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    中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心日前在京举行了揭牌仪式。对于这样一个新生的研究机构,业界有着诸多疑问。为此,中国矿业报记者专访了矿产资源绿色评价研究中心主任王京彬,请他就这个机构成立的背景、定位、作用、目标、运作等做了全面的介绍。

    矿产资源全链条绿色评价技术体系(资料图)

    中国矿业报:请问成立矿产资源绿色评价研究中心这样一个研究机构,是基于一个什么样的背景?

    王京彬:主要是基于我国国情。在相当长的一段时期内,我国对矿产资源的刚性需求还将不断加大,而矿产开发的同时,对生态环境的保护也责无旁贷,绿色勘查和绿色矿业发展是大势所趋。

    习近平总书记提出:“既要金山银山,也要绿水青山。”党的十八届五中全会也把“绿色发展”作为五大发展理念之一。为此,决策部门开始行动。2009年,国土资源部出台了《矿山地质环境保护规定》,把“矿山地质环境保护与治理恢复方案”作为申办采矿许可证的前置条件之一,逐步健全完善矿山地质环境管理制度体系;2010年,国土资源部正式印发《关于贯彻落实全国矿产资源规划,推进绿色矿业,建设绿色矿山工作的指导意见》,进一步明确了推进绿色矿山建设的思路、原则与目标;2011年“发展绿色矿业”被纳入《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,上升为国家战略;2015年,中央就生态文明建设出台了第一个全面专题部署文件,明确把发展绿色矿业、加快绿色矿山建设作为重要任务,具有里程碑意义;2017年5月,国土资源部、财政部等六部委出台《关于加快建设绿色矿山的实施意见》,提出“将绿色发展理念贯穿于矿产资源规划、勘查、开发利用与保护的全过程,引领和带动传统矿业转型升级。”

    中国地质调查局部署了一系列地质环境调查和矿产资源基地综合地质调查项目,支撑绿色矿业发展。《中国地质调查局“十三五”科技创新发展规划》将大型资源基地资源环境综合调查作为重要矿产资源领域4项主要任务之一,并且在重要矿产资源调查、地质灾害防治与地质环境保护、国土开发与保护、基础地质支撑等计划中部署了一系列地质环境调查项目。

    相关单位开始积极行动。青海省有色地勘局在推进“青海省多彩地区铜多金属矿整装勘查”项目中,建立了绿色勘查多彩模式;贵州西南能矿集团第一个出台了绿色勘查企业标准;成都探矿工艺所建立了绿色勘查技术团队,加强技术开发和应用示范……

    这些探索难能可贵,而且成效显著,但生态文明建设和绿色发展永远在路上。如何解决单一化、局部化、区域性和碎片化的问题,从矿业全产业链的高度来构筑一整套行之有效的标准、规范、制度,并提供可供参考甚至推广的示范与模式,仍是亟待解决的问题。也就是说,矿业全产业链的绿色发展,需要可靠的技术及智力支撑机构,要有提供技术支撑的“领头雁”。正是在这样的背景之下,在决策部门和企事业单位殷切期待之下,中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心顺利诞生。

    中国矿业报:中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心的业务定位是什么?

    王京彬:矿产资源绿色评价研究中心是中国地质调查局专门从事矿产资源绿色评价研究的学术性非法人组织。面向绿色矿业发展和国家资源基地建设,中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心以矿产资源基地为基本单元,以支撑服务矿产资源基地综合地质调查和矿产资源调查、勘查、开采、生态环境修复(闭坑)全链条绿色评价研究为重点,系统开展矿产资源数量、质量、生态环境“三位一体”综合评价。在矿产资源基地综合地质调查成果的基础上,聚焦三个方面的评价研究:一是基于生态环境的矿产资源技术经济可行性评价,回答在考虑生态环境成本的条件下是否是“矿”的问题;二是资源勘查开发对生态环境影响性评价,回答勘查开发活动对生态环境的影响程度、范围及可修复性的问题;三是勘查开发活动自身的绿色化评价,是否采取了有效措施实现资源勘查开发最优化和生态环境影响最小化。

    通过系统的评价研究,中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心将为建立一套矿产资源全链条的绿色评价技术标准(指南、规范等)体系提供科学依据,为优化勘查开发布局和中国地质调查局资源基地综合地质调查工作部署提供咨询建议。

    中国矿业报:中心目前确定了哪些研究方向?

    王京彬:目前我们主要针对资源基地地质环境和生态系统调查与研究的薄弱环节,系统开展矿产资源的资源潜力、开发条件和环境影响一体化评价,构建矿产资源调查、勘查、开采、生态环境修复(闭坑)全链条绿色评价技术支撑体系。

    具体来说,中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心目前主要有以下4个研究方向:一是矿产资源基地综合地质调查与资源环境承载力评价;二是绿色勘查与资源技术经济环境影响评价;三是绿色矿山评价体系、监测示范与生态环境修复技术研究;四是矿产资源全链条绿色评价技术标准(规范)研究与成果集成。

    中国矿业报:中心在打造全链条绿色评价体系方面,确立了什么样的发展目标?

    王京彬:我们计划通过10年左右的持续努力,逐步建成世界一流的矿产资源绿色评价研究中心。为达成这个目标,我们以支撑服务绿色矿业发展和国土资源管理中心工作为目标,以矿产资源基地为基本单元,针对生态环境评价薄弱环节,在综合调查的基础上,系统开展资源基地的资源潜力、开发条件和环境影响一体化评价,构建矿产资源调查、勘查、开采、生态环境修复(闭坑)全链条绿色评价技术支撑体系,争取成为矿产资源基地绿色评价创新与合作交流平台、矿产资源全链条绿色评价信息集成与服务平台、绿色评价标准(规范)制定与管理决策技术支撑平台、绿色评价新理论新技术新模式的示范推广平台。

    中国矿业报:能否谈一下为了达成10年的目标任务,中心做了哪些具体工作规划?

    王京彬:为实现总目标,中心制定了明确的阶段性目标任务。2017~2018年,建实矿产资源绿色评价研究中心。以完善结构、资源基地综合调查为重点,通过对业务中心的组织结构、业务结构、人才结构、合作网络的不断完善,夯实业务中心的发展基础;完成好综合地质调查示范项目,在集成相关成果的基础上,初步建立资源基地综合地质调查的技术方法流程、资源环境承载力评价方法和技术经济与环境影响评价体系;提出“资源基地综合地质调查技术要求”建议和项目部署建议,支撑引领矿产资源基地综合地质调查工作。

    2019~2020年,建成国内一流的矿产资源绿色评价研究中心。以全链条绿色评价和标准(指南、规范等)研究为重点,建立矿产资源调查、勘查、开采、生态环境修复等阶段的绿色评价关键指标体系、技术方法流程;初步提出或完善各阶段相关技术标准(规范、规程)建议,优选和推广绿色调查、勘查、开采和生态环境修复先进技术,促进绿色评价成果转化;建设国内一流的矿产资源绿色评价应用研究、学术交流、人才培养和示范推广中心,引领矿产资源基地绿色评价工作。

    2021~2025年,跻身世界一流的矿产资源绿色评价研究中心行列。以示范推广和国际合作为重点,优化完善矿产资源全链条各阶段绿色评价指标体系,构建矿产资源全链条绿色评价技术支撑和服务体系,突出成果集成与示范推广,加强国际合作研究与交流,以一流的人才、一流的成果、一流的管理和一流的服务,把中心建设成为世界一流的矿产资源绿色评价研究中心,有力支撑中国矿业“走出去”和国家“一带一路”矿产资源勘查开发合作,促进全球绿色矿业发展。

    中国矿业报:作为依托单位,北京矿产地质研究院将为矿产资源绿色评价研究中心提供哪些支持?

