Deep Continental Scientific Drilling Engineering Project in Songliao Basin: progress in Earth Science research

The Songke No.2 well (eastern hole) (referred to as Well SK-2), one of the “two wells and four holes” of the Deep Continental Scientific Drilling Engineering Project in the Songliao Basin, is in Anda City, Heilongjiang Province, and was officially completed on May 26, 2018. The scientific goals of Well SK-2 cover four aspects: paleoclimate research, resource and energy exploration, primary geological research, and development of deep earth exploration techniques. Since the official commencement of drilling in 2014, the Well SK-2 scientific drilling engineering team has organized and implemented drilling for coring, in situ logging, chemical analysis of core elements, and deep structural exploration around the well. Currently, the following preliminary scientific research progress has been made: 4334.81 m in situ core data has been obtained; the centimeter-level high-resolution characterization of the most complete and continuous Cretaceous continental strata ever unearthed has been completed, and the standard profile of continental strata has been initially established; the unconventional natural gas resources and basin-type hot dry rocks in the deep Songliao Basin were found to have good prospects for exploration and development; the climatic evolutionary history of the Cretaceous continental strata was rebuilt for the first time, covering hundreds of thousands to millions of years, and the major events of Cretaceous climate fluctuations have been discovered; all these reveal strong evidence for the subduction and aggregation of paleo-ocean plates, providing a theoretical basis for the re-recognition of the genesis of the Songliao Basin and for deep earth oil and gas exploration. The implementation of the Deep Continental Scientific Drilling Engineering Project in the Songliao Basin is of great significance for exploring the mysteries of the Earth and solving major problems such as those related to the deep energy environment. It is a solid step along the road of “going deep into the Earth”.     

中国大陆科学深钻发展的若干思考与建议

科学钻探是获取地球内部信息的最直接和最重要手段,在解决“向地球深部进军”战略科技问题上起着无可替代的作用。本文简要回顾国内外大陆科学钻探的发展历程和深钻的发展现状,分析大陆科学深钻发展特点与态势;围绕中国大陆科学深钻,梳理其关键科学技术问题、面临的挑战与机遇;在此基础上提出中国大陆科学深钻发展的目标、优先发展方向与发展途径建议。大陆科学深钻能够为地球动力学过程、地质灾害、地质资源和环境变化等全球关注的地球科学前沿问题提供独特的研究途径,但是其实施深度又受超高温和超高压等恶劣井眼环境的制约;现代科学技术的进步有力促进了大陆科学深钻中各项技术的发展,为超深井和特深井科学钻探提供重要支撑。中国大陆科学深钻应以9000～15000 m特深井为目标,注重“超深”“深时”和“深观”等领域的科学问题,优先发展地球深部构造、深部生命、深时气候和深部资源探测等方向,研究超深物质、动力学过程和岩石物理等实验技术,研发超高温超高压环境下的钻井、测井和长期观测等技术与装备,促使我国深地探测能力和水平实现一次飞跃。     

松辽盆地大陆深部科学钻探地球科学研究进展

松辽盆地大陆深部科学钻探工程"两井四孔"之一的松科二井东孔(简称松科二井),位于黑龙江省安达市境内,于2018年5月26日正式完井。松科二井的科学目标涵盖古气候研究、资源能源探索、基础地质研究和发展深部探测技术四个方面。自2014年正式开钻以来,松科二井科学钻探工程组织实施了钻井取芯、原位测井、岩芯元素化学分析以及井周边深部结构探测等工作,目前已取得初步科研进展:获取长4134.81 m原位岩芯资料,完成了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画,初步建立起陆相地层标准剖面;发现了松辽盆地深部非常规天然气资源与盆地型干热岩良好的勘探开发前景;首次重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史,并发现白垩纪气候波动重大事件;揭示了古大洋板块俯冲、聚合的深部证据,为松辽盆地成因再认识及深层油气勘探提供了理论依据。松辽盆地大陆深部科学钻探工程的实施,对探索地球奥秘、解决深部能源环境等重大问题,具有重要意义,是"向地球深部进军"道路上迈出的坚实一步。     

