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        7月12日,勘探技术所第八党支部23人一行,怀着无限崇敬和向往的心情,来到了革命圣地西柏坡,接受革命传统教育。
        走进西柏坡,大家的心一下就激动起来了。那一间间简陋的土屋,一件件珍贵的实物,一幅幅感人的照片,生动展示了“新中国从这里走来”的历史画卷。党中央、毛主席在西柏坡的时间不长,刘少奇、朱德率领中共中央工作委员会在这里前后不到两年,毛泽东转战于此也只有短暂的10个月,却演绎了值得世人敬仰的、永远铭记在心的、使中国的命运从此改变的历史“大剧”:党中央、毛主席在这里召开了历时两个月的全国土地会议,制定了《中国土地法大纲》,宣告彻底废除封建半封建土地剥削制度,实现中国人民梦寐以求耕者有其田的梦想,组织指挥了震惊中外的辽沈、淮海、平津三大战役,召开了具有伟大历史意义的中共七届二中全会,设计了建立新中国的蓝图。
        走进西柏坡,感受到了以毛泽东为首的老一辈无产阶级革命家,为党、为国、为民、为全人类英勇奋斗的坚强决心和豪迈的气度。在这里,他们运筹帷幄,指点江山,指挥全国人民打败蒋介石八百万军队,三大战役的宏大场面真实地得以再现。
        老党员们仔细地听讲解,认真地思考,一直在议论,党中央、毛主席在这么简陋、偏僻的小山村,是什么力量使得他们有这样的气魄,靠什么打败了国民党,建立了新中国,取得了中国革命的胜利?得出的结论是:有伟大的中国共产党;有坚定地理想信念;有一群不怕牺牲的无产阶级革命者;有广大人民群众做后盾;有严明的纪律;有一支人民的军队坚持武装斗争。
        党的七届二中全会提出的“两个务必”、“六条决定”深深的印入大家的脑海里。一个政党有这样严明的纪律、有这样的严要求、有这样的自身建设,一定能经得起任何考验,一定能无往不胜,一定能战胜任何顽敌!这些宝贵的精神财富,无论是过去、现在还是未来,都永远是指导中国共产党带领中国人民克服任何困难,不断夺取新胜利的保证。
        西柏坡精神,内容丰富,博大精深,是我们党宝贵的精神财富,更是我们中国人民宝贵的、独特的精神财富。我们要继承发扬西柏坡精神,牢记党的宗旨,坚定不移地跟党走!

     

     

     

     

     

     

    勘探技术所第八党支部组织党员到西柏坡参观学习

    稀土是日本可再生能源等尖端领域不可缺少的元素。日本是世界第三大的稀土消费国,其稀土进口量的82%来自中国,占中国出口总量40%,用日本的话说是“一直以来高度依赖于中国的廉价稀土”。从2000年开始一直在探讨确保稀土稳定供应的对策。特别是2010年中国加强限制出口措施以来,日本政商各界对其稀土资源供应以及高科技发展的可持续性产生了极大的担忧。为此,日本政府高度重视稀土资源的全球战略,采取联合欧美利用WTO向中国施压,建立稀土储备,积极拓展资源外交,寻求中国以外的稀土进口来源以及合作勘探与开发稀土项目,鼓励再生回收、减少使用量,开展替代材料研发,积极开展海洋稀土资源的勘查开发,等等措施加以应对。

    一、背景

    近年来,日本利用其海洋资源勘查开发技术的优势,加强了对海洋稀土资源勘查开发研究和相关模拟实验,旨在为日本提供稳定的稀土供应源,保持日本制造业的国际竞争力,以及开发新用途和新产业领域等方面的优势。

    2012年,分布于水深5000~6000m的海底,稀土含量达到数千ppm以上的海底沉积物,被认为有望成为新型资源的含稀土沉积物,已被确认在日本南鸟礁周边的海底存在。

    在此背景下,在2013年4月日本内阁会议修订的《海洋基本计划》中,明确提出要加强“对含稀土的海底沉积物进行基础科学调查和研究,探讨其作为未来稀土资源的潜力”。据此,经济产业省于2013年12月制定的《海洋能源矿产资源开发计划》中决定,“为探讨未来的稀土资源潜力,利用3年左右的时间对海底稀土沉积物的赋存状况进行调查,确定有前景的稀土富集海域,探明远景资源量,同时,对具高粘度等特性的稀土沉积物的采泥技术和从深海底的扬泥技术,开展以开发和开采为目标的广泛的技术领域的调查和研究”。

    日本石油天然气金属矿物资源机构(JOGMEC)牵头,历时3年于 2015年末完成了上述工作任务,并提交《稀土沉积物的资源潜力评价报告》(以下简称《报告》)。《报告》主要成果如下。

    二、南鸟礁周边海域高品位稀土沉积物资源评价

    利用活塞取样器,JOGMEC在日本南鸟礁周边43km2海域内采集了70个样品。分析表明,在南鸟礁拓洋第5海山的东部海域,发现了海洋稀土沉积物的高品位分布区(图1),该区共取了13个样品,采样点间距12.5km,稀土品位(50cm区间的平均品位)最高5366ppm,平均品位1221ppm。稀土沉积物中重稀土类的含量较高,为45.8%,尤其钇含量特别高,占重稀土总含量的65.2%。稀土资源评价结果:以湿态、平均品位2652ppm计,现阶段估算的稀土氧化物远景资源量约为77万吨。

       

       图1 南鸟礁周边海域的样品采集地点和稀土高品位度分布区

    三、采泥、扬泥及冶炼实验

    该项目使用模拟泥进行采泥试验,据此选定最理想的采泥刀头,通过陆上气动升降(Airlift)试验确认实施扬泥作业的可能性,取得了与采泥、扬泥相关的基础性技术数据与应用前景的评估。

    在选矿技术研究中,进行了包括选择性回收稀土精矿的海底选矿研究,实施了粒度分选和浮选法等方面的基础实验。实验结果证实,稀土元素富集在粗粒(20μm以上)磷灰石中,浮选分离效果显著。

    在冶炼方法研究中,确认了碳酸钠是从选矿后提取液中回收稀土的最佳沉淀剂。同时还发现,通过使用能够选择性吸附重稀土的吸附剂,可以高效回收稀土元素。

    设置海底停锚系和沉降粒子捕集器的同时,对海底沉积物样品进行了生物含量分析。根据分析结果,确定该区域在现阶段并不属于异常海域。

    四、开采系统的研究和经济性评价

    根据基础性开采技术研究结果,提出了扬泥量为3500吨/日的开采系统及其作业流程方案,同时对该开采系统提进行了成本估算。为了确保经济可行性,选择高品位海域进行采泥和扬泥,并以提高品位为目标进行了相应的技术研发,得出的结论是:如果稀土价格能以过去的最高价保持20年的话,开采具有经济效益(图2)。

       

    图2 稀土沉积物开采系统流程

    五、JOGMEC对下一步工作的建议 

    1.为了搞清楚未来开发可行性,在资源量评价方面,有必要在高品位地区进一步缩小取样间距,以便更加准确地把握稀土资源量。并且,为了查明稀土沉积物富集层和发现新的富集区,JOGMEC期待通过SIP(战略创新创造计划)和民间的共同努力,在成因分析等科学技术领域取得新的成果。

    2.通过3年技术方面的调查与研究,特别是通过扬泥试验,尽管取得了技术上的前景,但是,为了在水深超过5000m以上的实际海域中应用,还应该研究大规模扬泥试验和最佳模拟方法的构建问题,进一步厘清其技术前景。

    3.JOGMEC认为,切合实际的做法是:当这些研究成果和国内外技术开发的动向已被掌控、且富集区的确定、稀土价格的上涨以及开采成本的降低等前景明了的时候,再开展资源量和经济效益评价,并着手进一步研究商业性开采系统和法律制度及环境影响评价。

    六、结论与认识

    稀土消费量巨大的日本,其稀土需求高度依赖于中国的廉价稀土,这是他们最大的忧虑,也是一个经济巨人和资源侏儒的悲哀。

    近年来,日本加强了海洋稀土研究,如能在海里解决稀土的资源问题,对日本摆脱对中国的资源依赖无疑是意义深远的。但深海稀土的开采成本很高,技术难度甚大,经济上是否可行,目前还有相当多的难题。根据JOGMEC的此项研究成果,如果利用现行技术开采南鸟礁的稀土矿床,在高品位区、采矿、杨矿、冶炼、价格等诸多假设条件均成立的条件下,商界仍处于利润边界附近,几近无利可图,市场价格稍有波动,开采企业就可能面临灭顶之灾。《报告》虽然进一步肯定了海洋稀土发现的价值,肯定了深海稀土的商业意义,但是字里行间还是透露出来重重的忧虑。因此,日本对发现深海稀土所进行的宣传,实际上带有一定的资源政治的色彩。