    王京彬:作为矿产资源绿色评价研究中心的依托单位,北京矿产地质研究院在中心建设及运行期间将提供全方位的支持,主要表现在:

    一是具备科研-调查-勘查-开发-环境治理修复完整的技术-产业链,为开展矿产资源全链条绿色评价提供坚实的实践基础和技术支撑。作为一个长期服务于工业部门的研究和调查机构,北京矿产地质研究院有着独特的产业背景、人才优势、专业综合优势和长期积累,有突出的找矿业绩和矿山开发经验,形成了科研-调查-勘查-开发一体化的新机制,构建了较为完整的矿产勘查开发和环境修复技术产业链。

    与此同时,北京矿产地质研究院(含下属单位中色地科矿产勘查股份有限公司)拥有区域地质调查、固体矿产勘查、地球物理勘查、地球化学勘查、地质钻探、地质灾害防治工程勘查施工等甲级地勘资质,甲级测绘资质,地质灾害治理工程甲级施工单位资质,地质灾害危险性甲级评估资质,建筑业企业资质证书(特种专业工程专业承包)等。

    另外,北京矿产地质研究院正在实施的东天山、赤峰有色金属矿产资源基地综合调查二级项目,以及在实施的承德生态文明示范区综合地质调查项目和3个矿集区(整装勘查区)找矿预测子项目,将从项目层面有力支撑“研究中心”建设。

    二是北京矿产地质研究院拥有6家境外上市资源公司,相对熟悉境外绿色勘查先进做法和技术要求,有助于高起点借鉴境外研究成果和最佳实践经验。北京矿产地质研究院及其下属企业在立足国内地质工作的同时,抢抓“走出去”机遇,海外地勘项目聚焦重点国家,形成了加拿大、澳大利亚、智利、埃塞俄比亚、坦桑尼亚和老挝等海外“根据地”,在16个国家拥有60个探矿权和采矿权。依托海外风险资本市场,境外找矿取得重大突破。美国南加州奥德山超大型金矿、加拿大魁北克HR超大型铜–镍–铂族矿、埃塞俄比亚VMS铜锌金矿、西澳铀矿、坦桑尼亚金矿、苏丹北部金矿、智利铁铜金矿、老挝纳勐铜矿,均取得突出的找矿效果。目前,中色地科公司是加拿大多伦多证交所上市的奥卡黄金公司、东非金属公司、金股矿业公司和北方镍矿勘探公司,以及在澳大利亚证交所上市的英特金属公司、英特铀矿公司等6家境外上市的初级资源公司的第一大股东,形成支撑美洲、非洲、澳洲等主要资源大区海外风险勘探的上市公司群。在多年的海外合作实践中,较系统地学习和初步掌握了澳大利亚、加拿大等矿业发达国家,在地质矿产勘查、矿业开发、环境保护和安全生产等方面的先进经验、做法和技术规范要求,便于“研究中心”结合我国国情更好地学习借鉴,取得与国际标准规范对接的研究成果。

    三是具备人才和技术设备优势,可为中心运行提供人才和科研条件保障。北京矿产地质研究院当前人员精干、装备精良,主要技术骨干人员大多承担过复杂地质条件下国家、部(省)或大型以上地质调查或勘查项目,能够解决工作中重大疑难问题。同时,北京矿产地质研究院及下属控股公司近年新购置的先进技术设备和仪器500多套,自主研发了超低空高精度磁测系统和井中三分量高精度磁测系统等设备,拥有实施各类地质调查项目的能力。

    四是具有有色金属产业背景和有色地勘领军地位,可促进研究成果的转化与示范推广。北京矿产地质研究院作为有色地勘系统的领军单位,隶属于国资委和中国有色金属工业协会,是中国地质学会矿山专业委员会、中国有色金属工业协会地质矿产分会、中国有色金属学会地质学术委员会的挂靠单位,与有色金属矿业企业和有色地勘单位保持良好的合作关系。同时代表行业部门,每年以“三会一奖”为抓手,组织属地化有色地勘单位与矿业企业的改革发展经验交流和资源地质、民生地质成果交流会,承办中国有色金属工业找矿成果奖评选,具有较强的行业服务能力和影响力。有利于“研究中心”工作的推进和研究成果的示范推广。

     

     

    致力推进矿业全产业链绿色发展

    摘要:2016年,中国地质调查局紧紧围绕地质调查工作服务国家能源资源安全保障,服务促进生态文明建设,服务防灾减灾,服务新型城镇化、工业化、农业现代化和重大工程建设,服务海洋强国建设的“五大服务”,深入实施陆域能源矿产地质调查、重要矿产资源调查、重要经济区和城市群地质环境调查、地质灾害防治和地质环境保护支撑、国土开发与保护基础地质支撑、“一带一路”基础地质调查与信息服务、地质调查科技支撑、地质数据更新与应用服务、海洋地质调查“九大计划”,坚持中央公益性地质工作定位,坚持围绕国家重大需求和国土资源中心工作,坚持实行“大项目”机制,坚持以科技创新与进步为引领和支撑,坚持出成果与出人才同步规划、同步实施、同步考核,坚持加强项目和资金管理,通过不懈努力,各项工作成效明显。

     

    图为中国地质调查局在贵州省遵义市正安县实施的安页1井

    2016年,中国地质调查局紧紧围绕地质调查工作服务国家能源资源安全保障,服务促进生态文明建设,服务防灾减灾,服务新型城镇化、工业化、农业现代化和重大工程建设,服务海洋强国建设的“五大服务”,深入实施陆域能源矿产地质调查、重要矿产资源调查、重要经济区和城市群地质环境调查、地质灾害防治和地质环境保护支撑、国土资源开发与保护基础地质支撑、“一带一路”基础地质调查与信息服务、地质调查科技支撑、地质数据更新与应用服务、海洋地质调查“九大计划”,坚持中央公益性地质工作定位,坚持围绕国家重大需求和国土资源中心工作、坚持实行“大项目”机制,坚持以科技创新与进步为引领和支撑,坚持出成果与出人才同步规划、同步实施、同步考核,坚持加强项目和资金管理,通过实施不懈努力,各项工作成效明显。

    在解决能源、资源、环境、灾害和地球系统科学问题方面成效显著,地质调查的基础性、先行性作用得到进一步体现。页岩气、油气、铀矿等能源矿产取得重大成果,锂、锰、铅锌、钾盐、石墨等矿产资源调查评价取得一批新进展。环境地质调查、地质灾害调查为京津冀非首都功能疏解区、长江经济带等重点地区规划建设提供有效地学信息服务。

    陆域能源矿产地质调查

    在常规能源领域,地质调查取得了一系列进展。在羌塘盆地、尼玛盆地、松辽盆地外围、塔里木盆地、武威盆地、银额盆地、二连盆地都取得了不同程度的油气发现。其中,在羌塘盆地已完成靶区优选,并发现天然气水合物良好显示;在尼玛盆地地表首次发现厚大规模沥青显示,表明盆地南部凹陷经历了大规模油气生成、运移、聚集和散失的过程,具有一定油气勘探前景;在松辽盆地外围获得一系列油气新发现,确定了该区具有油气资源勘探前景;地质调查与油气勘探紧密结合,促进银额盆地发现了高产工业气井和工业油流井;塔里木盆地地震大剖面综合处理解释取得新认识,该重大项目的开展突破了塔里木盆地两大石油公司油气矿权限制,搭建了产学研综合研究公关平台,获得的地质成果揭示了塔里木盆地深层地质特征,提升了盆地整体认识,推动了油气勘探工作,同时有利于稳定新疆社会经济发展、提高南疆少数民族地区生活水平,具有重要的社会意义。河西走廊武威盆地北部首获良好油气显示,该区石炭系一旦获得突破,将建立河西走廊资源接替领域,对促进甘肃和“一带一路”经济建设具有非常重要的战略意义;二连外围盆地群新发现铀矿层、油气显示及有利储层。

    在非常规能源领域,地质调查成果丰硕。页岩气、页岩油、煤层气、砂岩型铀矿、干热岩都获得了一批重大成果。

    中国地质调查局在贵州省遵义市正安县实施了安页1井,一举获得4个地质层系的页岩气、油气重大突破性成果,并对其中一个层系进行了气量测试显示,每日稳产超105m3,属高产天然气井。安页1井重大发现意义深远,实现了“五新”的重大突破。即油气新区的重大突破、油气新类型的重大突破、油气新层系的重大突破,油气新理论的重大突破。安页1井重大突破能够以“三促”带动地方经济和社会发展,即支撑长江经济带战略,促进沿江清洁能源产业发展;服务精准脱贫,促进地方经济发展;支撑油气体制改革,促进企业勘探开发。

    另外,湖北宜昌鄂阳页1井在牛蹄塘组钻获页岩气流;湘中地区发现多个非常规气新层系;川东高陡构造带获得页岩气资源调查重大发现;安徽宣城水东向斜调查发现多种类型油气资源;六盘山盆地调查发现中生界页岩油气资源。同时,中国地质调查局在2016年南方地区1∶5万页岩气基础地质调查中获得一批基础地质资料,形成了页岩气地质资料包,并在湖北秭归、重庆龚滩和贵州斑竹地区获得页岩气重要发现。

    通过煤层气基础地质调查,初步证实了新疆准南、黑龙江鸡西、四川南部及贵州六盘水地区具有勘探开发煤层气的地质条件和资源基础。勘探开发煤层气,可有效地缓解当地天然气资源紧缺的局面,改善当地环境保护,有效地促进产业转型,解决当地煤炭产业人员的就业问题,促进经济发展。

