松辽盆地科学钻探工程松科2井东孔测井设计

松辽盆地资源与环境深部钻探工程计划实施两井四孔,其中松科2井东孔是钻探的主体钻孔,设计井深为6 400m,拟穿透白垩纪地层。松科2井东孔的实施对于开展白垩纪沉积环境和气候研究、实现油气勘探新突破、提升深部钻探技术和复杂井况的测井技术水平等具有重要意义。围绕钻探的科学目标和任务,结合松科2井东孔钻井工程设计及井况特点,开展了测井设计。提出松科2井东孔拟采用先进的测井仪器设备采集测井数据,设计的测井方法系列包括裸眼井综合测井和套管井固井质量检查测井2大类。根据钻井开次和钻进计划情况,设计了8次裸眼井综合测井和5次套管井固井质量检查测井。不同钻井开次的裸眼井综合测井项目有所不同;考虑到井深4 500m以下高温测井的挑战性,设计了必测项目和选测项目。总之,松科2井东孔测井设计既力求取全取准各项测井资料,又体现了应对复杂井况的灵活性,有利于松辽盆地资源与环境深部钻探科学目标的顺利实现。     

松辽盆地南部上、下白垩统界线研究：以松辽盆地国际大陆科学钻探松科3井为例

国际上公认的上、下白垩统界线绝对年龄为100.5 Ma,该界线的“金钉子”位于海相地层中,而陆相层序中有关该地层界线的“金钉子”迄今尚无报道。陆相上、下白垩统界线的研究对于了解白垩纪中期温室条件下陆地上所经历的古地理、古环境、古气候的演化过程具有重要价值。我国东北地区的松辽盆地发育完整的白垩纪陆相地层,可能为陆相的上、下白垩统地层界线的研究提供连续的地质记录。本文基于松辽盆地国际大陆科学钻探松辽盆地南部松科3井全取心资料,通过对岩石类型、岩性序列和沉积相研究,于井深1 191.6 m处的泉头组二段上部滨浅湖相沉积序列中发现灰色、灰绿色流纹质岩屑晶屑沉凝灰岩。通过同沉积期岩浆锆石U-Pb测年获得年龄(96.8±2.9) Ma,时代属于塞诺曼中期。结合前人资料得到研究区登娄库组—泉头组沉积速率为90.54～110 m/Ma,由此确定出上、下白垩统界线位于松科3井泉一段中部(井段1 526.6～1 598.6 m)。本文在考虑测年结果误差的情况下,另外计算出松科3井上、下白垩统界线介于泉二段中部至登四段上部(井段1 279.6～1 917.6 m)。其他学者基于松辽盆地北部松科1井和松科2井...     

松科二井东孔营城组火山岩测井响应特征及岩性评价

为开展松辽盆地深部长期观测、流体实验和探索白垩纪火山事件,利用松科二井东孔丰富、齐全的测井资料,对营城组火山岩岩性进行评价。通过测井响应特征分析发现,松科二井东孔营城组凝灰岩具有最强的放射性和导电性,高孔隙度的集块熔岩密度为低值,流纹岩表现出高密度和低导电性。利用测井交会图和成像识别模式,识别出松科二井东孔营城组火山岩以流纹岩、凝灰熔岩和集块熔岩为主,少量的凝灰岩。结合凝灰岩处测井曲线变化特点,证明了火山喷发间断的存在。流纹岩具有高碱、高Si、低Fe和低黏土矿物特征。T_2谱分析认为流纹岩有利于后期深部长期观测和流体实验的开展。研究成果对松科二井东孔后续火石岭组火成岩及整个松辽盆地火山岩研究具有一定的参考价值。     

中国白垩纪大陆科学钻探工程:松科一井科学钻探工程的实施与初步进展

获取全球环境与气候变化记录是世界科学钻探发展的必然趋势.白垩纪作为地质历史时期"温室气候"的典型范例时期,提供了温室气候条件下地球气候系统运作和变化的良好档案.但是目前国际上针对白垩纪地层的科学钻探主要限于海相地层,对陆相白垩系的科学钻探尚属空白.在我国松辽盆地北部新近完成的中国白垩纪大陆科学钻探工程——松科1井项目有望在此方面取得重要的突破.该项目经过一年多的努力,钻探工程已经全都结束,总计获取岩心长2485.89 m,收获率达96.46%,是目前为止所获取的国际上第一条最长而且连续的白垩系陆相沉积记录.针对岩心的全面研究工作正在开展并已取得初步成果.相关研究工作进展突出表现在通过厘米级样品的取样与分析,将传统地质学百万年的时间分辨率提高到万年尺度,预计其研究结果可为解决当今的全球变暖问题提供重要的参照.利用松科1井科学钻探工程的原始科学资料和研究成果,对岩心已经和在建的包括岩石地层、古生物、沉积相、古地磁、有机地化、旋回地层、地微生物等十大剖面系列,进行科学钻探成果的集成.初步研究在沉积学和有机地球化学、旋回地层学、松辽古湖泊温度变化、地微生物和古大气中CO2浓度定量重建方面已取得重要进展."松科1井"全部岩心剖切后,38%将馆藏保存,其余将用于现阶段研究,并向全世界科学家开放.后续工程"松科2井"也已经被列入国际大陆钻探计划(ICDP)候选项目.     