    1.从资源评价看,目前的富集带取样间距约为12.5~25km,由于海底表面的起伏性较大,需要进一步确认含矿层横向的连续性和品位分布情况,以便计算出更加准确的资源量。因此其评估的77万吨稀土远景资源量尚有许多疑问;

    2.从采泥和扬泥实验看,进行的是陆上空气升降系统模拟实验,与稀土泥高粘度性、5000~6000m深海底情况尚有巨大的差距,且实验的规模也小,与实际复杂的海底情况差距巨大,尚存在许多不确定性;

    3.陆上冶炼分离系统,只是提出了一个建设性的方案,尚未进行研究及开发;

    4.从经济性评估看,海洋稀土的开发,需要有高品位海域稀土矿区的保障前提条件下,且稀土价格在历史最高2011年水平保持20年才能有经济效益。稀土价格自2011年开始一直呈下跌趋势,未来还面临陆上稀土新资源的发现、替代品等因素影响,要保持20年的2011年稀土最高价的可能性尚是疑问;

    5.从现在的储量调查和技术调查的程度、经济性、采泥、扬泥以及冶炼分离技术等综合考虑,我们认为现阶段把稀土作为资源,对其综合潜力的评价下结论是不合适的。日本深海稀土开发,路尚遥远!中国稀土资源仍在世界稀土资源和市场上占绝对主导地位。

    详细内容,见中国地质调查局地学文献中心内部刊物《海洋地质信息》“周边国家海洋地质调查及资源开发专刊”中关于“日本对南鸟礁周边海域稀土沉积物的资源潜力评价”。

     

    《日本稀土沉积物的资源潜力评价报告》简介

    2017年10月24日,党的十九大胜利闭幕之际,按照国土资源部对地质调查提出的“五个服务”要求,切实加强产学研结合,湖南省核工业地质局和中国地质调查局矿产资源研究所于湘北平江县联合举办了“湖南省幕阜山地区找矿工作研讨会”。裴荣富院士和李建康研究员指导的博士后,在此次研讨会上完成了出站答辩报告。

    湖南省平江县是李鹏博士后报告《幕阜山地区岩浆活动及稀有金属成矿规律》的主要研究区——仁里特大型钽铌矿床所在地。该矿床是我国近年来新发现的特大型、高品位花岗伟晶岩型稀有金属矿床。仁里矿床勘查实施单位湖南省核工业地质局及其下属地勘单位、湖南省国土资源厅的多位专家和技术人员参加了博士后答辩评审会,并与评委会专家一起对博士后报告进行了评议。经过现场答辩和仁里矿区的野外实地考察,李鹏博士后报告得出的“‘北钽铌、南锂’、成矿岩体深部隐伏、矿区外围和深部存在较大找矿潜力”等方面的创新认识,得到了陈毓川院士、王宗起研究员、王登红研究员等参会专家和勘查单位技术人员的认可,认为其研究成果能够及时指导矿区的找矿勘查工作,切实贯彻了“科研服务于生产,地调服务于社会”的百年地质调查精神。

    地调局资源所、湖南省国土资源厅、湖南省核工业地质局相关领导对“科研服务于生产”的博士后答辩会给予充分肯定,并希望资源所和湖南省核工业地质局以仁里矿床的找矿突破为契机,在幕阜山地区的科研和找矿工作中充分合作,共同完成项目申请、实施和人才培养。

     

    幕阜山地区找矿工作研讨会暨博士后答辩会会场 

     

    陈毓川院士和裴荣富院士一起观看仁里钽铌矿床岩心 

     

    仁里矿床野外考察 

     

    裴荣富院士在仁里矿床5号脉露头与湖南核工业地质局领导和技术人员交流 

    产学研结合 博士后野外完成出站答辩

     

    安页1井现场

     

     

    团队在进行安页1井现场钻井岩心元素扫描

     

     

    团队在安场向斜进行野外露头观察

     

    近日,一则消息令人振奋:贵州省遵义市正安县安页1井一举获得四个地质层系的天然气历史性、里程碑式的重大突破,其中一个层系经气量测试,每日稳产超10万立方米,属高产天然气井,开辟了南方复杂地质构造区和贵州省油气勘查的新篇章,具有里程碑式的历史意义。这是中国地质调查局以实际行动贯彻落实习近平总书记提出的能源革命战略的重大突破成果,也是践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观的生动实践。

    丰硕成果的背后,必然有一支能打硬仗的团队,这便是中国地质调查局油气调查中心页岩气资源调查评价团队(以下简称“页岩气团队”)。

     

    责任:铁肩勇担国家使命

     

    我国地质构造复杂,页岩气成藏条件也极为复杂,相比之下,美国页岩气因富藏条件好及易开采,被称为“天生丽质”,我国页岩气地质勘探难度远大于美国。而且,我国的页岩气勘探开发工作起步也远晚于美国,加之国外的技术封锁,我国根本不可能照搬美国的勘探模式,只能自己探索创新,所以这注定将是一条布满荆棘的道路。

    中国地质调查局深感责任重大、任务艰巨,关键时刻毅然承担起了基础地调的国家使命,坚定地践行新时期地质工作者核心价值观,认真贯彻落实党中央、国务院关于加强常规油气和非常规油气资源调查的要求,全力提高国内油气保障能力和优化能源结构需求,以实际行动诠释着“责任是根本”的深刻内涵。中国地质调查局紧密围绕国土资源中心工作,服务能源资源安全保障,以实现油气重大发现和突破为核心,瞄准了石油公司久攻未克的南方复杂构造区,着手实施页岩气基础地质调查和油气资源战略选区调查。其中,南方页岩气基础地质调查和战略选区调查项目由中国地质调查局油气调查中心负责实施。

    南方常规油气资源蕴藏丰富,发育多套组合、多种气藏类型,但多年来油气调查工作仅在四川盆地的个别层系取得突破,盆地外围仅获得低产气流或页岩气显示。2009年至2011年期间,美国壳牌、雪弗龙以及中石油、中石化等国内外企业在扬子地区部署了12口井,效果均不理想,于是总结提出有利沉积相带和正向构造的“二元富集理论”,认为四川盆地之外复杂构造区不利于页岩气的富集成藏。中石油、中石化都是我国油气巨头公司,领跑我国页岩气商业开发。两家公司得出的一致结论,无疑给四川盆地之外复杂构造区寻找富藏页岩气判了“死刑”。

    想在判“死刑”的区域找到富藏页岩气谈何容易?页岩气团队以问题为导向,提出“四川盆地外是否具有资源潜力”、“残留向斜是否具备成藏条件”等这些关乎我国页岩气资源勘探开发前景的关键问题。团队围绕沉积和构造两大主控因素,以重庆涪陵、长宁和昭通页岩气田为基点,结合四川盆地周缘复杂构造区的地质特点,提出了川东南-黔北等页岩气调查有利区,并进行了精心部署和科学论证。在四川盆地外复杂构造区,针对龙马溪组页岩,页岩气团队开展了精细的沉积岩相、古生物、有机地化和地质构造调查,从富硅富有机质泥页岩厚度、有机质丰度、热演化程度、埋深、构造稳定性等关键参数入手,对页岩气成藏条件进行了综合对比,提出了注重沉积与构造保存的选区评价思路,评价出武隆、道真、安场、桑柘坪、濯河坝、龚滩等一批残留型向斜有利目标区。其中,安场向斜构造抬升相对较晚,后期构造活动较弱,有利于油气保存。按照开拓新区、扩大勘查范围的指导思想,结合矿权空白区和黔北页岩气勘查综合示范区情况,页岩气团队认为,优选安场向斜有利区实施战略选区调查,这为日后油气勘查取得突破性重大成果奠定了基础。

    在中国地质调查局组织实施南方页岩气基础地质调查和安页1井部署过程中,页岩气团队通过对南方复杂构造区页岩气成藏条件的系统研究,总结出“深水陆棚相是页岩气形成的物质基础、稳定的构造是页岩气保存的关键因素、地层超压是页岩气富集高产的必要条件”三位一体的页岩气成藏富集理论,其中“构造保存与地层超压”是中国特色的页岩气成藏的关键要素,完全不同于北美的“沉积主控”页岩气成藏理论,针对我国页岩气找矿工作指导性更强;还提出“逆断层封堵向斜成藏、常规与非常规同生共存”的复杂地质构造区油气成藏理论,突破了在盆地、在正向构造找油气的传统认识,对我国南方页岩气及油气的综合勘查开发具有重要的借鉴和指导意义。

     

    合作:为共同的目标而奋斗 

     

    合作是新时期地质工作者核心价值观的重要内容,也是衡量团队凝聚力的一个重要指标。一团和气不能称之为合作良好,为了一项项技术、一个个方案,页岩气团队成员们会进行充分地交流沟通,甚至是激烈地争论,只为汇众智、聚合力,选择更佳的技术、方案,早日实现油气勘探的突破性进展。这才是合作的真正内涵,只为一个共同的目标。