    干热岩地质调查查明了青海共和盆地地热地质特征及资源潜力。

    2016年,中国地质调查局创新机制,推动北方砂岩型铀矿地质调查工程,开展我国煤田勘查区、油气田勘查区铀矿地质调查工作,开辟铀矿找矿新区,取得了一批成果。为夯实我国核电发展的资源基础、保障能源安全发挥了关键性、基础性、先行性作用。“油铀兼探”在多地取得明显进展。

    重要矿产资源调查

    2016年,中国地质调查局矿产资源调查评价工作取得一批重要进展。

    其中,“三稀”矿产方面,贵州获得铁-稀土矿、富锂铝土矿新发现。贵金属方面,青海、黑龙江分别发现金矿床。黑色金属方面,新疆、湖南、广西等地取得锰矿勘查新进展;山东取得富铁矿新发现。有色金属方面,藏南、黔西北、新疆等地发现铅锌矿产地,科技引领促进藏南扎西康新增铅锌资源20万吨,进一步夯实藏南地区铅锌资源基地资源基础;冈底斯成矿带西段发现斑岩铜矿找矿新线索;云南新发现一处铝土矿;湖北新发现一处钨矿。重要非金属方面,塔里木盆地发现钾盐岩层,河南;祁连成矿带发现石墨矿产地。

    重要经济区与城市群综合地质调查

    2016年,各重要经济区与城市群地质调查成果斐然。

    京津冀协同发展区方面,地调成果服务北京新机场、北京副中心、天津滨海新区、津保高铁、京张交通干线规划等重大工程建设;地面沉降地裂缝调查发现宋庄地裂缝;燕山-太行山水文地质调查服务地方经济社会发展。

    长江经济带地区方面,地调成果支撑苏南现代化建设示范区、江苏省沿海办规划建设,并为嘉兴和台州城市生态红线划定提供可靠依据;发布《支撑服务长江经济带发展地质调查报告》;圈定沿长江傍河水源地,保障皖江经济带供水安全;长江中游城市群咸宁-赤壁和南昌-怀化段高铁沿线1∶5万环境地质调查初步摸清区内环境地质问题;研究重大水利工程对长江下游地质环境影响,并向有关部门提交建议。粤港澳湾区完成镉、汞、砷环境风险评价。

    丝绸之路经济带境内段方面,关中-天水城市地质调查成果支撑西咸新区规划发展;柴达木盆地找水支撑水资源保障及四省连片藏区解困脱贫。

    东北经济区方面,长吉经济圈地质环境综合调查助力长春新区发展建设。

    地质灾害防治与地质环境保护支撑

    2016 年,中国地质调查局安排1∶5万水文地质调查4.4×104km,1∶5万地质灾害调查2.1×104km。在洮河流域、安宁河断裂带、青藏高原东缘重大工程区等地质灾害高易发区,选择典型地区开展 1∶5万崩塌滑坡泥石流调查与风险评价示范,显著提高了地质灾害早期识别准确率和评价精度, 为地方地质灾害防治管理提供了重要依据。

    洮河流域下游地质灾害调查实践新技术新方法。为“地质灾害野外调查数据采集系统”开展全面测试工作。全面采用了手持PAD端的“地质灾害野外调查数据采集系统”进行野外调查数据采集,为该系统完善后在地质灾害调查领域中全面铺开应用打下坚实基础。开展无人机倾斜摄影在地质灾害调查工作中的试用,探索了地质灾害快速调查评价新技术、新方法。探索了无人机高精度三维倾斜摄影在地质灾害调查领域应用的可行性,探索不同分辨率影像对地质灾害解译的适用性,最终筛选出适用于新一轮地质灾害调查评价工作的最优化方案。

    新技术拓展地灾调查与监测成果服务链。将多旋翼无人机航拍技术与传统地面调查手段相结合,建立了基于无人机技术的地质灾害调查新模式,优势主要表现在:一是利用“无人机”遥感影像图作为临灾避险底图,提升了图件的可读性、易懂性,形成了地质灾害群测群防工作的新特色;二是协助当地国土资源部门,对多处隐患点及其灾害链进行了排查,精准、直观、快速地划分了危险区,拓展了地质灾害应急调查思路;三是以“无人机”调查为先导,有助于调查人员从直观上掌握灾害体及灾害链发育特征,切实提高野外调查效率,开辟了地质灾害快速调查新方法。

    长江经济带活动断裂与区域地壳稳定性研究取得新进展,厘定和发现对区域地壳稳定性具显著影响的重要活动断裂带32条。

    积极推进革命老区、贫困地区以及西南岩溶区和西北干旱区等生态脆弱地区1∶5万水文地质调查。初步提出了地下水及湖泊水的补给来源,建立了巴丹吉林沙漠南部地下水循环模式。

    通过实施2016年“长江、珠江、黄河岩溶流域碳循环综合环境地质调查”项目,结合历史资料的综合研究,建立了流域尺度岩溶动力系统中碳循环的概念模型。模型阐明了大型流域中碳元素由“无机碳→有机碳→内源有机碳”的迁移过程,有力地回答了针对“地质碳汇中碳酸盐岩化学风化碳汇稳定性”的质疑,为碳汇通量计算、模型研究等提供依据,有助于提升我国在气候变化会议上的话语权。

    国土开发与保护基础地质支撑计划

    2016年,中国地质调查局开展了土地地球化学调查、国土资源利用与保护基础支撑、地质矿产调查战略规划支撑和国土遥感综合调查等工作,进一步加大支撑服务力度。

    在土地地球化学调查领域,在不同区域部署1∶25 万多目标区域地球化学调查和1∶5万土地质量地球化学调查。调查区包括乌蒙山区、滇西边境地区、滇黔桂石漠化区3个集中连片特殊困难区,165个国家级贫困县,占全国总贫困县的27.9%,涉及贫困人口约2398万人,约占全国总贫困人口的34%。调查发现的绿色富硒土地资源已成为当地政府帮助贫困地区农民精准脱贫的重要抓手,四川屏山县、广西横县、云南昭通等地通过合理开发利用富硒土地资源,发展天麻、苹果等富硒农产品,取得了显著的社会经济效益。

    在国土资源利用与保护领域,支撑国土资源部发布《国土资源环境承载力评价技术要求》(试行);开展青海格尔木大型水源地、西藏多龙矿床技术经济与环境综合评价,助力绿色矿山建设;部署了全国重要地质遗迹调查,统筹开展了省级调查评价和全国综合集成两个工作层次工作,摸清地质遗迹资源家底,服务经济社会发展。

    在地质矿产调查战略规划支撑方面,中国地质调查局2015年立题“中国能源与矿产资源安全动态评价与决策支持系统建设”,综合评判未来中国经济走势、能源和主要矿产资源需求趋势。(1)发达国家100年来GDP增速变化趋势研究表明,随着工业化过程经济快速发展,GDP增速显现早期GDP增速快速上升、中期增速放缓并逐渐到达峰值、之后呈缓慢下降直至平稳的“S”形变化轨迹。(2)近年来中国GDP增速减缓的趋势与发达国家相同发展阶段GDP增速减缓的“S”形轨迹相一致,是工业化中期发展阶段大宗商品需求增速放缓背景下产业结构调整的必然。(3)根据人均矿产资源与人均GDP的关系,判断未来15年重要矿产资源需求趋势。中国主要大宗矿产资源已经进入了消费增速减缓时期,预计中国主要矿产资源将在2017年至2025年间陆续到达消费峰值点或零增长点。强调尽管GDP增速下降将导致中国主要矿产资源需求增速放缓,但资源消费总量在未来5~8年时间内仍然会持续缓慢增长,并保持较高的人均消费水平。

    在地质矿产调查战略规划支撑方面,还初步构建中国物质流研究框架与信息平台,地质调查业务管理启动一站式服务模式;地质勘查进展年报及时提供行业最新动态。

    在国土遥感综合调查领域,形成了2016年度矿产卫片执法监督检查工作图件数据;分析了年度全国矿产资源开发利用状况;国边海防基础地质遥感调查成果为国防建设提供了服务;发现和总结典型冰湖溃决灾害的三种成因模式;形成了全国自然资源本底数据和系列图件。

    “一带一路”基础地质调查与信息服务

    2016年,国际对比研究与编图成果斐然,1∶1000万亚洲成矿图、1∶2500万世界海洋矿产资源图等图件编制完成。

    《1∶2500万世界海洋矿产资源图》通过编制世界海洋地貌背景图和构造背景图,在全球4大洋厘定3类、161个海洋地貌单元和3类、36个海洋构造单元。采集世界海洋矿产资源数据2334组,建立包含17个属性的世界海洋矿产资源数据库。首次在国际上编制完成数字化的、展示7种海洋矿产资源空间分布的1∶2500万世界海洋矿产资源图,填补了国内外空白。对世界海洋石油、天然气、天然气水合物、磷酸盐岩、铁锰结核、富钴结壳、多金属硫化物资源的调查研究及勘查开发概况、分布特征、地质特征及成因进行了全面论述,初步总结了世界海洋矿产资源的形成和分布规律,为21世纪开发利用海洋矿产资源、维护我国海洋权益奠定了地质科学基础。该项成果对我国实施海洋强国战略和推进“一带一路”建设具有重要意义。