中国冻土区天然气水合物调查研究

中国是世界上第三大冻土国,在青藏高原和东北大兴安岭地区分布着大片的多年冻土区,并有较好的天然气水合物形成条件和找矿前景。20世纪90年代末就有部分科研人员开展了中国冻土区天然气水合物形成条件和分布预测的研究工作。2002年开始,中国地质调查局先后设立了5个地质调查项目,对中国冻土区开展了地质、地球物理、地球化学和遥感调查工作,并在祁连山冻土区成功地钻获了天然气水合物实物样品,取得了找矿工作的重大突破,使中国成为世界上既有陆地水合物也有海底水合物的少数几个国家之一。目前中国冻土区天然气水合物研究中仍存在着调查研究程度较低、技术装备落后、未开展试生产研究等问题。随着国家对天然气水合物重视程度的加强,中国冻土区天然气水合物的调查研究进程将会进一步加快,并有可能在不久的将来实现试生产。     

国际大陆科学钻探（ICDP）进展

直接进入地球内部观察研究地球的成分、结构构造和各种地质作用是人类的长期梦想,就目前人类的科学技术条件,人们还不可能直接钻入地下进行实地取样与观察。科学钻探是获取地球深部物质、了解地球内部信息的最直接、最有效、最可靠的方法。国际大陆科学钻探计划成立以来,已经在许多领域取得了重要成果,发表了大量的文章。本文对科学钻探的发展过程、大陆科学钻探的意义、国际大陆科学钻探委员会成立的背景与建立过程、组织结构、立项程序、立项准则以及研究领域做了简要概述。对国际大陆科学钻探近年来在气候变化与全球环境、陨石撞击坑及撞击过程研究、地球生物圈、火山系统和热流机制、地幔柱和大洋裂谷、活动断裂、汇聚板块边界和碰撞带、自然资源等主要研究领域的重要进展做了综述,重点介绍了日本的云仙火山钻探项目、美国夏威夷火山科学钻探和圣安德列斯断裂深部观测计划的主要进展。概括和总结了中国实施的3个国际大陆科学钻探项目所取得的成果进展和中国的大陆科学钻探事业近期的主要活动。     

非常规油气地质调查工程进展与主要成果

中国地质调查局油气资源调查中心牵头组织实施的“非常规油气地质调查工程”,开展了黑龙江省鸡西地区煤系气地质调查、松辽盆地及外围油页岩地质调查、松辽盆地西斜坡油砂原位试采工程、陆域天然气水合物地质调查与祁连山木里天然气水合物野外长期观测站建设、陕西关中地区氦气地质调查和非常规油气资源国情调研等工作,获取了大量基础数据,取得了黑鸡地1井、黑鸡地3井、黑鸡地4井等一系列突破性成果和重要进展,初步掌握了我国油页岩、油砂、陆域天然气水合物、氦气以及鸡西盆地煤系气等非常规油气资源潜力。该工程在煤系气、油页岩、氦气等领域产生重要影响,提振了非常规油气勘探开发信心,推动了科技创新与地质调查深度融合,促进了非常规油气学科发展。     

衡水地区地裂缝空间发育特征与地下水位降深关系

通过浅层地震法及高密度电阻率法物探对河北衡水地区最近发现的3条地裂缝调查,探明了地裂缝地下发育深度、宽度、倾向等,发现地裂缝在地表与地下发育特征有明显不同：地表以一条地裂缝存在,在地下深处则以裂缝带发育,裂缝带两侧裂缝埋深不同,地下裂缝形态表现为上窄下宽。对该地区深层钻探、水文地质和多年地下水开采等资料分析表明,该地区的地裂缝是地质历史时期地质构造活动产物,开采深层地下水等资源则是促使地裂缝发展的主要原因。通过对不同地点地裂缝发育深度与近36年以来地下水水位降深的关系分析,结果显示：不同地区地裂缝发育深度与相应深层地下水水位降深呈线性关系。研究成果对地裂缝机理研究及预防开采深层地下水对地质环境的影响具有指导作用。     