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。     

松辽盆地上白垩统陆相遗迹化石及其沉积环境

松辽盆地上白垩统中含有丰富的遗迹化石,通过对该盆地20余口取心井岩心的详细观察,发现了6大类动物遗迹化石15属20种。根据这些遗迹化石的分布规律,在松辽盆地上白垩统中划分出5种遗迹化石组合：（1）Scoyenia遗迹组合,主要成分有Scoyenia gracilis、Skolithos和Planolites,偶见停息迹化石,反映的是遭受周期性暴露的极浅水环境;（2）Skolithos遗迹组合,主要以Skolithos和Cylindricum十分发育为特征,分异度小,丰度高,反映的是高能动水环境。（3）Arenicolites遗迹组合,主要以Arenicolites和Polykladichnus大量发育为特征,还见有Skolithos、Planolites、Thalassinoides和逃逸迹等化石,分异度较高,反映了水流能量较低的浅水环境;（4）Planolites遗迹组合,以密集分布的Planolites十分发育为特征,分异度小,丰度高,见有少量指示缺氧环境的Chondrites化石,反映了水体较平静的还原环境;（5）Fuersichnus遗迹组合,主要由Fuersichnus、Glockeria、Gordia、Megagrapton和Planolites等遗迹分子构成,反映了相对平静的深水环境。     

德国大陆科学钻探计划的测井成就

德国大陆科学钻探计划（ＫＴＢ）经过８年多的努力,钻探了先导孔（ＶＢ）和主孔（ＨＢ）两口举世瞩目的科学钻孔。地球物理测井技术在这个计划中起到了不忽视的作用,本文简要介绍了在德国大陆学科钻探计划（ＫＴＢ）实施过程中,地球物理测井所取得的主要成就。     

松辽盆地北部上白垩统层序地层划分及沉积特征

确定了松辽盆地北部上白垩统层序地层的划分方案,将其划分为一个二级层序,三个三级层序,和六个四级层序;同时也分析了上白垩统的沉积特征,主要发育河流和泛滥平原相沉积,局部发育滨浅湖、三角洲相沉积。     

KTB地球物理测井的组织管理

德国大陆科学钻探计划(KTB)是一项庞大的科学工程,钻探了世界上第二口大陆超深孔.在这宏大的计划当中,地球物理测井技术发挥了其独特的作用.系统地介绍了在KTB运作过程中地球物理测井的组织、管理及运行体制.     

松辽盆地白垩系大陆科学钻探松科2井钻遇地层界面及岩性剖面预测

在松辽盆地白垩纪大陆科学钻探松科2井实施前,以钻井地质设计为基础,结合区域地层特征、地球物理资料和邻井钻探结果,参照油气勘探生产标准和经验,对松科2井钻遇主要界面深度进行预测,建立基本框架,同时预测全井段岩性序列、可能的油气水情况和故障层段,最终建立松科2井综合模拟柱状图。各主要地层界面预测深度为:嫩江组二段顶面(T_06)950m,姚家组顶面(T_1)1 245m,泉头组顶面(T_2)1 680m,登娄库组顶面(T_3)2 530m,营城组顶面(T_4)2 965m,沙河子组顶面(T_4-1)3 320m,火石岭组顶面(T_4-2)5 670m,基底顶面(T_5)6 240 m。岩性剖面的预测主要分为两部分:(1)T_4-1之上参考邻井宋深3井钻遇岩性序列;(2)T_4-1之下则根据地震剖面、其他钻遇相当层位的邻井和区域地层特征综合预测。主要目的层岩性特征如下:营城组上部为粗砂岩、砾岩、砂砾岩,下部为厚层凝灰岩、安山玄武岩、流纹岩夹泥岩,底部为砾岩;沙河子组为泥岩夹煤线、细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩;火石岭组上部为凝灰岩、泥岩、英安岩和安山岩,下部为泥岩夹细-粉砂岩,含煤;基底为极低级或高级成岩的石炭—二叠系沉积地层。松科2井模拟柱状图是钻探工程施工的主要依据,同时也为其他科学钻探工程模拟柱状图的编制提供借鉴。     

