2018年1月12日，由中国地质调查局实施的“京津冀地热资源调查”科技攻坚战在天津东丽湖施工的第一口4000m地热科学钻探CGSD-01井，完成一开1469.5m的钻探工作，标志着地热钻探取得了阶段性成果。

该井从2017年11月20日开钻以来，完成一开井径Φ445mm的钻探深度1469.5m，钻探取心7个回次，累计取心长度35m；下套管前进行了三次通井，完成了一开7个测量项目的测井，井径测量数据表明：该井的井径规则、井斜小于3度，井身质量优良。井径测量后采用浮力法下入1465mΦ339.7mm套管，下套管的同时成功下入900m井壁测温光缆。

1月11日，深冬的东丽湖工地现场冰天雪地、寒风凛冽，零下12摄氏度的低温是天津入冬以来最寒冷的一天，为地热井钻探增添了难度。现场提前召开了一开固井协调会，布置了在低温条件下固井的应急预案，保证固井施工顺利进行。全体施工和技术人员冒着严寒开始了固井施工，两台固井车和五台水泥罐车迅速到位，固井施工机声隆隆、施工人员在各自岗位上安全有序地进行作业，3个小时后一开“穿鞋”固井施工顺利结束。次日下午完成了一开“带帽”固井施工。

截至1月12日一开固井结束，CGSD-01井施工取得了三项创新性成果:一是通过一开下套管，全面验证了国家“863”项目研制的4000m岩心钻机的能力和性能；二是通过多次取心试验，解决了0-1500m新近系砂岩泥岩复杂地层的钻探取心率低的问题；三是国内首次成功实现了一开下套管固井同时埋设永久测温光缆的范例。

CGSD-01井设计为三开井，设计井深4000m，目的层揭露蓟县系雾迷山组一、二段，是天津地区目前最大程度揭露雾迷山组地层构造的地热勘探井。

一开固井现场

一开取心（1050米深度取出的岩心）

2017-2019年，中国地质调查局勘探技术所东丽湖地热井团队组织实施了天津地区最深的2口地热井的钻探工作，完井深度超过4000米。图为2018年1月，时值严冬，团队在-9℃的气温下，将重达110吨的套管下入地热井。

四月的东丽湖，繁花锦簇，暖风徐徐，在这春意盎然的景象中我们迎来了第50个世界地球日。4月21日，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心（以下简称 “水环中心”）联合自然资源部中国地质调查局勘探技术研究所、天津地热勘查设计院和东丽湖能源科技有限公司等单位，按照局统一部署，开展主题为“珍惜地热资源，弘扬地热文化，共建绿色东丽湖”的科普宣传活动。

东丽湖地热资源丰富，热储类型齐全，地热资源开发利用历史悠久。目前已形成地热供暖、温泉洗浴、养生理疗、康乐旅游、矿泉水开发等多级地热开发利用模式。自2017年，自然资源部中国地质调查局在天津东丽湖地区部署深部地热调查工作。2018年，水环中心联合勘探技术研究所成功钻获温度100℃、单井涌水量高达每天3120立方米的高温热水，对蓟县系雾迷山组二段热储层的富水性和水温取得全新认识，证实了天津地区主力开采层下存在高产能新储层。

本次科普活动恰逢第四届东丽湖文化节，人山人海。活动通过地热知识展板、画册等宣传方式，科普了地热由来，全球地热分布，我国地热资源开发现状及基本格局，天津东丽湖独特的地热资源条件等，为群众揭开了地热神秘面纱。活动现场还布置了天津地热科学钻探井的深部热储岩芯、岩屑以及钻探工具等实物，生动展示了深部地热地质调查和地热开发利用过程。

本次活动科普了地热相关知识，深入宣传了东丽湖地热文化，传播了“珍爱美丽地球、守护自然资源”的理念，发起了 “珍惜地热资源，从我做起”的号召。

2020年6月8日是第十二个“世界海洋日”和第十三个“全国海洋宣传日”，为更好地宣传“为可持续海洋创新”和“保护红树林 保护海洋生态”的活动主题。6月9日，自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心来到天津外国语大学附属外国语学校开展地学知识走进课堂系列活动（第二场）。