    《1∶1000万亚洲成矿图》通过编制亚洲构造背景图,在亚洲大陆及毗连海域划分出6个构造域、71个构造单元。采集大型超大型矿床数据891组,建立由24个属性构成的亚洲矿床数据库。首次在国际上编制完成数字化的、包含25种矿产的1∶1000万亚洲成矿图,填补了国内外空白,获得世界地质图委员会的国际认可。对亚洲石油、天然气、煤炭、铀、铁、锰、铬、铜、铅、锌、铝、镍、钨、锡、钼、汞、锑、金、银、铂、锂、稀土、磷、钾盐、金刚石等25种矿产的资源概况、地质特征、分布特征进行了论述,在亚洲大陆及毗连海域划分出4个成矿域、10个成矿区、26个成矿省,初步总结了亚洲成矿规律。该项成果是继1∶2500万世界大型超大型矿床成矿图和世界海洋矿产资源图后又一个具有国际影响的矿产资源编图成果。

    地质调查合作填图与研究取得一系列成果,中国地质调查局援摩洛哥地球化学和地质填图项目受到摩洛哥政府表彰;制作了“一带一路”64个国家/地区不同比例尺的三维遥感影像图。

    全球尺度地球化学国际研究中心落户中国。中国地质调查局全球矿产资源地球化学与遥感调查工程实施的全球地球化学基准网建立子项目,中国牵头与30余个国家开展了合作研究,建立了覆盖面积近3200×104km2地球化学基准网和化学地球大数据平台。中国在全球地球化学基准网建立中发挥了核心作用。牵头制定了全球地球化学基准技术指南、实验室分析指南、数据管理与图件编制指南。中国还承担了大国责任,举办了4次国际地球化学填图培训班,让世界共享了我国先进技术。以该计划为基础,经联合国教科文组织和中国政府批准建立全球尺度地球化学国际研究中心,体现了中国在该领域取得的国际领先地位。2016年5月12日中心正式成立和运行。目前为止,完成全球陆地面积22%的全球地球化学基准网建设,对全球地球化学基准数据80万条数据进行收集整理、校对和入库。全球地球化学基准网持续记录全球化学基准与变化等科学数据,以此为基础设立了“化学地球大科学计划”,为编制全球地球化学一张图,绘制地球化学元素图谱,建立“化学地球”大数据平台,支撑全球自然资源与环境可持续发展,提供权威数据,为决策者、科学团体和社会公众提供共享服务,为世界贡献中国力量。

    信息集成与服务成果显著。以国产卫星数据为主要数据源,初步制定了《“一带一路”资源环境卫星遥感解译技术指南》,制作了“一带一路”64个国家/地区不同比例尺的三维遥感影像图;在此基础上,开展了泰国、蒙古、哈萨克斯坦、波兰等35个国家(总面积达1300×104km2)的城镇、交通、水系、构造、地层、岩性、矿业活动区、林地、耕地、荒漠化、湿地等11个资源环境要素的遥感解译,形成1∶100万遥感解译中间图件近40幅;初步开展了中蒙俄、新欧亚大陆桥、中伊土、中巴、孟中印缅和中新等6条经济走廊沿线重点地区的资源环境遥感解译2×104km2,形成1∶25万遥感解译中间图件10多幅等等。通过对“一带一路”地区35个国家的遥感地质解译,快速有效地获取了大范围、多要素、多尺度的资源环境信息,为国家“一带一路”倡议、多家“走出去”企事业单位资源勘查和投资决策提供了信息服务,发挥了重要先导作用。

    完成了中巴经济走廊工程地质调查服务重大工程建设;“丝绸之路经济带”地质矿产信息综合数据库建设。

    国际合作与交流日益频繁,圆满完成了蒙古铜金矿床地质矿产考察。

    地质调查科技支撑

    2016年以来,在地层、古生物、地质构造、地质勘查技术、科学钻探等方面取得了新成果和新进展,充分发挥了地质科学技术的引领和支撑作用。

    四川昭觉地区发现白垩纪恐龙足迹化石,长羽毛恐龙及翼龙研究取得新发现;发现剑头翼龙属新材料,骨组织研究取得进展。

    印度-亚洲碰撞带由挤压到走滑的构造转换的重大发现及机制破解;高演化页岩油气地质条件评价热解分析仪初步研制成功;海域天然气水合物钻探取样装备完成优化试制;地质灾害应急调查有了新型便携式工具箱;南海天然气水合物试采技术形成创新体系;软硬交错复杂地层钻进技术的改进为深部隐伏矿体找矿提供了有效的技术支撑;创新成矿理论、找矿模型及勘查方法;矿产地质志完成多项阶段性成果;铜陵地区典型Cu-Au矿床成矿分带及三维建模已初步完成。

    地质数据更新与应用服务

    2016年,全国地质资料馆共提供各类地质信息服务超过240万人次。

    新增20万个钻孔数据提供服务,总服务量超过60万个;获取50余万景高分辨率国产卫星数据,形成基础遥感地质解译产品;完成中国陆域1∶25万~1∶500万区域地球化学系列图;完成1∶150万华北、东北、华东、中南、西南和西北六大区基础地质数据和图件更新;正式出版1∶250万中国大地构造系列图、1∶500万中国变质地质图;编制完成中国海及邻域1∶500万布格重力异常图、中国海-西太平洋1∶300万均衡重力异常图;构建了我国阿尔金成矿带“地质云”示范模型;利用移动服务应用和微信公众服务平台使地学文献信息获取更加便捷。

    海洋地质调查

    2016年海洋地质调查总体进展顺利,取得了一系列丰硕成果。

    1∶25万海洋区域地质调查为三亚新机场建设提供重要地质依据;高取心率钻孔精细厘定东海外陆架晚第四纪地层框架;海陆统筹综合地质调查助推海岸带协同发展;围绕舟山绿色石化基地等重大工程,开展浅层气相关地质灾害影响评估;海岸带综合地质调查提高了重大工程建设保障能力;建成多个海岸带地质环境监测示范区;南黄海科学钻探CSDP-2井揭示前新生代海相地层并发现油气显示;圈定东沙中生代13个有利圈闭构造及西沙海槽盆地5个重点构造;神狐海域新发现高饱和度、高渗透率水合物储层;冷泉探测发现目前我国海域规模最大的冷泉羽流;发现“海马”冷泉生态系统复杂,历史甲烷渗漏量大;“高富强”地震勘查新技术落实了调查参数井井位;创新形成了天然气水合物试采技术体系;初步建成天然气水合物数据集成及共享服务平台;整合推出海洋地质新数据并提供服务;海洋地质数据成果三维展示提升海洋地质信息服务水平。

    科技创新成就累累硕果

    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
      根据国家重大科学仪器设备开发专项《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目实施方案总体部署,为掌握项目任务的实施情况,及时发现和解决项目执行中存在的问题,确保项目规范执行,2015年3月13—15日,项目牵头单位物化探所组织项目监理组成员、技术专家组成员和项目总体组成员,分别对重庆地质仪器厂承担的任务“三维多参量电磁探测技术产品化研究”和成都理工大学承担的任务“三维时频域电磁测深信号处理与反演成像解释系统”进行了检查和研讨。

      三维多参量电磁探测技术产品化研究工作包括工艺开发、仪器生产、仪器检测三个主要方面,目的是为了提升仪器的稳定性、可靠性,形成大深度三维电磁探测仪器的加工工艺、生产流程、检测方法,以及仪器的操作维护手册,促进系统的推广和应用。项目完成了90根高频感应式传感器的加工和工艺文件一套(机械图纸、材料清单、原件清单、材料图印刷版图、装配工艺、焊接工艺、调试工艺、检验工艺和使用说明),100台接收机的部件加工、样机调试和工艺文件,2台30千瓦发射机的部件加工和工艺文件,以及瞬变电磁发射和接收仪器的部件加工和部分工艺文件,各项工作基本按计划进度进行。在完成仪器的后期加工与测试后,将开展应用培训和模拟环境的测试。

      三维时频域电磁测深信号处理与反演成像解释系统研究是结合三维电磁探测数据采集的特点,开展大地电磁、磁性源瞬变电磁数据处理和正反方法研究与程序开发,为三维电磁探测系统软件提供计算方法模块。项目研制开发了瞬变电磁信号处理、三维大回线装置正演数值模拟、非线性共轭梯度反演与三维成像算法程序,以及大地电磁信号处理、矢量有限元和有限差分三维正演、三维最优化反演与概率成像算法程序,同时开展了理论数据计算和对比实验工作,并编写了部分程序文档,提交了相关信号处理和正演模拟程序。项目组将在3月底陆续提交已完成的程序代码,以便于系统集成。