ICDP创立20周年: 中国大陆科学钻探方兴未艾

国际大陆科学钻探计划(ICDP)创立于1996年, 至今整整20年。ICDP最初由中国、德国和美国3个发起国组成, 目前拥有24个成员国, 在全球已经组织和资助了30余个大陆科学钻探项目和75个研讨会。研究领域覆盖了全球大陆地球科学的各方面主题, 在诸多领域取得了重要进展。此前我们曾介绍了ICDP的概况和进展, 本文概述近些年ICDP科学主题的调整、组织发展状况和申请流程, 着重介绍与中国地学界关系密切的活动断裂与地震、全球性气候周期与环境变化、地球深部生物圈和矿产资源等几个领域的主要进展或发展方向, 并简要介绍了我国开展的“大陆科学钻探选址与钻探实验”(SinoProbe-05)项目、“汶川断裂带科学钻探”(WFSD)项目以及正在进行的ICDP项目——“白垩纪松辽盆地大陆科学钻探”概况和成果。     

青州国家地质公园地质遗迹资源类型及评价

重要地质遗迹是人类的宝贵财富,是生态环境的重要组成部分。青州国家地质公园5.3亿年前处于海陆边缘地带,地质遗迹类型丰富,保存完好,对研究我国东部乃至东南亚地区环境的演变具有重要的科学价值。该文详细介绍了青州国家地质公园的地质遗迹类型,并对其进行了评价。     

祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程概况

2008～2009年,中国地质调查局组织中国地质科学院矿产资源研究所、勘探技术研究所、青海煤炭地质105勘探队等单位,在祁连山木里地区实施“祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程”,迄今共完成DK-1、DK-2、DK-3和DK-4 4个钻探试验井,总进尺2059.13m,并在井深133~396m区间钻获多层天然气水合物,取得了找矿工作的重大突破,证实中国冻土区存在规模巨大的天然气水合物潜在能源。祁连山冻土区天然气水合物具有埋深浅、冻土层薄、气体组分复杂、以热解气为主等特征,应是一种新类型的水合物。初步研发集成出一套冻土区天然气水合物调查方法、钻探施工工艺和配套装备,为下一步的调查研究奠定了基础。     

浅议地质录井技术在煤田地质勘探中的运用

地质录井作为石油地质的一项必需技术已为地质界所公认,在石油钻探中,录井技术可以较准确地判定油砂层的位置,将地质录井技术运用到煤田、水文钻探中,可以在取心失败或者无心钻进中有效判定目的层层位。地质录井资料,也是测井解释的重要依据。     

2015年中国地质调查项目资助论文统计分析

以2015年SCI-E和CSCD 数据库收录的中国地质调查项目资助发表的论文为统计源,采用文献计量学方法,从项目投入情况、论文被各数据库收录情况、机构分布、作者排名、学科分布、期刊分布和核心期刊论文比等方面进行了统计分析。结果表明,2015年中国地质调查项目资助论文被各数据库收录数量较2014年度大幅增加,大学院校产出占据优势,学科分布主要集中于基础前沿性研究、矿产资源调查与评价、矿产资源勘查技术、地质环境保护与地质灾害防治和国土资源管理与决策服务等5大领域,“国外期刊论文比”和“核心期刊论文比”均表现出较好的质量水平和较高的学术影响力。     

绿色地质勘查综合技术应用分析

绿色地质勘查是青海省乃至我国地质找矿发展的必然趋势。开展绿色地质勘查需要了解地质勘查工程影响生态环境的范围及形式,在此基础上综合多种先进的勘探技术手段,以最大程度降低扰动地表生态环境为基础满足预查、普查等阶段的地质找矿目的。其方法包括结合环保型冲洗液、浅层取样钻探、便携钻探设备浅孔钻探、重型钻探设备深部钻探与多向分支定向钻探取样方法等,并综合资料探索三维地质建模的方法开展绿色地质勘查。     

抗战内迁北碚的中央地质调查所与中国西部科学院

抗战时期,中央地质调查所内迁重庆北碚,中国西部科学院帮助其在纷乱的战时安定下来,开始相对稳定的科研工作,主要在西部地区开展调查、从事科研。地调所的科研血脉得以传承,成为战时国内矿产资源调查研究中心。     