活动采用现场互动问答、ppt展示与现场标本展示相结合的方式讲述，使活动现场更加生动有趣。活动中，天津地调中心姜兴钰高级工程师以天津著名的两大海岸带地质遗迹“牡蛎礁”和“贝壳堤”为主线，讲述了牡蛎礁的形成演化以及对海平面变化研究的作用，展示了古人用海以及“西汉海侵”有关史料。同时，伴随着“牡蛎礁”和“贝壳堤”两大地质遗迹被破坏，呼吁学生们一起保护海洋生态，珍惜地质遗迹。郑智慷工程师则以重金属污染为主题，讲述了重金属污染对于海洋生物的危害以及对人类的危害，旨在希望同学们能够减少污染，保护海洋环境。

学生们认真聆听科普讲座，对科普内容和现场带去的古牡蛎标本及先民用海的证据—“陶网坠”、“牛肩胛骨”等产生浓厚兴趣，科普结束后很多同学进行了提问，并仔细观看了标本，拍照留念。

本次活动不仅能够让学生们了解天津地区的两大海岸带地质遗迹以及天津地区先人用海的历史，更能激发学生们保护海洋生态环境的意识。

学生现场提问

现场展示牡蛎标本

编者按:“向地球深部进军”是新时期地质科技创新的重要战场。作为我国第一家探矿工程应用技术研究所，自然资源部中国地质调查局勘探技术研究所是目前我国从事探矿工程和岩土钻掘应用技术研究规模最大、综合实力最强的研究所。他们紧密围绕国家重大需求，集中力量攻关地球深部探测技术装备难题，交出了一份份令人满意的答卷。

值此辞旧迎新之际，让我们一起回顾勘探技术研究所近年来取得的优秀成果，了解深地探测技术装备发展之路。

复杂地层取心技术在多金属矿区应用取得突出效果

依托国家重点研发计划——战略性国际科技创新合作重点专项“多金属矿岩心钻探关键技术装备联合研发及示范”项目，勘探技术所开展了复杂地层取心钻具研制，针对松、散、软及严重破碎地层，研发了绳索强制取心钻具，通过泵量变化完成割心，操作简便，辅助时间短，配合隔液底喷钻头，可有效解决松散、破碎地层易出现的岩心脱落、冲蚀问题，保证岩心采取质量；同时，研制了低摩阻岩心管，对其内壁进行硬化及光滑处理，对于复杂地层易出现的岩心卡堵、回次进尺短等技术难题，起到了缓解作用，地表退心方便快捷。

该所研制的钻具在山东省平度市山旺-上马台多金属矿区开展了示范应用，有效保证了上述复杂地层岩心采取质量，平均岩心采取率达到98%以上。

5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范

2019年3月9日，D13地热探采井施工在保定市容城县大河镇南文营南收官，完成钻深2506.14m。此次施工采用了勘探技术研究所牵头实施的国家“十二五”863课题“4000m地质岩心钻探成套技术装备”成果——交流变频电驱动4000m钻机（XD-40型），在成功助力雄安新区地热资源调查的同时，为该所牵头“十三五”国家重点研发计划项目“5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范”的立项与研究打下了坚实技术基础。

一年多来，该项目在顶层设计方面形成10项主要共识，确定了5000m的钻孔结构、套管程序，对钻孔环空水力学、钻杆强度、钻孔稳定等进行了分析，制定了5000m钻机的主要技术参数、总体技术方案、整机布局及传动设计。技术人员通过设计数据采集传输系统、状态识别与监测系统、智能控制集成系统和垂钻系统，实现钻机的数字化、信息化、智能化，形成新方法8种，建立新平台/新装置8套，形成新软件系统3套；完成3种规格钻杆以及小口径高效系列钻具的图纸设计、模型仿真、材料选型；创新开展冲洗液护壁技术、凝胶与纳米水泥复合堵漏技术以及生物破胶等废弃冲洗液无害化处理技术研究，初步优选出高温环保冲洗液配方、凝胶配方、纳米复合水泥基浆液配方。

项目最终目标是形成一套以绳索取心工艺为主体，兼具自动化、智能化的5000m地质特深孔岩心钻探技术与装备体系，为我国深部资源能源勘探开发奠定坚实的先进高效地质勘探装备和技术基础。