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    地质勘查技术实现突破。青藏高原地质和成矿理论研究揭示了青藏高原区域成矿规律,新发现驱龙、甲玛等7个超大型和冲江、朱诺等25个大型矿床,确定了重要巨型金属成矿带。建立勘查区“三位一体”找矿预测理论与方法体系,在危机矿山接替资源找矿、整装勘查区、老矿山深部和外围找矿中发挥了重要作用。建立富铁矿成矿新理论和铜矿成矿规律新格架,形成富铁矿和铜矿成矿新认识。“煤铀兼探”技术方法在大营铀矿得到成功实践,初步建立起北方陆相盆地砂岩型铀矿成矿理论。开展天然气水合物基础地质和勘查理论研究,南海陆坡天然气水合物勘查实现重大突破。中国陆块海相成钾规律及预测研究项目取得重要进展,建立罗布泊钾盐聚集模型,提出滇西南成钾时代新认识。页岩气勘查加快推进,形成涪陵、长宁、威远、昭通4个页岩气田,安页1井通过理论创新、技术攻关,在南方复杂构造区海相古生界等新区、新层系的常规油气和页岩油气勘查取得突破。深部勘查与探测技术取得重要进展,成功研制航空地球物理勘查系统和2000米地质岩芯钻探关键技术装备并投入找矿一线。自主研制的4500米级深海作业系统投入大洋资源调查应用。相继实施汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)、中国白垩纪大陆科学钻探项目,带动了深部探测相关学科和技术的发展。成功实施深部探测技术与实验研究专项,形成针对不同层次、不同尺度、不同精度深部地质问题探测技术方法体系。自主研发了多套深部探测仪器设备,首台万米科学钻机已在松辽盆地科学钻探中应用,达到国际先进水平。完成煤炭、铁、铝土矿等25个矿种资源潜力预测和评价,开展石油、天然气、煤炭、煤层气、铁、锰、铬、铜等28个矿种(类)资源调查、核查和综合研究,建成全国矿产资源储量数据库和动态监督管理支持系统。实施全国油气资源动态评价,全面掌握了我国油气资源潜力最新变化。

    地质环境保护成效明显。农业地质、地热资源、城市地质环境等调查评价成果有力支撑了土地污染防治、节能减排、新型城镇化和生态环境保护,脆弱岩溶生态系统研究、深部咸水层二氧化碳地质储存技术研究为应对全球气候变化提供了技术储备,现代地下水勘查技术体系基本建立,对大型平原盆地地下水循环机制、生态效应和科学调控的认识进一步深化,地下找水为870万缺水群众解决了饮用水源。汶川地震灾区、舟曲特大型泥石流区和三峡库区地质灾害防治研究取得重要进展,建立了重大滑坡灾害减灾防灾技术体系。地裂缝监测和减灾关键技术研究取得原创性成果。地面沉降防治技术研究取得重要突破,带动了全国地面沉降监测站网建设和防控模式创新。开发了矿山地质环境调查信息系统,建成全国矿山地质环境数据库。研制了矿山地质环境相关技术标准,为我国矿山地质环境影响评价和综合治理区划提供了重要支撑。

    遥感信息技术广泛应用。国土资源卫星遥感数据应用体系初步建立,资源一号02C卫星成功发射,国土资源部门成为高分一号、二号和三号卫星牵头主用户,加上资源三号01星、02星和海洋二号A星,已有7颗国产卫星稳定运行,获取的遥感数据在土地利用动态监测和变更调查、矿山开发现状监测、地质灾害与地质环境调查监测、境外矿产资源调查等方面发挥了重要作用。信息技术应用有力支撑了国土资源调查与监管,建立覆盖全国、贯穿四级国土资源管理全过程的数据采集监测体系,实现业务空间信息数据实时网络化采集。研发面向海量、多源、多比例尺、异构数据集中管理和网络共享服务的高性能数据管理平台,建立集发现、预警、处置功能于一体的业务数据分析应用体系,国土资源从指标管理向空间监管推进。形成以制度为保障、以3S技术为支撑的国土资源监管新模式,基本建成以国土资源“一张图”和三大平台为主体的信息化框架体系,保障了网上办公、审批、监管、服务和交易。构建以“一库”“两网”“三系统”为主要内容的在线土地督察系统,实现例行督察、审核督察、专项督察等工作的流程化和自动化。

    国际科技合作更加活跃。国际科技合作项目取得丰硕成果,牵头或参与了国际地球科学计划(IGCP)合作项目133项,中、美、德、加、日联合主持的青藏高原深剖面项目取得重大科学发现。参与国际大陆科学钻探计划(ICDP),组织实施松辽盆地大陆科学钻探等项目,技术水平显著提升。中、俄、蒙、哈、韩五国合作的1∶250万亚洲中部及邻区地质图系、1∶500万亚洲地质图编制工作取得重大进展,亚洲地下水系列图编制工作圆满完成。“走出去”成果显著,搭建了全球地质矿产研究信息服务平台,完成全球200多个国家卫星遥感地质矿产解译,编制了80多个国家或地区矿业投资指南,为320多家企业、地勘单位及研究机构提供了信息技术服务。国际组织地位和影响力进一步提升,先后有50余名专家担任国际组织职务,积极推动国际地质科学联合会秘书处、联合国教科文组织国际岩溶研究中心和全球尺度地球化学国际研究中心落户中国,助力我国从地质大国迈向地质强国。

    科技创新能力显著提升。基础研究取得突破,极地与探月研究不断深入,开展了南极普利兹湾—北查尔斯王子山基础地质研究,编制了第一幅南极板块高精度三维地壳和岩石圈结构图。开展了冰下地质研究,提出了东南极冰下山脉是泛非期碰撞缝合带的新认识。开辟探月研究新领域,开展了月球陨石定年研究,自主开发和研究了月球微型钻机。开展了月球重力场研究,建立了高精度月表元素、矿物分布特征,编制了首幅1∶250万月球地质图(虹湾幅)。古生物学系列重大成果丰富了地球生命起源和早期演化理论,先后在《自然》和《科学》杂志发表论文14篇,处于国际前列。地层学研究成果共获得9个全球界线层型剖面,占目前全球的1/7。获得国家科技奖14项,其中科技进步奖9项,自然科学奖2项,国际科技合作奖3项,“青藏高原地质理论创新与找矿”成果荣获国家科技进步特等奖。国土资源科学技术奖共评选出一等奖59项,二等奖283项,影响力进一步提高。

    科技成果推广与科学普及成效显著。建立了国土资源部科技成果共享平台,推荐土地、地质矿产、水工环、地质灾害防治科技成果777项,有力地促进了国土资源科技成果共享转化。开展了矿产资源综合利用技术推广应用,共发布了四批210项先进适用技术。完成了22个重要矿产“三率”调查评价,制定和发布了27个矿种“三率”指标要求。突破了低渗透油、页岩气、钒钛磁铁矿、固体钾盐和低品位胶磷矿等矿产资源综合利用产业化技术,综合利用示范基地建设取得了显著进展。建设了138个科普基地,世界地球日纪念活动扩展为主题宣传活动周,社会影响力更大,举办重大科普活动2000多场,受众1000多万人次,《中国矿物及产地》、《海洋地学科普丛书》等获全国优秀科普作品,科普工作提升了国土资源社会认知度。

    标准化成果支撑了国土资源依法行政和监管。发布实施了《农用地质量分等规程》、《农用地定级规程》、《农用地估价规程》、《高标准农田建设通则》、《矿产资源综合勘查评价规范》和《页岩气资源储量计算与评价技术规范》等一批重要国家标准和行业标准,为依法行政、公共服务和国土资源调查评价、科技成果转化提供了有效支撑。

    科技创新人才队伍建设取得显著进展。1个团队入选国家“重点领域创新团队”,2人入选国家“万人计划”,4人入选“国家杰青”。国土资源高层次创新型科技人才工程顺利实施,52人成为部科技创新领军人才,249人成为部杰出青年科技人才,37个团队成为部科技创新团队。

    ——国土资源部科技与国际合作司 姜建军

     

     

    侯增谦:创新理论支撑实现找矿突破 

     

    侯增谦在青藏高原野外

     

    侯增谦,现任中国地质科学院地质研究所所长,是我国地球科学领域的学科带头人之一,有国际影响力的矿床地质学家。20多年来,他积极投身科技体制改革,带领研究所快速发展。作为首席科学家,他领导国际科学计划IGCP-600项目1项,主持完成国家973项目2项,完成国家科技攻关课题、国家自然科学重点基金、杰青基金项目等多项。在大陆成矿理论、区域成矿规律和勘查评价方法三方面取得了创新性的系统成果。