全国油气资源战略选区调查工程进展与成果

2016—2018年期间,由中国地质调查局油气资源调查中心牵头组织实施的“全国油气资源战略选区调查工程”,以实现“新区、新层系、新类型、新认识”四新领域油气调查战略发现和突破,推动创建油气勘查开发新格局为目标,按照总体部署、分步实施原则,组织开展了长江经济带页岩气调查、北方新区新层系和松辽盆地页岩油调查油气调查三大科技攻坚战。在基础地质调查基础上,评价优选了一批页岩油气有利目标区,部署实施了二维地震、参数井和压裂试气工程,实现了长江中游下古生界页岩气、松辽盆地白垩系青山口组页岩油、塔里木盆地温宿凸起新近系油气、准噶尔盆地南缘二叠系芦草沟组油气和侏罗系西山窑组煤层气以及银额盆地居延海坳陷石炭系—二叠系油气调查等一系列重大突破和发现,初步摸清了新区新层系资源潜力。这些成果大大提振了南方复杂构造区页岩气、陆相页岩油和北方新区新层系油气资源勘查的信心,推动了油气地质调查与科技创新的深度融合,形成了油气成藏理论机理新认识,发挥了公益性油气资源调查的引领和带动作用。     

中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技十大进展新鲜出炉

中国地质调查局、中国地质科学院于2015年1月15—16日在北京召开了2014年度科技成果汇报交流暨十大进展评选会。对择优推荐的45个项目进行了汇报交流。来自国土资源部、科技部、教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会、中国地震局、中国石油化工集团公司等部门的34位院士专家组成的评选委员会,经过认真、严谨的评审和投票,评选出了中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技十大进展,并逐一进行了点评。本次评选的"地质科技十大进展"集中代表了2014年度全国地质调查和地学研究重要进展,充分体现了地质调查工作在科技创新、成果应用与转化方面的能力与水平。     

深部找矿和深部探测中钻探技术的挑战与对策

近10年来,随着钻探工作量大幅度增加,施工的深孔、特深孔数量急剧增长;作为地壳探测工程前期准备的深部探测技术与实验研究专项即将全面完成,万米级科学钻探工程将提上议事日程;这对钻探技术和装备提出了前所未有的挑战。就钻探技术的新进展,深孔、特深孔钻探存在的问题及解决对策进行了初步探讨。     

科学超深井硬岩取心关键技术

科学超深井是人类观测深部地球的“望远镜”。获取典型区块的原状岩心,建立高分辨率的地层剖面及其物、化性剖面,是科学钻探的最主要的目的之一。在深部钻探中,钻头驱动方式和岩心提取方法,是影响工程能源消耗、施工周期和工程经费的关键因素,从多方面阐述了科学超深井取心钻进多项关键技术和难点,并提出了针对性的解决方案和研究方向。     

Potential and Suitability Evaluation of CO2 Geological Storage in Major Sedimentary Basins of China, and the Demonstration Project in Ordos Basin

From 2010 to 2012, the China Geological Survey Center for Hydrogeology and Environmental Geology Survey (CHEGS) carried out the project “Potential evaluation and demonstration project of CO2 Geological Storage in China”. During this project, we developed an evaluation index system and technical methods for the potential and suitability of CO2 geological storage based on China’s geological conditions, and evaluated the potential and suitability of the primary basins for CO2 geological storage, in order to draw a series of regional scale maps (at a scale of 1:5000000) and develop an atlas of the main sedimentary basins in China. By using these tools, we delineated many potential targets for CO2 storage. We also built techniques and methods for site selection and the exploration and assessment of CO2 geological storage in deep saline aquifers. Furthermore, through cooperation with the China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co., Ltd., we successfully constructed the first coal-based demonstration project for CO2 geological storage in deep saline aquifers in the Yijinhuoluo Banner of Ordos in the Inner Mongolia Autonomous Region, which brought about the basic preliminary theories, techniques, and methods of geological CO2 storage in deep saline aquifers under China’s geological conditions.     

农商部地质调查局始末考

中国地质调查事业始于民国。1913年地质调查所正式成立,直至1950年裁撤,30余年间一直是中国地质学家的大本营。1916年初,地质调查所重新改组为地质调查局,并在行政上直接隶属农商部。同年夏天,地质研究所学生毕业后入地质调查局工作,成为地质调查局主要成员。1916年底,地质调查局被裁撤,又恢复地质调查所,但此后工作形式与机构管理均与调查局时期无太大变化。地质调查局因存在时间较短,加之史料不多,以往著述着墨不多。本文以《农商公报》、《政府公报》及地质调查局相关原始材料为基础,考察地质调查局成立始末、机构设置、人员组成及早期进行的地质调查工作。认为地质调查局的成立是中国地质学者建立独立地质调查专门机构的一次尝试。