    路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。团队带头人翟刚毅深入研究自雪峰山古陆向西至四川盆地的构造变化特点,结合系统的页岩气地质调查,创新性地提出了五种页岩气控藏模式,即“简单背斜控藏型、逆断背斜控藏型、残留向斜控藏型、逆断向斜控藏型、基底隆起控藏型”,还创新性地提出了具有自封闭条件的向斜应该具备成藏条件,丰富了页岩气成藏富集理论。在部署论证安页1井井位时,为了解决地震解释的意见分歧,他亲自带队赴川庆物探公司,经过多次交流、讨论、论证,严把每个环节关口,精益求精,最终落实了真实构造情况,为安页1井最终钻井井位的确定提供了真实可靠的资料。在很多人不看好地震预测地层压力的情况下,翟刚毅大胆尝试,果断决策,将安页1井部署在NW007地震线西侧压力高异常区,为该井获得高压高产天然气奠定了基础。在他主导下,一些新技术、新方法相继应用于安页1井的井位论证,而且均取得了突破性进展。

    团队另一位带头人包书景,虽已人到中年,但在钻遇高产天然气流关键时期,仍像小伙子一样奋战在一线,起早贪黑,抬岩心、磨薄片、细观察、勤分析,尤其在制订石牛栏组压裂试气方案时,在现场亲自磨制薄片,进行鉴定,带队踏勘野外剖面。这一切,都是为了更好地了解地层岩矿特征和储层类型,有针对性地选择科学的施工工艺。

    为确保油气及时发现,泥浆比重和录井数据的准确性至关重要,这也是总工程师庞飞始终放心不下的关键问题。为此,他像钉子一样牢牢坚守在一线,钻井平台、泥浆罐、录井房、实验室……处处可见他忙碌的身影。他还常常半夜跑到录井房查看录井曲线,用蒸馏水矫正测量仪器数据,亲自从泥浆罐取样测量比重,一丝不苟,即使在南方腊月的冰雨天气,依然如此。

    页岩气团队的强大,不仅表现在带头人的以身作则上,更因为他们有一个强大的党支部。

    今年7月1日,中国共产党刚刚迎来95岁生日,今年也恰是中国地质调查工作的百年华诞。安页1井野外临时党支部在今年被批准成立,也就显得更有意义了。临时党支部完全按照中国地质调查局党支部标准化要求建设,党员活动室窗明几净,墙上整齐地贴着各项党的规章制度,虽然是野外临时党支部,但支部建制依然是非常规范,井然有序。

    在党员活动室采访时,记者看到党员徐秋枫正和两个师弟探讨问题。记者一打听才知道,因为中国地质调查局有很多留学归国人才,很多人出国前在学校就是预备党员,但出国后因联系不到党组织,一直没有进入转正程序,虽然已经过去几年,但回国到中国地质调查局工作后还是预备党员。因情况特殊,所以已有几年党龄的徐秋枫正在给两个师弟讲解这种情况的预备党员如何转正。

    党支部还充分发挥传帮带作用,并有一个显著特征——老同志带新同志,老党员帮新党员,职位越高的干部,越是冲在最前沿。一位普通员工说:“我们还有休息日,但领导几乎没有休息日,五天工作日是在项目现场解决问题,周末两天休息日则多是参加学术研讨会,是‘5+2’的工作模式,而且每天夜深人静时还要查资料研究,因此多是深夜一两点之后才能休息。”

    对于这样一个团队,经常和团队打交道的合作方——贵州黔南页岩气开发责任公司董事长张福由衷地赞叹道:“这是一个很好的团队,有技术,有方向,而且能很好地把握政策。”

    只要有方向,就有了合作共同追寻的目标。虽然页岩气团队成员分工不同,有思想碰撞,但始终密切配合,团结合作,只因每个人心中都固守着新时期地质工作者核心价值观。

     

    奉献:舍小我取大义

     

    探索创新是彰显个性,但页岩气团队同样也继承了老一辈地质工作者的“三光荣”传统,以忘我的奉献精神,舍小家为大家,深刻诠释了新时期地质工作者核心价值观。

    由于常年在外做地调,翟刚毅患有髋关节滑膜炎,但他仍坚持亲自率队赴贵州、湖南、湖北、广西、云南等地开展野外调研与勘查。在一次野外调查工作中,需要爬到山顶才能看到露头,大家知道他有腿疾,都劝他不要爬上去,他却急了,坚定地说:“若不亲眼看到地质现象,不亲自鉴定地质特征,怎么能认识还原真实的地质面貌呢?地质人就没有怕苦怕累这一说。”他仍像往常一样出色地完成了勘查任务,腿疾算什么,在他眼里勘探才是最大的事,这就是一个真正地质人的本色。每次在野外工作中,翟刚毅还总是将自己多年来累积的丰富的地调知识手把手地传授给年轻人,在他的指导和帮助下,团队里年轻人的工作能力不断提高。

    包书景性格活跃,有个独生女儿,但因为工作繁忙,鲜有时间陪伴女儿。2015年,女儿硕士毕业的日子,他没有忘记,更没有忘记之前对女儿的承诺——到法国巴黎出席她神圣的毕业典礼。但在当时,安页1井井位论证、井位设计也进入了关键阶段,资料收集整理、地震数据处理解释、油气成藏条件分析、页岩气形成富集机理研究、样品分析检测、野外井位踏勘,等等,各项工作千头万绪。在这关键时刻是坚守工作岗位,还是暂时请假兑现对女儿的承诺?包书景心中不免犹豫纠结。最终,他还是选择了坚守安页1井的岗位。虽然他没有见证到女儿毕业典礼这一重要的人生时刻,但却见证了安页1井油气放喷的盛况。

    庞飞因为常年驻扎在项目现场,难以照顾家庭,这也是他对家庭最愧疚之处。他还清楚地记得,开钻之时,孩子还不到1岁,在此后近1年时间里他只能借回京讨论方案的空隙回家看下孩子,每一次都是来去匆匆。他很想念孩子,但始终不能陪伴在孩子身旁。每当离家孩子拽着他哭着喊“爸爸不走”时,每当在视频里看到孩子因发烧“哇哇”哭叫而自己却无能为力时,堂堂五尺男儿再也抑制不住内心的情绪,转身的瞬间早已是泪流满面。

    他们只是页岩气团队中的几个代表,更是众多中国地调人的一个缩影,中国地质调查局系统还有千千万万像他们一样的职工。他们拼搏进取,无私奉献,以自己的实际行动,舍小我取大义,自觉践行新时期地质工作者核心价值观。

     

    创新:机制改革激发团队活力

     

    创新是地质调查事业的核心,贯穿于工作的各个环节,也是新时期地质工作者核心价值观的精髓。人才是所有科技创新的动力源泉,中国地质调查局人才机制的改革创新则更充分调动起不同类型、不同领域、不同层面各类人才的创造性,形成万众创新的良好氛围。

    中国地质调查局坚持正确的用人导向,深化人才发展体制机制改革,特别是2015年9月,出台了《关于加强地质科技人才队伍建设的指导意见(试行)》(以下简称《指导意见》),对地质科技人才队伍建设作出重大战略部署,绩效工资分配向取得突出成果业绩的卓越、杰出、优秀地质人才倾斜,打破了人才称号的终身制,消除了“官本位”思想意识对科技人员发展晋级的干扰……自此,中国地质调查局地质人才队伍建设翻开新的篇章。

    中国地质调查局以“五不唯”的用人标准,不拘一格降人才,以具局特色的“五问”原则,把人才评价与成果评价紧密结合,把人才工作贯穿于地质调查事业的各领域和全过程,人才队伍建设与地质调查和科学研究同步规划、同步实施、同步考核,激活新时期地质工作者的创新能力。

    在中国地质调查局的指导支持下,页岩气团队通过3年的努力建设,初步建成了一支专业齐全、结构合理、创新进取、敢于担当的团队。团队成员涵盖了油气地质、地球物理、石油工程、测试分析等专业,由页岩气资源调查评价、储层评价与甜点预测、实验测试三部分专业人员组成。团队现有39人,其中,教授级高级工程师8人,高级工程师4人,博士16人,硕士23人。

    2013~2016年,页岩气团队共承担项目16个,发表科技论文20余篇,获得实用新型专利5项,举办学术会议报告60余次。期间,团队于2014年获得中国地质学会和中国科学技术协会授予的“页岩气科学传播专家团队”称号,1人被授予“全国页岩气科学首席传播专家”,1人入选国土资源部科技领军人才开发和培养计划,3人入选国土资源部科技杰出青年领军人才开发和培养计划。同时,还培养了一大批高素质的油气、页岩气地质调查和资源评价的技术骨干,为今后“四新”领域油气及页岩气发现和突破奠定了人才基础。

    目前,页岩气团队已成功申报《大型盆地与煤层气》国家重大专项“页岩气资源评价与勘查技术攻关项目”,集中地调局系统页岩气调查力量,将继续攀登页岩气资源调查和理论研究科学高峰。