    他组织实施了青藏高原综合研究,揭示了大陆碰撞过程与主要成矿系统内在关联,科学证明大陆碰撞可以成大矿,创新提出了大陆碰撞成矿理论框架,阐释了大陆碰撞如何成矿的理论问题,被国际同行专家认为“将传统观点认识提升到了全新的高度”,“是一项令人钦佩的具有国际影响力的成就”,为国际成矿学发展作出了重要贡献。基于上述理论框架,他创新采用Hf同位素填图新技术,系统揭示了青藏高原碰撞带岩石圈三维架构,在国际上率先阐明地壳组构和深部过程对成矿系统的控制机制;系统建立了碰撞型斑岩铜矿、盐穹控制铅锌矿和碳酸岩型稀土矿三类重要矿床的成矿新模型,丰富和发展了成矿理论。应用上述理论认识,他深入揭示了青藏高原及三江地区的成矿规律,研发了矿床勘查模型和定位预测方法,预测了4条潜在的成矿带,为西南三江和青藏高原矿产勘查工程提供了重要的部署依据,为重大找矿突破提供了重要的理论指导。上述理论和勘查应用成果,被科技部列为973计划的重大成果。其核心成果获得2011年度国家科技进步特等奖,相关成果获得2005年国家科技进步一等奖。此外,侯增谦还主编国际英文专著4部,出版中文专著4部,发表SCI论文142篇。2009年获得全国先进工作者和五一劳动奖章,2015年获李四光地质科学奖。

    侯增谦始终坚持将人才队伍建设作为研究所发展的重中之重,充分调动中青年科技人才的积极性和创新激情,使地质所各层次优秀人才不断涌现。目前地质所共有 7位中科院院士、5位“杰出青年基金”获得者、4位“国家有突出贡献中青年专家”、1个基金委创新研究群体,人才队伍竞争力和创新实力在国内地学机构和国土资源部系统均处于先进行列。

     

    熊盛青:追寻蓝天上的“中国梦” 

     

    熊盛青(右二)与中外专家研究航空物探仪器问题

     

    熊盛青,现任中国国土资源航空物探遥感中心副主任、总工程师,国土资源部航空地球物理与遥感地质重点实验室主任,教授级高级工程师,博士生导师。长期扎根第一线,从事航空地球物理遥感技术及应用研究与勘查实践工作,是我国航空地球物理勘查技术领域的学科带头人。他主持完成国家专项、国家863计划重大项目、重点项目和国家地质矿产调查评价项目等20多项,取得丰硕成果。他曾获得国家科技进步奖特等奖1项、二等奖2项,省部级科技奖13项,并出版专著 16部,发表论文100多篇,行业技术标准1项,获得国家专利6项。

    作为首席专家,他主持完成两期国家863计划重大项目和重点项目,打破国外技术封锁与垄断,自主研制出系列航空地球物理勘查技术系统,填补我国航空重力、时间域航空电磁、航空物探遥感综合勘查技术和装备等多项国内空白,解决了一批制约我国地质找矿突破的重大装备问题,促进了我国航空地球物理勘查技术的跨越式发展和装备的国产化,使我国跻身于世界航空地球物理强国。

    熊盛青主持航空地球物理勘查新技术、新方法研究,并实现大规模应用。开发出高分辨率航空物探技术,成功应用于大冶铁矿的深部直接找矿,为深部探测及开辟 “第二找矿空间”提供了技术支撑。他开创了我国航空重力勘查和航空物探遥感综合勘查方法与技术,及其在地质矿产勘查中的应用新领域,建立了相应的勘查技术体系,为油气和矿产资源高效勘查提供了新手段。同时,研发出先进实用的中高山区高精度航磁方法技术,有力支撑了“难进入”地区矿产资源快速勘查评价,引导能源和矿产勘查新发现,促进了我国地质找矿的重大突破。他主持实现了我国陆域和管辖海域高精度航磁基本覆盖,为能源、矿产勘查和地学研究提供了最为详实的地球物理资料,显著提高了我国地球物理调查工作程度,取得重大地质找矿和研究成果。在此基础上,他编制出版了全国航磁—地质构造—矿产预测系列图,基本摸清全国铁矿资源潜力和沉积盆地与坳陷分布,深化了全国大地构造研究。

    熊盛青长期担任单位总工程师,组建了一支创新能力强、实践经验丰富的勘探科研团队,已成为单位科技创新的骨干力量,培养博士后5人、博士生19人。他领衔的团队于2012年入选首批国家重点领域科技创新团队,2015年被评为国土资源部科技先进集体。

    熊盛青注重理论联系实际、学风严谨、勇于创新、为人正派、团结协作、甘于奉献,为推进我国航空物探与国土资源遥感技术发展和工程化应用作出重要贡献。荣获了国务院政府特殊津贴,全国杰出专业技术人才、国家“万人计划”第一批科技创新领军人才、李四光地质科学奖和黄汲清青年地质科学技术奖等荣誉。

     

    付修根:掀起羌塘盆地神秘面纱

     

    付修根在羌塘盆地进行野外调查

     

    2005年,付修根进入中国地质调查局成都地质调查中心,开始从事藏北羌塘盆地油气资源的调查与评价工作,他在最艰苦的无人区一干就是十余年。这里平均海拔5000米以上,被人们称为“人类生存的禁区”,自然条件极其恶劣。但艰苦的条件阻挡不了付修根对祖国地质事业的热爱,他用坚韧的步伐丈量着羌塘盆地的每一寸土地,为祖国寻找未知的宝藏。

    近年来,他先后主持项目24项,在国内外刊物上公开发表专业论文132篇。在羌塘盆地油气资源战略调查项目中,他针对复杂的地表地质条件,从岩性、冻土、地形、地质条件等多个影响因素进行评估,系统地提出了二维地震最优化的采集思路,羌塘盆地二维地震勘探方法技术取得重大突破,首次清晰地识别出了地腹构造,找到了高复杂地表地质条件下的高原地震勘探技术,解决了羌塘盆地油气勘探关键的科学技术问题,解决了该地区长达20余年未解决的地震攻关问题。通过地震解译,在羌塘盆地探获了多个大型圈闭构造,为羌塘盆地的油气勘探提供了最重要的靶区,大大推动青藏高原油气勘探的理论和方法进步。

    付修根在负责的羌塘油页岩勘探项目中,较早系统地论证了我国海相油页岩成矿的沉积古环境特征,提出了羌塘盆地海相油页岩的沉积模型。以此理论模型为指导,他带领的团队新调查发现了西藏长梁山油页岩、胜利河北油页岩和长蛇山油页岩,并证实为目前我国最大规模的海相油页岩矿床。他揭示的海相油页岩横向受岩相古地理控制的规律,以及纵向受古生产力影响的规律,填补了我国在该方面研究的空白,推动了我国油页岩勘探和理论的进步。

    付修根所在的羌塘油气团队先后被评为全国国土资源管理系统先进集体,国土资源部“十一五”科技工作先进集体,并获得多项省部级科学技术一等奖、二等奖。

     

    曾令森:揭示地壳深熔的奥秘 

     

    曾令森在喜马拉雅山野外

     

    曾令森,现任中国地质科学院地质研究所大陆动力学研究室副主任,构造地质学专业博士、二级研究员、博士生导师, 主要从事地壳深熔作用和造山带深部过程的研究,《Science Bulletin》编委和《岩石矿物学杂志》常务副主编。2014年获自然科学基金委国家杰出青年科学基金资助,曾入选万人特支计划、 黄汲清青年地质科学技术奖、中青年科技创新领军人才推进计划和国土资源部百人计划,曾获青藏高原青年科技奖、青藏高原地质理论创新与找矿重大突破先进个人、国土资源部优秀青年科技人才等荣誉称号。

    曾令森立足国际地球科学前沿,以地壳深熔作用为方向,以喜马拉雅造山带和苏鲁超高压带等为野外基地,开展大陆动力学核心问题及其构造动力学效应的研究,连续获得国家自然基金、国家科技基础平台、国家地质调查专项等资助,开展地壳深熔作用及其构造动力学效应和大陆物质深俯冲与超高压变质等方面的研究。他揭示了地壳深熔作用产生的熔体具有明显的Nd同位素不平衡和较弱Sr同位素的不平衡;提出了符合地质事实、较为简洁的控制部分熔融反应类型和副矿物地球化学行为新理论模型;发现并厘定了喜马拉雅造山带始新世和早渐新世构造岩浆事件,填补了喜马拉雅造山带碰撞早期构造岩浆作用的空白,为理解大型碰撞造山带的早期构造演化过程中深部地壳的物理和化学响应,提供了重要的观测结果。同时,首次厘定了我国境内特提斯喜马拉雅带始新世高级变质作用的时限和性质,在榴辉岩中发现了多种类型的长英质多晶包裹体和钾长石超高压相—钾质钡铝沸石,为深俯冲大陆物质部分熔融的产物,并厘定了部分熔融的时限和条件。在国际重要学术期刊上,他已发表成果110多篇,第一作者40多篇。其中EPSL论文被评为2010年以来高引25篇论文之一,部分成果被最新的国外教科书引用,并多次应国内外学术会议或研究机构邀请作报告。