天津东丽湖深部地热勘探创多项钻探纪录

2017以来，中国地质调查局在天津东丽湖地区部署了两眼采灌地热参数井CGSD-01井和CGSD-02井，井深均超过4000m，钻入主力开采层以下的“雾迷山组二段”深部热储空间，均发现了高产能新储层，地热钻探创天津地区地热井的多项钻探纪录。

CGSD-01井终孔深度4051.68m，终孔口径216mm，最大井斜6.87°，井底温度105℃；覆盖层以下定深取心140.78m，岩心采取率85.4%；在3715m深度的雾迷山组二段进行酸化增产和抽水试验，井口出水温度100℃，单井涌水量达3120立方米/天，开创了天津地区雾迷山组二段抽水试验的优质范例。该井创造了天津地区2018年地热井钻探的最深记录；创造了地热井雾迷山组获取岩心最多的记录；创造了在雾迷山组地层中钻探取心最长记录。CGSD-02井一期终孔深度3530.60m，二期加深至4103.48m，2019年刷新了CGSD-01井的深度记录。

天津东丽湖CGSD-01井抽水试验现场

两眼地热参数井的成功实施证实了天津地区主力开采层下存在高产能“第二空间”新储层，为后期建立华北地热科研创新基地和采灌对井试验研究奠定了基础。

创新平台建设结硕果

1.获批“河北省大口径岩土钻掘技术创新中心”，标志着勘探技术所岩土钻掘技术正式纳入省级建设序列。

2019年8月15日，河北省科学技术厅发布《关于2019年拟新建省级研发平台的公示》，勘探技术所与所属聚力公司联合共建的“河北省大口径岩土钻掘技术创新中心”通过论证并完成公示。

该中心是开展共性关键技术研发、技术集成、科技成果转移转化、技术服务、技术创新人才聚集培养、面向社会开放的技术创新平台，拟研究和解决的共性关键技术包括大口径无循环入岩技术、大口径无循环全套管施工技术、大口径无循环扩底技术，旨在构建河北省大口径岩土钻掘工程技术产学研平台，优化行业研究资源，改善大口径岩土钻掘工程技术研究条件，扩大与同行间的交流合作，提升河北省地质调查行业岩土钻掘工程技术整体水平。

2.“中国地质调查局深部地质钻探技术研究中心”通过周期评估。

11月24日，“中国地质调查局深部地质钻探技术研究中心”通过了中国地质调查局组织的评估。

该中心以深部资源能源勘查和科学研究需求为导向，重点开展钻探工艺器具、技术、设备等的系统研究，加快新技术、新方法、新工艺、新设备的应用与示范，促进我国地质钻探技术水平迅速提升。

2016年以来，发表论文73篇；获得国家知识产权局授权专利39项，其中，发明专利9项、实用新型专利30项；获得国土资源科学技术奖一等奖1项、二等奖3项。同时，举办学术交流会、钻探新技术培训班、学术论坛等10余次。

科学普及方面，《中国矿业报》以通栏专版形式介绍钻探技术与装备；通过多种形式大力宣传松科二井的丰硕成果，围绕科研项目撰写科普论文。松科二井成果参加了庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展、科技成就科普展，2019年全国大众创业万众创新活动周主题展示活动，第二届中国（黄石）地矿科普大会等。

3.牵头申报“中国地质调查局定向钻井技术创新中心”，已通过局党组会审议。

定向钻井技术是支撑海域天然气水合物、干热岩、深层地热、页岩油气、水溶性固体矿产等高效低成本绿色开发利用和川藏铁路等国家重大工程建设的核心关键技术。为贯彻落实党中央国务院关于提高能源资源安全保障、精心服务生态文明建设等重要指示精神，迫切需要攻克定向钻井技术与装备及其工程应用中的重大技术瓶颈问题，打破国外技术垄断，实现“产、学、研、用”一体化创新，精准对接国家重大需求。根据国家、部、局一系列文件要求，勘探技术研究所和广州海洋地质调查局联合提出“中国地质调查局定向钻井技术创新中心”建设方案。