    页岩气团队通过多种方式长期历练,已经锤炼成为一支尖兵铁旅,担当有为,不辱使命。7月28日,以安页1井重大突破为主题,中国地质调查局举办了今年第四次“中国地质大讲堂”,页岩气团队的翟刚毅、包书景、庞飞和任收麦四位同志分别作了主题报告。局有关领导对该团队取得的突破性重大成果表示了由衷地祝贺,并致以崇高的敬意。局领导感慨,听完安页1井的情况汇报后收获很大,既进一步了解了安页1井取得的重大成果情况,又加深认识了该项成果的重大价值,同时总结学习了其成功经验,对于进一步推进页岩气油气资源调查评价具有重要指导意义。

    中国地质调查局高度重视团队建设和人才培养,通过加大油气资源调查力度,初步形成了以局油气资源调查中心为核心层,大区地调中心和直属科研院所为紧密层,以石油公司、大专院校为协作层的油气调查队伍体系,初步形成了以局油气调查中心安页1井页岩气团队为代表的一批油气调查团队,培养了一批卓越、杰出和优秀地质人才,为全面开展油气调查工作、在“四新”领域获得更多、更大的成果奠定了人才基础。

    中国地质调查局油气调查队伍从无到有,圆满完成了成立之初“一年有模样,两年成规模,三年上水平”的目标,有力推动了我国油气调查事业的跨越式发展,翻开了油气调查队伍建设的新篇章,也是“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观的集中体现。面对新形势、新任务和新要求,中国地质调查局以新时期地质工作者核心价值观为内生动力,创造了一个又一个的奇迹,正朝着建设世界一流地调局的目标大步迈进。

    新时期地质工作者核心价值观凝聚发展新动力

    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

    近,日在北京隆重召开的“2015年中国学术期刊未来论坛”上,中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有限公司、清华大学图书馆和中国学术文献国际评价研究中心发布了“2015中国最具国际影响力学术期刊”和“2015中国国际影响力优秀学术期刊”。由中国地质调查局主办的《中国地质》和《地质通报》双双被评为“2015中国最具国际影响力学术期刊”,进入自然科学与工程技术类期刊TOP5%(175种)行列。

    “中国最具国际影响力学术期刊”是由《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社有限公司、清华大学图书馆和中国学术文献国际评价研究中心对我国6306种中外文学术期刊进行评价、统计得出的。根据“期刊国际影响力指数CI”的高低,遴选出“中国最具国际影响力学术期刊(自然科学与工程技术)”175种(TOP5%),“中国国际影响力优秀学术期刊(自然科学与工程技术)”175种(TOP5%~TOP10%)。

    研究结果表明,“中国最具国际影响力学术期刊”(TOP5%)和“中国国际影响力优秀学术期刊”(TOP5%-TOP10%)入选期刊的综合评价指标、影响力已经可与SCI、SSCI国际期刊相比肩,是国内名副其实的顶级学术期刊。该奖项的获得是对《中国地质》、《地质通报》两刊内容质量和影响力的进一步肯定,我们将再接再厉,更上一层楼!

    《中国地质》《地质通报》双双入选2015中国最具国际...

    作为庆祝中华人民共和国成立70周年的献礼,《阶梯式发展论》首发式暨高层论坛10月20日在京举行。

    全国政协原秘书长、原地质矿产部部长、阶梯式发展论提出者和倡导者朱训在出席会议时表示,阶梯式发展论理论体系的形成,经历了一个漫长的过程。从1991年提出至今已有28年。《阶梯式发展论》这本专著的形成,与众多志同道合的院士、专家的支持分不开。他希望,通过这次论坛能进一步促进阶梯式发展理论的丰富与完善,并在社会实践中获得更广泛的应用。

    研讨会上,部分专家、学者就《阶梯式发展论》进行交流讨论。专家们一致认为,《阶梯式发展论》具有深厚的理论和实践根基,并对现实具有极强的指导意义。

    《阶梯式发展论》具有深厚的理论基础

    唯物辩证法认为,量变和质变是事物发展变化的两种基本状态。任何事物的发展都是量变和质变的统一。

    阶梯式发展是指客观事物随时间由一个台阶跃进到另一个台阶的发展,是客观物质世界运动的重要形式,也是人类主观认识运动的重要形式,是在自然界、人类社会和人们日常生活中常见的一种现象。“阶梯式发展”这一提法,形象地表达了事物发展的实质,即发展不是简单的量的增减,不是重复,而是渐进过程的“中断”,是量变基础上质的“飞跃”,是新事物的产生和旧事物的消亡,是不断向新的阶梯的攀登。

    中国地质大学(北京)党委书记马俊杰表示,长期以来,朱训同志运用马克思主义辩证唯物主义和历史唯物主义的立场、观点和方法,从哲学高度,对新中国成立以来的地质找矿实践经验教训进行了系统回顾总结,科学地将马克思主义哲学和矿产勘查结合起来,创建了找矿哲学及矿产勘查哲学这一新兴学科,并出版了多部论著,得到了党和国家领导人的充分肯定,得到了社科界、科技界、地学界的广泛赞誉。《阶梯式发展论》是对唯物辩证法量变质变规律在认识上的深化,形象地表达了事物发展的实质。

    中国地质调查局党组副书记、副局长王研认为,《阶梯式发展论》是对地学哲学思想的重要总结和创新,是“地学哲学文库”的最新著作,是广大地学工作者翘首以盼的重要理论专著,是在长期矿产勘查实践的基础上运用马克思主义哲学基本原理总结矿产勘查实践经验提出来的,是地学哲学的重要组成部分,是在实践基础上对马克思主义发展观的创新,并在地质找矿中得到了生动实践和验证,充分显示了主观认识和客观实际的一致性,具有强大的生命力,从方法论的角度提供了认识世界和改造世界的一种新的工具和科学思维方法。

    中央党校原副校长杨春贵表示,《阶梯式发展论》有着深厚的实践基础和理论根据,而并不是单纯的理论演绎,是以丰富的实践为基础研究出来的,是运用马克思主义哲学总结实践经验而得出的结论,是唯物辩证法的丰富和发展。

    原国土资源部党组成员、中国地质调查局原局长、全国地学哲学第九届主任孟宪来认为,阶梯式发展理论是朱训同志自觉把马克思主义基本原理与其学习工作有机结合,在创立地学哲学这一新型学科并带领广大地学哲学研究工作者不懈探索创新、不断总结提升的基础上创立的科学理论。他认为,发展是永恒的。客观上,自然界与人类社会是不断发展的。主观上,人的思维和认识也是不断发展的。《阶梯式发展论》对此给出实践验证。发展需要过程。人的成长经历婴幼儿、少年、青年、壮年到老年。经济社会发展经历原始社会、奴隶社会、封建社会、资本主义社会到社会主义社会、共产主义社会,这些都是阶梯式发展的具体体现。《阶梯式发展论》不仅接受发展的过程论,而且提出了发展的阶梯论,这与马克思主义经典著作中的“螺旋式上升”和“波浪式前进”相比,既有共同之处,也有不同之处。发展有其规律性,其本质是从量变到质变。一切实践活动都要有步骤、分阶段进行,不要超越历史阶段,不要勉强去做那些在现阶段经过努力也做不到的事情。而《阶梯式发展论》恰好提供了很重要的世界观和方法论。

    《阶梯式发展论》具有厚重的历史积淀

    论坛上,第十届地学哲学委员会副主任兼代理秘书长、中国科普研究所副所长、研究员王玉平详细介绍了阶梯式发展论的形成过程。

    朱训同志1957年7月从苏联留学回国后,在赣东北地质队开始了铜多金属矿等的地质勘查工作。从20世纪50年代初开始,全国掀起了学习《实践论》、《矛盾论》的浪潮,他成为那个时代地质工作者积极“学哲学、用哲学”队伍中的一员。在此后几十年的地质工作生涯中,他潜心地质矿产勘查实践中的哲学问题研究,运用马克思主义哲学总结矿产勘查工作的实践经验,编写出版了矿产勘查哲学研究的系列论著。1960年,朱训同志首次运用辩证唯物主义的基本观点,总结了江西乐平花亭锰矿的找矿实践,发表了《江西乐平花亭锰矿的发现是就矿找矿的成功实践》。1965年,在总结运用毛泽东哲学思想的基础上成功发现了江西永平大型铜矿床的经验,撰写了以《江西永平大型铜矿的发现是毛泽东哲学思想的胜利》为题的文章。1966年3月,针对地质找矿工作过程中如何科学地划分阶段问题,朱训同志撰写了《关于地质工作程序若干问题的辩证分析》一文。