    上述成果揭示了鲜为人知的喜马拉雅造山带碰撞早期的重要构造岩浆事件、苏鲁超高压岩石部分熔融的事件和地壳深熔作用的强烈构造物理学效应, 激发了国内外同行的跟进实验和野外实测研究,有助于深化理解,并重构大型碰撞造山带的构造演化模型。

     

    刘福来:探索变质地质学前沿课题 

     

    刘福来在华北克拉通野外现场

     

    刘福来,中国地质科学院地质研究所研究员,长期致力于“变质地质学”、“前寒武纪地质学”和“造山带形成演化”的科学探索。重点开展华北克拉通高压麻粒岩和孔兹岩系成因及形成的构造背景、麻粒岩相变质作用与深熔作用成因关系高温高压实验,中国高压—超高压变质带的变质演化、年代格架及其形成的构造背景、中国不同类型造山带成因与变质演化等国际前沿课题的研究。

    他厘定华北克拉通古元古代重大变质事件群及年代格架,对全球哥伦比亚超大陆的复原作出重要贡献。连续发现华北克拉通三条古元古代构造带存在带状分布高压基性麻粒岩和高压泥质麻粒岩,限定变质演化P-T-t轨迹;进一步确定华北克拉通三条古元古代构造带为典型的陆—陆碰撞造山带;进一步准确厘定华北克拉通古元古代构造带巨量孔兹岩系延伸分布规律,发现多种成因类型的孔兹岩系,确定其成因机制及变质演化P-T-t轨迹,引领国际前沿。他在超高压变质作用研究中的创新成果引起国际的广泛关注:发现大别—苏鲁超高压变质带巨量陆壳物质深俯冲—超高压变质的确凿证据,引领国际超高压变质作用研究方法的不断完善;率先以全新的研究手段,限定超高压变质带中强退变质岩石不同阶段的P-T条件,促进变质作用理论的创新和研究方法的发展;以全新的综合研究手段准确限定大别 —苏鲁超高压变质带不同演化阶段的年代时限,建立强退变质岩石连续而完整的变质演化P-T-t轨迹及年代格架,引领年代学研究方法的创新与完善。以天然块状岩石为实验样品,通过系统的高温高压实验,发现孔兹岩系在麻粒岩相变质作用过程中,不仅存在固相 + 固相之间的反应,而且存在固相与熔体之间的反应,深化了矿物相转变过程的成因机理,揭示变质演化与深熔作用之间的成因关系,促进变质反应理论的发展。

    作为项目负责人,他承担国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点项目、中国地质大调查项目等20余项。在国内外主流期刊发表学术论文200余篇,其中在 SCI数据库中被收录130余篇,SCI总引用次数达到3600余次,2014年~2015年连续两年入围爱思唯尔公布的SCI高引用率的中国学者榜单。 2016年入选美国地质学会会士;2013年入选欧洲地球化学学会会士,并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。

     

    何高文:在深海大洋烙下“中国印”

     

    何高文在海上现场

     

    何高文,中国地质调查局广州海洋地质调查局副总工程师、教授级高级工程师,主要从事深海矿产资源调查与评价研究工作。他16次参加中国大洋科学考察,7次担任首席科学家,5次担任航次临时党委书记,带领科考团队为我国大洋事业作出突出贡献,为海洋强国建设发挥了重要的作用。

    2013年,我国在西太平洋国际海底区域获得第一块具有专属勘探权的富钴结壳矿区。他作为此项工作的亲历者和矿区申请书的主要编写人,参与了一系列历史性工作,并发挥了重要作用。他组织团队研究提出的矿区申请方案,为维护我国在国际海底区域权益提供了重要的科学支撑。以研究成果为依托,中国大洋协会代表我国政府,在富钴结壳勘探规章通过后的第一时间,向国际海底管理局提出了我国的矿区申请,并获得批准,使我国成为世界上第一个同时拥有三种资源(结核、硫化物、结壳)三块矿区的国家。

    作为第一作者,他集中团队优势,建立了富钴结壳矿址的面积模型,提出了我国关于矿区申请面积的主张,获得国际认可。

    作为第一完成人,他牵头主持的“太平洋富钴结壳资源评价与我国矿区申请方案研究”项目,被评为2015年度海洋工程科学技术奖特等奖。

    作为航次首席科学家,他组织完成了“蛟龙”号7000米试验区选址调查,持续组织开展深海稀土资源调查等工作,为拓展我国资源储备积极工作。

    何高文入选第一批国土资源科技领军人才开发和培养计划、第二批国家“万人计划”科技创新领军人才,被评为全国地质勘查行业“十佳最美地质队员”。

    何高文负责的“深海矿产资源团队”入选国土资源部第一批科技创新团队培养计划。近年来,团队成员主持的科研项目近20项,参加的课题数十项,发表论文数十篇。团队连续5年出色完成大洋科考任务,为履行中国大洋协会与国际海底管理局签订的勘探合同提供重要保障。

     

    唐菊兴:奋战青藏高原探获金属矿藏 

     

    唐菊兴(右四)和资源所研究人员进行钻孔现场编录

     

    唐菊兴,现任中国地质科学院矿产资源研究所区域成矿规律室主任、博士生导师、二级研究员,享受国务院政府特殊津贴,获得国家“有突出贡献中青年专家”称号。

    他常年坚持在海拔4500米以上的青藏高原生命禁区开展科学研究,获国家科技进步奖特等奖1次,部省一、二等奖5次,地调局地质科技奖一等奖2 次,2013年入选国土资源部第一批国土资源科技领军人才开发和培养计划、第一批国土资源科技创新团队培育计划。他公开发表论文200余篇,第一作者53 篇,合作出版著作4部,其中SCI收录12篇、EI收录23篇、CSCD收录174篇、CSCD他引893次,培养博、硕士研究生60余名。他先后被评为 “全国民族团结模范先进个人”、“中央国家机关优秀共产党员”等,荣获中央国家机关五一劳动奖章、全国先进工作者,2015年入选中国地质调查局首批李四光学者,“卓越地质人才”等荣誉称号。

    20多年来,唐菊兴及其研究团队致力于西藏岛弧型斑岩铜金矿、斑岩成矿系统的浅成低温热液铜(金)矿、世界级矽卡岩型铜多金属矿的勘查评价及科学问题的探索。2006年至今,他主持西藏甲玛超大型铜多金属矿的勘探评价,新发现3类矿体,建立推滑覆构造控岩控矿模型,探明并新增资源量铜资源量700万吨,钼资源量69万吨,铅锌矿资源量105万吨,伴生金资源量152吨,伴生银资源量9995吨,取得重大找矿突破。2010年7月该矿投产,年创造利税近3 亿,为数百名藏族同胞提供就业岗位。2003年至今,他主持雄村超大型铜金矿的勘查评价,提出冈底斯成矿带存在俯冲型铜金成矿作用和岛弧型斑岩铜金矿的新认识,截至2013年12月,探明并新增资源量铜资源量238万吨,伴生金资源量202.7吨,伴生银资源量1041.9吨。

    他为中铝资源铁格隆南的找矿突破提供技术支撑,厘定了我国最大的浅成低温热液—斑岩型铜(金)矿床类型,破解青藏高原未发现高硫化型浅成低温热液型矿床的难题。

     

    王静:土地科技领域的领军人 

     

    王静作学术报告

     

    王静,中国土地勘测规划院研究员。作为土地领域科技领军人才,她长期致力于土地资源遥感监测与生态管护的基础应用和战略研究,创建和发展了国土资源部土地领域第一个重点实验室—国土资源部土地利用重点实验室,带领团队取得了重要进展和丰富创新成果。

    她入选国家第二批“万人计划”,获国务院政府特殊津贴,获全国优秀科技工作者、国家“十一五”科技计划执行突出贡献奖、国土资源科技领军人才等荣誉。她负责的团队获全国专业技术人才先进集体、国家风沙源治理先进集体、首批国土资源科技创新团队、“十一五”科技工作先进集体等称号。她主持国家自然科学基金重点项目、国家科技支撑项目与课题,以及国土资源土地资源调查评价工程项目等多项;在国内外核心期刊发表论文以及出版论著多部;获国家科技进步二等奖2 次,获省部级科技进步奖多次。她带领团队首次完成了全国不同区域,涉及江苏、河南、重庆、内蒙古、甘肃和徐州6个省、市的土地生态状况调查与评估,形成了一套完整的技术标准、方法体系,不仅查清和评估了我国不同区域土地生态状况,而且培养了一批省级和地方土地科技领域青年人才,促进了土地科技产、学、研、用结合和集成创新。