4.参与申报“国家关键矿产绿色勘查开发技术创新中心”“地球深部热能国家工程研究中心”“天然气水合物勘查开发技术装备研发中心”等。

新型无隔水管泥浆闭路循环系统

海洋钻探是获取海底地层信息最直观的方法，也是海洋资源勘查最主要的手段之一。目前，海洋钻探泥浆循环方式常使用隔水管循环或不循环直接排海，前者钻探成本高，后者对海洋环保不利。

勘探技术研究所开展的“新型无隔水管泥浆闭路循环系统”海洋低成本环保钻探关键技术研究，其基本原理是下入单独的泥浆举升管线接入到水下井口，形成泥浆循环返回通道，利用海底举升泵和气举模块联合举升将泥浆从海底泵送到钻井平台，从而实现泥浆闭路循环。根据无隔水管泥浆闭路循环系统原理搭建了模拟试验台架，解决了诸多关键技术难题，如海底井口泥浆液位识别技术、泥浆循环自动监控系统、系统水下设备研发等，为我国海洋勘查及大洋钻探等提供了低成本环保钻探技术支撑。

松科二井大口径长钻程取心技术助力新疆玛页1井喜获工业油流

玛页1井是新疆油田股份公司在准噶尔盆地西部隆起乌夏断裂带的一口风险探井，目的是探索玛湖凹陷北斜坡带二叠系风城组页岩油和常规高孔火山岩油藏重大勘探领域的勘探潜力，开辟玛湖凹陷下二叠统碱湖碳酸盐岩页岩油新领域。该井由西部钻探克拉玛依钻井公司70114钻井队实施钻探任务，设计井深4950m，设计取心275m，设计取心工期125天。

为解决地层岩心易堵、易磨耗等钻探技术难题，提升钻进效率和取心质量，勘探技术所受委托开展了该井取心钻进的技术服务工作。最终，技术人员连续取心进尺445.58m，岩心采取率97.96%，用设计48.8%的时间完成了162%的取心工作量，获取目的（风城组）大量含油岩心，助力该井在二叠系风城组一段精准试油喜获工业油流。

此外，该井取心工作一举创造了Φ216mm口径单回次取心进尺的钻探世界新纪录、新疆地区连续取心最长纪录、新疆地区常规取心钻进时效最高纪录，展示了中国地质调查局系统大口径取心钻探的技术实力，开启了将科学钻探创新技术运用至我国能源勘探领域的大门，有望持续为我国油气勘探提供技术支持。

钻孔重返系统

大洋钻探是研究地壳构造及大洋底部矿产的重要手段。实施大洋钻探工程一般采用无隔水管开式钻井，这就需要在单次钻进起钻后能使钻头再次进入原钻孔的重返技术。由于钻探船会随风、浪、流等漂移，加之钻杆有几千米长，钻孔重返技术研究与装备研制是我国自主研发大洋钻探船、进行深海大洋钻探急需解决的关键技术难题。

勘探技术研究所根据中国地质调查局“深海”技术攻关的重点工作要求，在国内率先立项研究深海钻探钻孔重返系统，主要研究内容包括：钻孔重返位工艺适用性分析、钻柱偏移控制技术研究、钻孔重返位技术方案研究、钻孔重返位作业规程研究等，最终将完成8000米水深级钻孔重返位驱动装置工程样机试制。

标准制修订

依托自然资源标准化主管部门的支持和指导，勘探技术所钻探技术标准研究和升级工作全面开花。尤其是2010年后，制修订了一批重要技术标准，形成了稳定的标准制修订专业团队，使钻探工程标准体系逐步成熟并完善。

截至目前，该所已经累计制修订并颁布钻探技术标准5项，其中，《地质岩心钻探钻具》（GB/T16950-2014）等国家标准1项（钻探行业唯一颁布的国家标准），《地质岩心钻探规程》（DZ/T 0227-2010）、《定向钻探技术规程》（DZ/T 0054-2014）等行业标准4项；通过地质勘查分技术委员会审查并取得标准计划批号的标准6项，其中，《钻探工程术语》国家标准1项、《气举反循环钻探规程》等行业标准5项。D26

（本文资料由勘探技术研究所提供）