    1978年4月7日,朱训同志在《江西日报》上发表了《按客观规律办事就能前进》一文,用毛泽东实事求是的观点总结了江西地质找矿的成功经验。1978年5月,在《德兴铜矿会战的胜利是毛泽东思想的胜利》一文中,他再次运用毛泽东哲学思想总结了德兴铜矿会战的成功经验。1978年7月,其撰写的《加强科学研究指导找矿探矿》一文提到的阶梯式发展论,用唯物辩证法的观点分析了地质科研与地质找矿之间的辩证关系。1982年,在其撰写的《论就矿找矿》一文中系统地提出了“就矿找矿论”的基本观点。1983年,在福州召开的第一届全国地学哲学委员会学术年会上,他做了题为《正确处理地质找矿中若干关系》的学术报告,文中运用唯物辩证法和矛盾论的基本原理,系统阐述了如何正确对待并科学处理地质找矿中的十大矛盾关系。1991年,在中央党校学习期间,朱训运用马克思主义哲学的基本原理总结中华人民共和国成立42年来矿产勘查工作的成功经验,认识到国内外分阶段“台阶式”循序渐进地推进找矿工作的过程是矿产勘查工作的客观规律,于是把矿产勘查工作过程中这种“台阶式”的发展形势与恩格斯、列宁所说的“螺旋式上升”,毛泽东的“波浪式前进”两种发展形势进行对比研究,认识到前进性与曲折性相统一是三者的共同特点,而“台阶式发展”这种形式没有“波浪式前进”中的波峰、波谷之分,只是在某一阶段内或阶段之间出现小的波动;也没有“螺旋式上升”形式中的前进性上升和复归式上升之分。对于这种客观存在的台阶式发展形势,朱训命名为“阶梯式发展”,并于1991年在《自然辩证法研究》第10期发表了《从矿产勘查过程看认识运动的“阶梯式发展”》一文,正式提出了“阶梯式发展”这一理论观点。

    1992年,在总结矿产勘查哲学研究成果的基础上,编写出版了《找矿哲学概论》一书,从而创立了马克思主义哲学与矿产勘查学有机结合的“找矿哲学”这一新型交叉学科,随即受到多位党和国家领导人的高度赞誉。在《找矿哲学概论》(以下简称《概论》)中,朱训同志依据矿产勘查过程,即:普查、详查、勘探的“阶梯式发展”这一客观规律,在《概论》中综述“阶梯序次递进律”的基础上进一步明确指出“矿产勘查过程中的认识运动”也呈“阶梯式发展”这一观点。

    “阶梯式发展”这一理论观点提出后的20多年里,经过对自然界,特别是对地球上地质演化和人类社会发展的考察,他认识到阶梯式发展在自然界、人类社会和认识领域同样是广泛存在的。2012年,他在《自然辩证法研究》杂志第12期发表了《阶梯式发展是物质世界运动和人类认识运动的重要形式》一文,就此形成了“阶梯式发展理论”的雏形。

    2015年4月,朱训初步总结了阶梯式发展这一理论的研究成果,发表了《论阶梯式发展》,这标志着“阶梯式发展理论的体系框架的初步形成”。在近几年研究成果的基础上,由他主导撰写的《阶梯式发展论》于2019年9月作为新中国成立70周年的献礼作品进行出版,再次对阶梯式发展理论进行了系统、深入的总结,从非常广泛的领域阐述了阶梯式发展的普遍存在,论述了“阶梯式发展”的本质、特征、规律以及理论的实践性,并明确指出,一切事物的发展都是一个复杂的、开放的多维系统。

    中国科学院院士翟裕生认为,《阶梯式发展论》的诞生有深厚的积淀。一方面,朱训长期从事地质工作几十年,从一名技术员逐步走上地矿工作的管理岗位,期间的经历使他能够对地质工作有一个全面而深刻的认识,这是一个重要的因素。另外,他还积极参与国家的政治生活、社会生活,由此积累了丰富的实践经验和人生经验,这两个方面决定了《阶梯式发展论》基础比较扎实。

    《阶梯式发展论》具有现实指导意义

    恩格斯在《自然辩证法》中指出,一个民族想要站在科学的最高峰,就一刻也不能没有理论思维。

    阶梯式发展理论的核心内容是说明自然和社会的一切事物的发展都具有时空特征,在空间上表现为台阶性,在时间上表现为阶段性,都经历了由量变到质变的发展过程。不同的发展阶段,又以一个否定另一个的方式彼此联系着。“阶梯式发展论”认为“螺旋式上升”“波浪式前进”和“阶梯式发展”都是事物发展的基本形式,这一观点是对马克思主义发展观的延续与创新,是《阶梯式发展论》的突出亮点,具有理论价值和指导实践的重要意义。

    杨春贵认为,人类社会发展遵循阶梯式发展规律。目前,研究人类社会共有两种维度,一个叫技术社会形态,另一个叫经济社会形态。技术社会形态是从渔业社会到农业社会、工业社会、信息社会,发展过程是一个一个的阶梯。从马克思主义经济社会形态理论来说,原始社会到奴隶社会、封建社会、资本主义社会、社会主义社会,再到未来的共产主义社会,也是要一个一个阶梯发展过来。所以,无论从个体的人,还是从社会发展的角度来说,都符合阶梯式发展论。

    事实上,“阶梯式发展论”已在多年的地质工作、矿产勘查、矿业城市转型、矿业公司发展以及矿产资源管理、生态文明建设等多领域得以转化运用。

    例如,在矿产勘查工作过程中,可以以阶梯式发展来推进。矿产勘查是人类变革自然的一项社会实践和能动的认识运动。找矿过程实际是地质勘查人员对地壳中客观存在的矿产进行认识的过程。但是认识地下矿产资源的情况以及认识其他客观事物都不是一蹴而就的,需要经过一个反复“实践、认识、再实践、再认识”,犹如爬楼梯似的逐步前进的过程。从矿产资源的特点来看,客观存在的地下矿产资源具有隐蔽性、差异性的特点,所以对地下矿产资源的认识不可能一次完成,需要逐步推进。从矿产勘查工作的探索性特点看,由于矿产资源具有隐蔽性和差异性,肉眼看不到全貌,即使是运用多种先进技术方法、手段来进行探测,也难以观测其全貌。所以客观实际地认识矿产情况,就要经过一个漫长而复杂的探索过程。由于上述地质规律、勘查工作规律、认识规律的影响,阶梯式发展就必然成为矿产勘查活动过程中的客观规律。

    不仅止于地质勘查工作,在地质调查、矿业转型发展等更多更宽泛的领域,阶梯式发展理论也存在广泛的指导意义。

    当前地质工作正处于大变革、大调整、大转型的关键时期。就此,王研表示,地质事业恰好正处在阶梯式发展的重要节点。阶梯式发展论从唯物辩证法的角度提示,地质工作要把握事物发展的前进性和曲折性,尊重规律、循序渐进,认真实践、勇于创新,总结经验、善于反思,在地质事业发展转型升级、地质人才培养、地质科技创新等方面采取各种有效手段,推动地质事业从一个阶梯向另一个阶梯迈进。

    我国地质事业百余年的发展历史总的趋势是前进的,但又是分阶段的,经历了由起步阶段到奠基阶段,再到大发展阶段的发展过程,符合“阶梯式发展理论”。

    中国科学院院士李廷栋认为,阶梯式发展理论提出至今已有近30年,在运用马克思主义辩证唯物论的观点和方法来总结地质工作和地球科学发展演化规律指导地质调查研究实践以及促进地质工作改革创新等方面都取得了辉煌成就。而今,中国特色社会主义进入新时代,我国地质工作进入以转型升级为主的新发展阶段,主要表现在五个方面,即目标任务的双重化、服务领域的社会化、调查研究的全球化、科技创新的最大化和人才队伍的高端化。同时,当前存在的主要问题之一是科学理论的滞后。所以,仍然需要在“阶梯式发展理论”的指导下继续推动地质事业。

    中国矿业联合会副会长、中国黄金集团公司董事长宋鑫表示,目前,自然资源与矿业领域的发展也正处于转型发展期,面临着新的机遇和挑战。一是在国土空间利用规划大格局和山水林田湖草综合管理新体制下,如何做好矿产资源规划及矿业发展,是必须认真思考并付诸行动的大事。在新的发展理念下,矿业发展面临新阶段,矿业与其他产业发展的协调应该得到应有的重视。二是在经济高质量发展的大形势下,如何实现矿业转型升级、高质量发展以及实现绿色发展。三是如何利用矿产资源法修改机遇,完善矿政管理法规,包括矿业权出让收益、资源税法、矿业用地政策、矿业权管理、绿色勘查、绿色矿山建设标准等。四是如何在国家“一带一路”倡议下,为中资企业海外矿业投资提供一系列相应的服务,推动我国矿业走向世界。“阶梯式发展论”将为矿业在新时代全方位发展提供有力的理论支撑。

    习近平总书记强调,一个没有发达的自然科学的国家不可能走在世界前列,一个没有繁荣的哲学社会科学的国家也不可能走在世界前列。

    与会专家学者一致认为,应深入学习宣传《阶梯式发展论》,坚持理论指导实践,实践反哺理论,用哲学的眼光看新时代,用科学的方法论分析新形势,坚持实事求是,坚持辩证思维,积小胜为大胜,稳步、阶梯式地前进,推动地质工作更高质量发展,为实现中华民族伟大复兴的中国梦做出新的更大贡献!

