成。牵头完成人为徐兴友、张君峰。其主要进展及创新:

    通过项目实施,创新形成3项陆相页岩气富集地质新认识:一是查明了松辽盆地南部火山活动期混积页岩形成机理;二是建立了松辽盆地南部纹层型混积页岩和夹层型硅质页岩两种页岩气富集模式;三是揭示了松辽盆地南部断陷湖盆陆相页岩气成藏规律,丰富和发展了中国陆相断陷湖盆页岩气地质理论。

    集成创新了2项陆相页岩气关键工程技术:一是基于地质-地球物理建模,建立双向介质烃类检测陆相页岩气甜点预测模型,有效指导了陆相页岩气甜点优选;二是形成非均质性常压页岩气储层增能体积压裂和控压返排试气技术,实现了常压陆相页岩气高产。

    项目圈定梨树断陷沙河子组陆相页岩核心区面积1286平方千米,应用体积法初步估算核心区页岩气地质资源量5558亿立方米,有望推动松辽盆地2.7万平方千米有利区陆相页岩气勘探开发,成为中国东北地区现实的清洁能源接替领域。

     
    松辽盆地梨树断陷陆相页岩气调查首获高产气流

    日前,由中国地质调查局青岛海洋地质研究所李彦龙副研究员、吴能友研究员和中国石油大学(华东)董长银教授等主编的《海洋天然气水合物开采出砂管控理论与技术》专著由科学出版社正式出版发行,标志团队在海洋天然气水合物开发工程地质风险调控领域取得重要阶段性进展。

    该专著围绕困扰全球海洋天然气水合物安全稳定开发的关键工程地质风险——储层出砂,在梳理和总结全球历次天然气水合物开采面临的出砂因素制约、出砂基础研究挑战和国内外研究进展的基础上,分析了天然气水合物开采过程中储层力学参数劣化产砂的机理,利用实验模拟和数值模拟手段充分剖析天然气水合物开采过程中固相泥砂的运移、产出行为,建立了南海泥质粉砂型天然气水合物开采控砂参数设计方法和井底控砂介质工况诊断方法,提出了水平井等复杂结构井开采出砂调控的原理与调控方法,最后探讨了基于控砂-提产一体化理论的新技术、新方法及其在未来大规模开发天然气水合物中的应用可行性。

    该专著集中展示了作者团队2015年以来在海洋天然气水合物开采出砂调控研究领域成果,既提供了大量翔实的实验和数值模拟结果,又结合我国海洋天然气水合物试采时间,形成了系列原创性基础理论和技术成果。

    该专著共有46.8万字,由来自青岛海洋地质研究所、中国石油大学(华东)、中国地质大学(武汉)、东营瑞丰石油技术发展有限公司、广州海洋地质调查局等单位的科研人员通力协作完成,高德利院士审阅了全书并提出了宝贵意见。

     
     
     
    《海洋天然气水合物开采出砂管控理论与技术》出版发...

    “十三五”期间,自然资源部中国地质调查局与中石油集团和中石化集团合作,开展了陆相页岩油气地质理论和工程技术攻关,在松辽盆地优选5个地区针对白垩系2个新层系部署的5口钻井均获得工业油气流突破,经评价,松辽盆地青山口组页岩油地质资源量75亿吨,梨树断陷沙河子组页岩气地质资源量超5000亿立方米,开拓了松辽盆地油气资源接替新领域,对保障国家能源安全和东北老工业基地振兴发展具有重要意义。

    一是松辽盆地陆相页岩油调查取得重要突破。中国地质调查局沈阳地调中心和油气调查中心针对勘查难度最大的白垩系青山口组一段深湖相页岩油开展攻关,在齐家-古龙凹陷、长岭凹陷部署实施了3口水平井,经压裂测试均获得日产超10立方米的高产页岩油流。在三肇凹陷部署的松页油3井直井压裂获得日产3.46立方米工业油流。经资源潜力、技术经济、环境影响“三位一体”综合评价,松辽盆地青山口组页岩油资源量75亿吨,具有广阔的勘探开发潜力。

    二是松辽盆地南部梨树断陷陆相页岩气调查取得重要突破。中国地质调查局油气调查中心瞄准下白垩统沙河子组陆相页岩气新领域开展攻关,在梨树断陷部署实施吉梨页油1井钻探,首次发现51米厚富含气混积页岩,直井压裂获得日产7.6万方高产页岩气流。“三位一体”综合评价梨树断陷沙河子组页岩气资源量5558亿立方米。行业专家评价认为这是我国陆相页岩气调查的重大战略突破,具有重要引领示范作用,有望带动松辽盆地2.7万平方千米有利区陆相页岩气勘查开发。

    三是创新形成一套适用的页岩油气成藏理论和勘查技术。针对松辽盆地页岩油气储层难改造等工程难点,创新形成选区评价、钻探工程和压裂试气三大陆相页岩油气关键工程技术体系,总体达到国际领先水平。此外,创新形成了陆相页岩油气富集规律、成藏模式和主控因素新认识,具有重要的理论指导意义。

    松辽盆地是我国重要的含油气盆地,也是中石油集团和中石化集团的油气主要产区,经过半个多世纪的连续开采,急需后备资源接续。页岩油气的新发现以及一系列理论与技术的突破提振了整个行业对松辽盆地页岩油气勘探开发的信心,引领带动了国家石油公司加大勘探力度,建设页岩油气先导试验区。

    “十四五”时期,中国地质调查局将继续发挥专业技术优势,加强北方陆相页岩油气地质调查与科技攻关,深化开展中国陆相页岩油气地质理论与技术方法创新,系统开展基础地质调查、资源潜力评价、战略选区调查和勘查示范工程建设,不断促进页岩油勘探开发。同时,还将探索构建公益性与商业性油气工作新机制,有效服务我国油气资源增储上产和能源高质量发展。 

     页岩油压裂现场

     
    “十三五”期间松辽盆地陆相页岩油气调查取得重要突...

    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