    她领衔的国土资源部土地利用重点实验室及土地资源遥感监测与生态管护创新团队,已成长为我国土地科技领域的领军团队之一,是国内土地领域具有较大影响的科技创新基地。2010年,她负责的项目获国家科技进步二等奖,实现了土地科技领域近十年国家科技进步奖“零”的突破;2012年,同合作团队一起再次获国家科学技术进步二等奖,凸显了团队科研能力在国家科技领域的地位。她带领团队负责创建和发展了江苏金坛、河南新郑、内蒙古鄂尔多斯、甘肃榆中、江苏徐州、四川都江堰6个全国不同类型的土地领域野外观测科研基地,为搭建土地资源管理研究与实践应用交流平台奠定了坚实基础。团队的科技成果在土地资源遥感监测评价、土地生态管护、土地可持续利用与规划等方面取得了重大创新性进展,已应用于国土资源管理和土地资源调查评价工程,在支撑国土资源管理和引领行业发展中发挥着重要作用,为推动行业科技进步作出了重要贡献。

     

    李海兵:为了大地的安宁

     

    李海兵在进行野外地质测量

     

    李海兵,现任中国地质科学院地质研究所二级研究员、大陆动力学实验室主任、博士生导师。他在青藏高原大型断裂带的形成时代、变形作用、构造演化以及强地震复发行为等方面,取得了一系列重要研究成果,并对青藏高原北部形成和扩展等重大基础地质问题方面作出了贡献。

    通过对汶川地震的深入研究,他揭示和确定了判断地震与非地震断裂的特征标志,提出了石墨可作为“地震化石”的重要认识;确定了世界上最低的断层摩擦系数,第一次记录到大地震后断裂快速愈合信息,取得了地震机制和破裂过程等方面的重大创新性认识,初步解决了一直困扰在地震地质和地震物理学领域几十年的重大关键问题,完善了地震断裂理论,深化了对汶川地震机理、孕震机制和地震周期的认识,同时为地震的监测、预报和预警提供了重要的科学数据。

    李海兵是国家科技专项“汶川地震断裂带科学钻探计划”总地质师,主持国家自然科学基金重点项目和重大国际合作项目、国家科技支撑项目、地质调查和行业基金项目等20余项;获国家自然科学二等奖1项,国土资源部科技成果一等奖1项、二等奖1项,地质矿产科技成果二等奖2项;发表学术论文160余篇,SCI 论文88篇,论著6部。他获得国家有突出贡献的中青年专家、国务院政府特殊津贴专家、国土资源部科技领军人才、国土资源部国际合作先进个人、青藏高原青年科技奖等荣誉。他在国际、国内地学界具有较高的影响力,而且吸引了比利时籍活动构造专家慕名前来加入其研究团队,成为中国地质调查局系统第一位长期全职在我国工作的外国科学家。目前他已培养硕士、博士研究生及博士后共29人。李海兵领导的研究团队是唯一考察过青藏高原所有强地震的研究团队,为抗震救灾及防震减灾提供第一手资料,获得了对青藏高原主要大型断裂带地震活动性、活动规律和大陆动力学的新认识,在国内外刊物上发表了403 篇学术论文,其中SCI论文173篇,已成为国内外活动构造、断裂作用与大陆动力学研究的一支有影响力的重要力量。团队研究成果“汶川地震断裂作用”被评为2014年度中国地质调查局和中国地质科学院十大科技进展。

     

    吕庆田:拓展地球深部资源 

     

    吕庆田在矿山考察

     

    吕庆田,中国地质科学院矿产资源研究所研究员。他领导的深部资源探测团队,长期坚持战斗在野外一线,向地球深部进军,提高对成矿过程的认知,拓展地球深部资源,满足经济社会发展对资源的需求。

    他们从东部的长江中下游,到新疆的东天山,十多年如一日,坚持开展成矿带深部背景及矿集区3D结构探测、深部找矿预测等方面的研究和调查工作,在陆内成矿、矿集区“透明化”探测和深部找矿方面,取得了一系列重要进展。

    他们提出长江中下游成矿带是陆内俯冲带的新认识。陆内造山成矿的深部过程和机制是长期未解的重大科学问题。深部资源探测团队在多尺度综合地球物理探测的基础上,发现长江中下游成矿带具有独特的结构、构造特征,沿成矿带出现“鳄鱼嘴”构造、以长江为界的“对冲”构造、软流圈“隆起”和上地幔各项异性的“三明治”结构等,进而提出成矿带燕山期成矿动力学模型。该模型包括陆内俯冲岩石圈增厚、拆沉,软流圈上隆和基性岩浆底侵等深部过程,诠释了巨型陆内成矿带的成因。

    他们提出基于稀疏地震剖面约束的重磁3D建模技术和深部找矿预测方法。 三维地质建模是深部找矿的重要基础,团队在长期探索基础上,提出了基于稀疏地震剖面约束的重磁3D建模(透明化)技术,和“三维建模+区域成矿模式+深部找矿信息”三要素综合分析的深部找矿预测方法。通过在庐枞矿集区的综合示范,在深部1500米获得重大找矿异常,检验了方法的有效性。

    不仅如此,新技术促进沙漠戈壁深部找矿取得重要突破。深部勘查技术是实现找矿突破的首要“利器”。深部资源团队创新性地提出了从区域到靶区的勘查技术流程。经过数年的不懈努力,在新疆伊吾县拉伊克勒克戈壁滩发现了隐伏大型斑岩—矽卡岩矿床,获得333+334铜资源量101.5万吨,预测该矿床具有超大型铜矿远景。在新疆其他地区也发现了一系列重要深部找矿线索。

    中国地质科学院深部资源团队多年来以深部探测新技术为手段,大量野外实际探测数据为基础,不断取得创新性成果和找矿发现。在国内外先后出版高水平学术专辑4期,发表论文100余篇,培养了一批资源深部探测人才,为深部资源领域的研究和调查作出了贡献。

     

    殷跃平:地灾防治的科技尖兵

     

    殷跃平(左二)在地质灾害救援现场

     

    殷跃平,国土资源部地质灾害应急技术指导中心副主任,是我国地质灾害防灾减灾领域的领军人才,主持和指导了150多项地质灾害防治工程实施,主持了国家科技支撑计划等30余项研究任务,形成了地质灾害成灾机理研究与防控技术研发相结合的特色,为解决三峡工程库区和汶川地震灾后重建区两大世界级地质灾害防治难题作出了突出贡献。

    他荣获各类科学技术奖 16项,其中,以第一完成人获国家科技进步二等奖2项,部省级科技一等奖2项;荣获李四光地质科学奖、中华环境奖;发表学术论文180余篇,其中单篇论文 SCI被引达190余次,单篇论文CNKI被引达380余次,两篇被评为顶尖学术论文,是全国地球科学领域被引较高的论文作者之一。他获得国家授权发明专利11项,主编了2部国家规范和5部行业规范,推动了我国地质灾害防治科学化和标准化发展。

    他系统研究了特大灾难滑坡成灾机理,提出滑坡—碎屑流高速远程运动的边界层效应和强震区滑坡的竖向地震力失稳机理,发现了特大山体滑坡前缘溃决导致整体滑动的失稳规律,建立了关键块体防控理论。依据这一理论,研发防治设计支持系统,负责了三峡链子崖特大型不稳定山体的预应力锚固工程设计。

    他针对三峡库区集成创新了一套综合防治与利用技术,成功探索出确保山区城镇地质安全的滑坡体治理与综合利用模式,并推广到山区城镇规划建设中,推动了地质灾害防治由“避让防灾”阶段提升到“兴利防灾”阶段。2008年以来,他被国务院三峡工程建设委员会聘为三峡枢纽工程质量检查专家组成员,被中国工程院聘任为三峡工程建设第三方独立评估地质灾害课题副组长,为三峡库区地质灾害风险管控和水库科学调度作出了突出贡献。

    他是我国地质灾害应急著名专家,多次完成了国家重大突发地质灾害应急处置任务,2008年被国务院任命为汶川地震国家专家委员会成员,担任次生地质灾害组副组长,2015年被任命为国务院深圳“12·20”滑坡事故原因调查专家组组长。其中,桩梁坝等新型防治技术和高寒浓雾山区监测预警技术,解决了强震山区高位泥石流防治的难题,成功应用到甘肃舟曲、四川汶川、云南鲁甸等具有世界难度的地质灾害恢复重建中。

    把科技创新成果写在祖国大地上