     

    《阶梯式发展论》可贵在哪?

    伴随着村民阵阵欢呼声,清澈的井水喷涌而出。中国地质调查局水文地质环境地质调查中心沂蒙山区1:5万水文地质调查项目组于2016年4月在沂水县马站镇石家庄村成功实施一眼探采结合孔,井深100米,单井涌水量达700立方米/天。该孔的成功出水,不仅解决了村民生活用水与农业用水的难题,而且改变了人们对沂沐断裂带内巨厚的白垩系碎屑岩富水性差的认识。

    沂水县马站镇石家庄村位于沂沭断裂带内,地表覆盖第四系冲洪积物,下伏白垩系大盛群田家楼组紫灰色长石砂岩、粉砂岩。据项目组了解,村庄于2014年在村西打了一眼供水井,井深60米,单井涌水量10立方米/小时,旱季时水量减少,该井即作为饮水井,又作为灌溉井,远远不能满足村内用水需求。此外,村民自费在村庄周边打井十多眼,井深60-100米,多为干孔,少数出水量2-5立方米/小时。尤其是村庄南部地区,村民虽多次找水打井,均无功而返。由此,人们得出的结论是本地区水量贫乏,没有解决农业灌溉的可能,村庄原规划建设的蔬菜大棚由于缺水而搁置。同时近几年随着山东旱情持续,村民吃水、用水难的问题愈发突出。缺水问题严重影响了村民致富。

    项目组在了解实际情况后,随即开展详细水文地质调查工作,分析村附近成井条件,寻找可能存在的断裂蓄水构造。石家庄地处沂沭断裂带内,西距鄌郚-葛沟断裂约4公里,鄌郚-葛沟断裂作为村附近主干断裂,北西向、北东向次生断裂发育,使本次找水工作存在可能性。由于勘查区第四系覆盖,地表无构造形迹显示,又为本次找水工作加大了勘察难度。项目组经过科学分析圈定找水靶区,选取适合物探方法,准确确定勘探孔孔位,最终成功实施探采结合孔,一举解决了村民饮水难、用水难问题,同时,改变了该地区贫水的传统认识,也为类似条件下找水打井拓展了思路,实现了社会效益与经济效益双丰收。

    沂蒙山白垩系地层喜获高产地下水井

    “十二五”期间,中国地质调查局广州海洋地质调查局坚定不移执行部和中国地调局党组决策,高举地质找矿新机制和“358”目标两面旗帜,瞄准前沿,不断提升科技创新能力,在天然气水合物资源调查、海洋油气地质调查、海洋基础地质调查、大洋科学考察、高科技装备研发及应用等领域取得一批高水平成果,全力支撑国家海洋强国战略。

    如今,站在新的发展时期,广州海洋地质人积极谋划今后五年的发展,为实现海洋强国梦继续努力奋斗,力争做出新的更大贡献!

    1. 标题:在南海天然气水合物资源勘查研究取得重大突破

    中国地质调查局广州海洋局紧密围绕天然气水合物资源勘查目标,持续进行南海天然气水合物资源勘查评价,深入开展勘查技术、基础地质理论研究,获得了一系列重要进展与成果。

     “十二五”期间,广州海洋局开展南海北部天然气水合物地质、地球物理和地球化学综合调查,圈定评价了一批成矿区块,确定了一批钻探目标和井位实施钻探评价,取得了重大勘查发现。2013年在珠江口盆地东部海域成功实施钻探,钻获大量块状、脉状、分散状等多种赋存类型的水合物样品,探明巨量天然气水合物矿藏,经科学计算,天然气储量超过1230亿立方米。2015年在神狐海域实施23口天然气水合物钻探井,均发现天然气水合物,水合物矿体厚度大、储量大,呈高孔隙度、高饱和度特征,成藏机制独特。钻井控制水合物矿藏面积约128平方千米,控制资源量超过1500亿立方米,通过钻探取心落实两个大型矿体,探明储量高达400亿立方米,为海域天然气水合物实验性开采提供了重要参考靶区。标志着出我国海域天然气水合物资源调查评价已跻身世界先进行列。

    同时,技术研发、理论研究等取得重大创新,自主创立了海域天然气水合物资源勘查技术体系,形成具有南海特点的水合物成矿地质理论,为南海天然气水合物勘查提供了重要支撑。

    配图:1.发现的水合物实物样品

    2.标题:“海马”号研制成功并应用于海洋地质调查

    “海马”号是广州海洋地质调查局牵头承担的国家“863”计划海洋技术领域“4500米级深海作业系统”重点项目的科研成果,是迄今为止我国自主研制的工作水深最深、系统规模最大、国产化率最高的深海无人遥控潜水器系统,历时6年研制而成,于2014年顺利通过海试验收。

    2015年,“海马”号正式投入地勘应用,分别参加了南海北部陆坡天然气水合物资源调查和中国大洋第36航次。在应用中,首次发现了显示海底天然气水合物存在的活动性标志,并命名为“海马冷泉”,为这一区域的资源调查突破做出了贡献。并在西太平洋海山区开展海底富钴结壳资源调查,填补了我国在这一区域使用深海潜水器作业的空白。    “海马”号的成功验收和投入地勘应用,证明了我国已具备实用化深海无人遥控潜水器的研制和应用能力,突破并掌握了关键核心技术,在我国深海技术装备研发领域具有里程碑式意义。

    配图:1.“海马”号

    2.发现活动性冷泉(“海马”号ROV拍摄的“冷泉”区海底碳酸盐结壳视频)

    3.标题:深海大洋资源勘查功勋卓著

    “十二五”期间,广州海洋地质调查局重返中国大洋科学考察主战场,组织实施了由“海洋六号”船承担的5个航次大洋科考任务,并启动实施了3个航次的中国地质调查局深海资源调查航次,取得了丰富的科考成果和海量的调查实物、数据和资料,为维护我国在国际海底区域的合法权益做出了重要贡献。

    连续5年组织“海洋六号”船赴中、西太平洋完成了9个海山的富钴结壳资源和环境调查,初步了解了调查海山的富钴结壳资源状况,对采薇海山开展了全方位长周期的环境观测;继续在东太平洋我国多金属结核合同区开展了资源和环境调查,进一步补充完善合同区环境基线数据,在国际海底管理局拟定的环境特别受关注区首次进行了多手段、多学科环境调查等;发现了新的多金属结核富集区,并积极提出有利于我国的富钴结壳勘探主张。科考工作为2014年我国成功申请到富钴结壳勘探矿区提供了基础资料,同时也按时履行多金属结核合同区资源勘探和环境基线调查等国际义务,为未来新矿区申请奠定了重要基础。

    自2013年开始,连续3年组织“海洋六号”船实施中国地质调查局深海新资源调查航次,调查区域横跨东、中、西太平洋,首次在国际海域使用多道地震为主的综合地质地球物理调查,初步查明了调查区地质和构造特征,发现了大范围富含稀土元素的深海沉积物;现场获得高稀土品位样品,初步圈定了多个资源远景区,开拓了深海稀土资源调查新领域。

    此外,2011-2012年,“海洋六号”船在大洋科学考察期间,分别在东太平洋我国多金属结核合同区和马里亚纳海沟开展了综合地质和环境调查,为我国自主研制的载人潜器“蛟龙”号5000米级、7000米级海试提供技术支撑和警戒保障。期间还对马里亚纳海沟“挑战者深渊”进行测量,探测其最大深度为10923米,成为我国首次测量得出的世界最大水深记录。

    配图:1.大洋科考航线示意图

    2.保驾护航

    3.开展海上调查

    4.标题:完成南海1:100万海洋区域地质调查全覆盖

    海洋区域地质调查和研究程度直接反映一个国家基础地质的认识水平。为全面提高我国海洋区域地质调查程度,在中国地质调查局的统一部署下,广州海洋地质调查局承担我国南部海域11图幅1:100万海洋区调工作,已完成野外数据采集工作,2015年全面完成所有图幅数据解释、图件编制和报告编写工作。

    这是我国首次完成南海全海域覆盖的海洋基础地质调查工作,取得了大量的第一手实测数据,包括测深、单道地震、多道地震、重力、磁力调查,以及地质取样、浅海钻探、海洋水文等,有望形成对南海地形地貌、区域地质构造及其演化、海洋环境、海洋沉积等形成新的认识。

    配图:1.编制完成的1:100万海南岛幅地貌图(局部)

     

    5.标题:开展海域中等比例尺示范性调查开端良好

    在中国地质调查局的统一部署下,广州海洋地质调查局试点完成了“1:5万珠江口内伶仃洋海洋区域地质调查”及 “1:25万福州幅、莆田幅海洋区域地质调查”项目,填补我国中大比例尺海洋基础地质调查空白,为下一步系统开展调查提供示范,并为这一区域海洋开发规划和重大工程建设提供了重要的基础地质资料服务。

    项目围绕国家需求,选取经济发达、人类经济活动较为频繁、生态环境敏感性较高的珠江口内伶仃洋、福州、莆田等邻近海区,展开试点调查,通过海陆联合调查,运用多种调查调查,全面提升调查区地质研究程度及认知水平;综合评价了调查区水文环境及工程地质条件,对调查区内矿产资源进行了全面摸底等,完成了调查总报告,编制了地形图、地貌图、地质构造图等一批基础性图件,以及海洋地质环境综合评价图等辅助性和应用性图件,取得了多项研究成果。

    配图:编制完成的1:25万莆田幅矿产图(局部)

    6.标题:圈定南海北部深水油气盆地并落实一批重点构造

    广州海洋地质调查局发挥长期开展油气资源调查的传统优势,积极跟踪油气勘探发展趋势,把握深水油气勘探的主要方向,以863长排列强震源技术为先导,以国土资源大调查和《海洋地质保障工程》项目为依托,在南海北部开展深水油气资源调查,重点厘定了北部陆坡深水区中、新生界各地层单元分布范围,建立了地层时代格架和层序地层格架;在南海北部陆坡深水区圈定了尖峰北盆地、笔架盆地、西沙海槽盆地、台西南盆地和双峰盆地等深水区沉积盆地。

    至2015年,已重点落实了西沙海槽盆地的局部构造,在此基础上结合盆地的油气地质条件,对局部构造进行优选,提出了5个面积大、烃源岩条件好、储层发育、油气异常显示明显等特点的重点构造,为下一步油气钻探提供了靶区。

    配图:已圈定南海北部深水区沉积盆地

     

    7.标题:联合勘探首次在致密油气藏层钻获油流

    不断开拓勘探思路,对联合勘探区块三维地震资料深入开展精细解释,优选上钻目标。已完成的多口探井,预测主要目的层段均获得较好油气显示,揭示了上钻构造含油气性,获得了全面的钻测井资料,验证了钻前预测的正确性。首次揭示厚层优质烃源岩,试获油流,实现了岩性油藏钻探突破,开辟了油气勘探新领域,为实现我国海域中生界油气突破积累了成功经验。

    8.标题:泛珠三角重点海岸带地调成果服务经济社会发展

    为服务沿海地区社会经济发展、重大工程建设、环境保护及减灾防灾需要,广州海洋地质调查局在泛珠江三角洲的福建、广东、广西及海南等重点海岸带开展综合地质调查。

    已系统完成了珠江口近岸海洋地质环境与地质灾害调查及北部湾海洋生态地质环境及人类活动影响研究,构建了海岸带全新世沉积过程和人类活动影响及环境演变调查研究的新模式;获得了重点区海底地形地貌、地球化学、地层结构及土工特性、潜在地质灾害类型等基础地质信息,分析预测了区域未来的环境变化趋势;形成了全方位国际合作模式,建立了多层次、跨学科综合调查研究的工作体系,推动了我国近海环境地质研究跨越式发展。

    配图:编制完成的北部湾海岸带矿产资源分布图(局部)

    9.标题:国际合作不断拓展,卓有成效

    “十二五”期间,广州海洋地质调查局积极开展海洋地学领域的国际合作和交流,协助中国地质调查局在北京成功举办第八届国际天然气水合物大会,先后与德国波罗的海海洋研究所、法国巴黎高等师范学院、波兰什切青大学等开展南海北部湾全新世环境演变及其人类活动影响研究等项目合作,取得一系列重要合作进展,学习了国外同行的先进技术,培养了人才,促进了海洋地质事业发展。

    配图:中德合作开展南海北部湾全新世环境演变及其人类活动影响研究

    10.标题:海洋地质调查装备建设稳步推进

    “十二五”期间,广州海洋地质调查局装备建设稳步推进、持续发展,保障了船舶的安全适航、设备的更新维修改造、物资材料的不断补充,一批新装备投入实际使用,设备资产质量不断提高,装备管理水平不断提升,为后续发展奠定了良好基础。

    “海洋六号”船正式投入使用,“海洋四号”船大修改造工程启动并将完工,多道地震系统、综合导航定位系统、钻机系统、地震处理解释系统、信息系统等完成升级改造或更新换代。启动了两艘调查船的建造工作,并已开工。

    装备资金保障充足稳定,新增了中深水多波束测深系统、单道地震测量系统、海洋重力仪、海洋磁力仪、温盐深测量系统、电视抓斗、磁盘阵列、多波束处理解释软件、反演软件、通信指挥系统以及一批实验测试分析设备。累计新增设备资产2500多台套,新增调查设备资产约5亿。

        配图:海洋六号船等投入使用。

    11.标题:技术不断进步  方法持续创新。

    十二五期间,广州海洋地质调查局积极追踪国际海洋科学研究热点,瞄准技术发展前沿,以需求为导向,积极开展海洋地质地球物理调查技术方法研究,已形成以多波束、浅剖、海底机器人(ROV)、冷泉回声反射探测、可控源电磁、拖缆地震、海底地震仪(OBS),多节点垂直缆、测井等相结合的联合采集技术,在海洋地质与地球物理调查、深海资源勘探和科学研究中发挥积极作用。

    同时,依托国家重大项目,研制出具有我国自主知识产权的地球物理调查设备,提出创新性的地球物理调查手段;积极开展海域天然气水合物钻采技术的研究,研制出全面钻进工具、浅水钻探流体取样与原位测试系统、钻探保压取芯与常规取芯器,初步形成我国自主知识产权的海域天然气水合物钻探采样技术能力。

    配图:1.国产海洋可控源电磁系统投产在即

     

    12.标题:人才队伍建设成果喜人

    坚持引进与培养人才两措并举,依托部、地调局人才培养工程和国家重大科研、地勘项目,广州海洋地质调查局积极构建“平台+项目+人才”培养机制,建立了国土资源部“海底矿产资源”重点实验室、博士后创新实践基地,设立了博士后科研工作站。并积极开展高层次人才培养和引进,不断改善人员结构,培养和造就了一批高层次人才和科技创新团队。人才队伍规模精干高效,队伍结构进一步优化,职工能力素质显著提升,人才成长环境明显改善,为海洋地质调查事业发展提供了坚实的人才保障。

     

    全力支撑国家海洋强国战略


    本次尼泊尔地震发生原因。


    4月25日,尼泊尔旅游胜地博克拉发生8.1级左右强烈地震,震源深度约20千米,我国拉萨、日喀则等地震感明显。


    据了解,此次地震是尼泊尔80多年来遭遇的最严重的一次地震。地震发生后,国际社会纷纷伸出援手协助搜救,同时地质专家们也从专业视角对造成此次强震的具体原因、影响以及引发的次生灾害等做出了及时分析。


    尼泊尔位于全球地质活动最频繁地区之一


    中国地震局研究员徐德诗在接受记者采访时表示,此次尼泊尔地震是由于印度洋板块和欧亚板块之间的挤压逆冲造成的。


    尼泊尔位于欧亚板块和印度洋板块的交界区,而这里是全球地质活动最频繁的地区之一。在全球14座8000米以上山峰中,有8座位于尼泊尔境内或与邻国边界,地震正是两大板块相互作用产生的结果。据统计,全球有85%的地震发生在板块边界。板块运动过程中的相互作用,是引起地震的重要原因。全球共有6大板块,其中欧亚板块与非洲板块、印度洋板块的交界区便是地中海-喜马拉雅地震带所在地。


    事实上,自2000年开始国内外已有多名地质学家对位于印度板块和亚欧板块交界处的尼泊尔表达忧虑,认为从历史经验推测,该地区已积累了足够爆发一次高等级地震的“能量”。在近15年的时间,尼泊尔不断被世界各地的地质学界警告。


    美国《科学》周刊于2001年8月24日曾刊登文章称,喜马拉雅山脉将发生一次、甚至数次特大地震,震级将超过里氏8级。


    加拿大蒙特利尔大学工学院教授、地震研究者嵇少丞也一直对尼泊尔有所担忧。2010年,嵇少丞在美国探索发现频道的一档科普片《大陆苦旅:地质与生命的内在联系》中担任解说嘉宾,他在该节目中称:“尼泊尔具有发生巨大地震的危险性,因为那里的逆断层已经超期服役很久了。”


    逆断层是一个地质构成的专有名词,主要由两个断裂的地质板块水平挤压与重力作用而形成。在尼泊尔附近,由于印度板块不断向亚欧板块挤压,存在着一个绵延数千千米的巨大逆断层带。进一步讲,即印度次大陆和亚洲大陆曾经是两个完全分离的板块,但随着板块的漂移,4000万年前这两个板块碰撞在一起,印度板块开始不断向亚洲板块挤压,每年的挤压速度大约在3毫米~45毫米左右。两大板块的挤压不仅诞生了喜马拉雅山脉,而且随着板块持续挤压所产生的压力会不断集聚,当板块断裂带无法承受压力时,便会出现一次大规模的释放,而地震便是这种压力释放的最主要表象。


    而在尼泊尔与我国西藏的交界处,即喜马拉雅山南麓,发育着3条主要的断裂,从南向北依次是主中央断裂(MCT,Main Central Thrust)、主边界断裂(MBT,Main Boundary Thrust)和主前断裂(MFT,Main Frontal Thrust)。嵇少丞说,“尼泊尔东部曾在1934年1月15日发生过大地震,造成10600人死亡,这次地震断裂发生在上次的西边,估计是主边界断裂带上。”


    对于此次地震的性质,根据美国地质调查局计算得出的震源机制解,表现为低角度逆冲断层(走向约290,倾角10°) 推覆方向由北到南,当地东西向山脉(属于喜马拉雅山脉)一下子长高了几米, 引发一系列地表破裂过程及喜马拉雅山南坡的雪崩。


    事实上,印度板块对亚洲板块不断的挤压其作用不仅表现在中尼交界地带,“汶川地震、芦山地震以及云南持续的地震,都和印度板块对亚洲板块的挤压有关系。”中国地震局地震预测研究所研究员陈会忠说。


    地震预测在全世界来说都是一个难题


    即使现在的地质科学已经对喜马拉雅山南麓的断裂带有了充分了解,但却依然无法准确判断地震何时会发生。


    在本次地震发生的一周前,加德满都曾召开过一次地质灾害研讨会,有消息指出,该会议对尼泊尔可能发生的地震做出了预告,但被忽视了。


    记者了解到,此次加德满都召开的研讨会并不是针对尼泊尔本次地震的问题,而是一个非政府组织的研讨会,目的是为了提高当地的防震减灾意识。


    “地震预测在全世界来说都是一个难题。”成都高新减灾研究所所长王暾说。他的机构从2008年汶川地震后便致力于地震预警方面的研究,主要基于地震发生后的地震波比电波传输慢的原理。王暾认为,基于现有科技条件无法准确对一个地区即将发生的地震做出判断。比如,中国地震局每年会在年底召开下一年度的地震趋势研讨会,列出每一年地震重点关注的区域。中国地震局一位学者表示:“我们可以给出中国的地震重点监测区域名单,但这些区域今年会不会发生地震、何时发生,我们无法准确预知。”


    比如在芦山地震前57天,四川省地震局测绘工程院根据一系列实地考察数据预测:雅安一带将发生6级~6.9级地震。但是,他们预测的发生时间范围是2月25日~5月10日,而可能发生强震的区域仅能精确到一个南北跨度大于100千米的区域。


    西藏日喀则地震不是尼泊尔地震的余震


    尼泊尔强震后,我国西藏日喀则地区相继发生5.9级、5.3级地震。人们不禁会问,这是尼泊尔地震的余震吗,会对我国西藏地区产生怎样的影响?


    “我国西藏日喀则地区的地震并非尼泊尔余震。”中国地震局地质研究所研究员徐锡伟日前在接受记者采访时表示。


    徐锡伟介绍,一般来讲,余震是在原来主震破裂范围内或附近发生的地震,与主震在同一个破裂面,而且破裂类型基本一致。我国日喀则地区的地震震源深度比较浅,震中位于发生尼泊尔8.1级地震逆断层的上盘块体以北,震源机制解显示是由近南北向的正断层系活动引发的,可以说是受到尼泊尔地震的触发影响而发生的地震,但不应认为是尼泊尔地震的余震。


    “日喀则地震与尼泊尔地震属于不同类型的地震。”徐锡伟说,按照地震断层面错动性质可将地震分为正断层、逆断层和走滑断层型三类地震。一场大地震引发的大量余震,特别是强余震在统计学意义上是同一种类型的地震。但是,尼泊尔是在印度板块与欧亚板块碰撞带内向北缓倾的逆断层上的地震,属于逆断层型地震。而日喀则地区的地震是藏南拆离系与控制近南北向拉张断陷盆地的正断层型地震。“所以,从这个角度来讲,也不属于余震。”


    中国地震局地球物理研究所研究员丁志峰也表示,尼泊尔地震后我国相邻地区很快发生地震,说明我国相关区域受应力扰动非常明显,后续要多关注这种应力调整是否会引发更多的地震。


    此前有报道称,从目前的情况来看喜马拉雅地震带已进入7级以上地震的复发周期。从统计学的角度来说,这个地区很多地方的地震都是双震型的,就是几年以内可能引起震级相当的另一次地震。


    “说喜马拉雅地震带已经进入活跃期,还不能完全这么讲。”徐锡伟说,地中海-喜马拉雅地震带是欧亚板块与非洲板块、印度洋板块的交界区域。这一地震带从印度尼西亚经缅甸到我国横断山脉、喜马拉雅山区,越过帕米尔高原,经中亚细亚到地中海及其附近地区。这只是个宽泛的概念,并没有严格的边界。


    “如果短时间内某个区域不断发生地震,频度较高、强度较大,才能称其为进入活跃期。”徐锡伟说,从2004年苏门答腊地震到此次尼泊尔地震,如果不包括中间发生在我国境内的汶川地震和鲁甸地震,就不能说其已进入活跃期。


    “尼泊尔地震可能会引发青藏高原其它地区发生地震,但具体要看其内部应力状态是怎样调整的。”徐锡伟说,目前他和同事们正在做这方面的工作,由尼泊尔地震引发的更长远影响现在还很难确定,需要做进一步的分析与研究。


    是否影响珠峰高度还不确定


    美联社援引美国密歇根大学地球物理学家马琳·克拉克的观点说,此次地震发生在地壳两大板块边界,一大板块支持印度向南,另一个板块支持亚欧大陆向北,两大板块相互挤压逆冲导致了本次地震的发生。数百万年以来,经过多次这样的地震影响,使珠穆朗玛峰高度不断升高。


    中国社科院大气物理所研究员高登义在接受记者采访时表示,这次板块挤压应该会对珠峰高度有一定的影响,但是因为现在仍不清楚板块挤压方式的具体情况,所以珠峰将因此升高还是降低、包括影响幅度暂时仍无法给出确切的答案。不过,高登义说,1950年8月15日喜马拉雅山脉附近曾发生过里氏8.6级地震,当时曾引起珠峰的上升。


    他认为,多年以来珠峰高度是不断上升的,这种上升是一种长期演变的过程,所以目前仍无法判断一次地震对长期演变的直接影响。


    相关知识:


    为何各国对地震震级测定不同?


    尼泊尔地震发生后,我国地震台网测定地震震级为8.1级,而美国地质调查局则测定为7.9级。为什么会有此不同?中国地震台网中心预报部主任蒋海昆表示,世界各国对地震震级的参数标准有一定差异,比如我国测的是面波震级,美国测的是矩震级。同一地震,不同机构测的震级有一定差异是允许的。

    两大板块挤压逆冲致尼泊尔地震
      近日,在清华大学新学堂召开的“2014中国最具国际影响力学术期刊暨中国学术期刊国际、国内引证报告发布会”上,中国地质调查局主办的《地质通报》被评为“2014中国最具国际影响力学术期刊”,进入自然科学与工程技术类期刊TOP5%(175种)行列,总位次第60位,在地质科学、地球科学类别中排名第9。《中国地质》被评为“2014中国国际影响力优秀学术期刊”。

      “中国最具国际影响力学术期刊”和“中国国际影响力优秀学术期刊”是由《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社有限公司、清华大学图书馆和中国学术国际评价研究中心对我国5600余种中外文学术期刊进行评价、统计得出的。根据“期刊国际影响力指数CI”的高低,遴选出“中国最具国际影响力学术期刊(自然科学与工程技术)”175种(TOP5%),“中国国际影响力优秀学术期刊(自然科学与工程技术)”175种(TOP5%-TOP10%)。与前两次相比,本次发布的报告做了几项重要的创新和改进,如制定文献计量标准、引进定性分析、剔除学术不端文献和虚假引用的干扰等,使统计结果更加客观、真实、准确。报告采用了大数据分析方法,将统计范围扩展到国际上的1.4万余种期刊,弥补了我国学术期刊国际影响力评价研究中的一些不足。研究结果表明,“中国最具国际影响力学术期刊”(TOP5%)和“中国国际影响力优秀学术期刊”(TOP5%-TOP10%)入选期刊的综合评价指标、影响力已经可与SCI、SSCI国际期刊相比肩,是国内名副其实的顶级学术期刊。

      自2012年开始此项评选以来,《地质通报》已连续3年获此殊荣。



    《地质通报》《中国地质》分获“中国最具国际影响力...