松科二井火石岭组地层岩石物理学特征研究

松辽盆地资源与环境深部钻探工程是针对白垩纪古气候与古环境研究、地球深部资源调查以及基础地质研究等一系列科学问题而实施的科学钻探。松科二井是松辽盆地科学钻探工程的主体钻孔,设计的测井项目齐全,采集了丰富、连续、原位的地球物理测井资料。本文主要利用该孔的测井资料研究深部火石岭组地层岩石物理学特征;结合实验室岩心核磁共振测试结果,分析不同岩性储层的孔隙结构特征。研究表明,火石岭组地层主要发育安山岩、凝灰岩、复成分砾岩和凝灰质泥岩,其中火成岩岩相以爆发相和喷溢相为主,安山岩和复成分砾岩表现为高电阻率、低声波时差特征,凝灰岩为低电阻率、高声波时差特征,凝灰质泥岩电阻率最低;储层整体上具有低孔低渗的特点,但凝灰岩储层小孔和中孔发育,物性相对较好,是较为有利的储层。研究结果为进一步评价松辽盆地深部油气资源和地层结构提供了有力支持。     

A Floating Astronomical Time Scale for the Early Late Cretaceous Continental Strata in the Songliao Basin,Northeastern China

A continuous terrestrial succession was recovered from the Songke-2(SK-2) borehole in the Songliao Basin, Northeastern China. This borehole provides a unique material for further research on the continental paleoclimate during Cretaceous greenhouse period, following a series of achievements of the Songke-1(SK-1) core. In this study, thorium(Th) logging data were chosen as a paleoclimate proxy to conduct a detailed cyclostratigraphic analysis. The Th series varies quasi-periodically; power spectr...     

Recognition of Milankovitch Cycles in the Natural Gamma—Ray Logging of Upper Cretaceous Terrestrial Strata in the Songliao Basin

Spectrogram analysis of seven natural gamma-ray logging of Member 1 of the Qingshankou Formation (K2qn1) and Member 1 and 2 of the Nenjiang Formation (K2n1-2) of Late Cretaceous age in the Songliao Basin reveals sedimentary cyclicities controlled by Milankovitch climate periodicities. The recognition of Milankovitch cycles allows estimation of an average accumulation rate of ~7.55–8.62 cm/ka for the K2qn1 sections, and ~6.69–10.16 cm/ka for the K2n1-2 sections. Two marine transgression events occurred during the deposition of K2qn1 and K2n1-2 and their ages are at ~0.74–1.10 Ma and ~2.38–4.84 Ma, respectively. Identification of Milankovitch cycles from fine-grained deep lake sedimentary rocks in the Songliao Basin may provide great potential for high-resolution stratigraphic subdivisions and correlations.     

松辽盆地大陆深部科学钻探2号井完井暨学术研讨现场会召开

正2018年5月26日,自然资源部中国地质调查局在黑龙江省安达市松科二井工程现场召开大陆科学钻探工程(松科二井)完井暨学术研讨现场会。中国地质学会常务副理事长兼秘书长、自然资源部中国地质调查局副局长、松科二井工程领导小组组长李金发宣布松辽盆地大陆深部科学钻探工     

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”.     

Late Cretaceous chronostratigraphy （Turonian-Maastrichtian）： SK1 core Songliao Basin, China

Non-marine ostracodes,charophytes and palynomorphs are abundant in most Cretaceous lacustrine basins of East Asia.However,their ranges are not directly integrated with marine biota that defines the Cre...     

Cretaceous Phytoplankton Assemblages from Songke Core-1,North and South(SK-1,N and S) of Songliao Basin,Northeast China

Abstract: Cretaceous phytoplankton from the newly completed core hole (SK-1, N&S) in the central Songliao Basin was studied. The target interval is from the upper Quantou Formation of Upper Cretaceous to Mingshui Formation. Twelve genera of dinoflagellates, six of acritarcha and three of chlorophyta were identified in 588 samples from the 2300-m deep core. Ten phytoplankton assemblages have been classified: Tetranguladinium-Subtilisphaera-Botryococcus, Botryococcus-Pediastrum, Pediastrum, Dinogymniopsis-Chlamydophrella-Vesperopsis bifurcate, Dinogymniopsis minor-Balmula, Pediastrum-Botryococcus, Schizosporis-Campenia, Kiokansium-Dinogymniopsis-Botryococcus, Dinogymniopsis-Granodiscus-Filisphaeridium and Granodiscus. According to the findings mentioned above, the age of the upper Qantou Formation is Cenomanian, the Qingshankou Formation belongs to upper Cenomanian-Turonian, the Yaojia Formation to Coniancian-Santonian age, the Nenjiang Formation is of Campanian age, and Sifangtai-Mingshui formations are referred to Maastrichtian stage. The ecology of phytoplankton is closely related to water salinity. Each type of phytoplankton is within a certain living water mass whose evolution type reflects salinity change of the Songliao Lake. The assemblages from the SK-1 indicate that water salinity changes with the cycle of freshwater–slight brackish water–brackish water–slight brackish water–freshwater in the lake.     

利用测井资料获取松辽盆地深部热物性参数

盆地导热系数是研究盆地深部热结构的重要参数,通常通过获取深部岩心测试获得,但这种传统方法经常会受到经费、取样条件等限制,并且对于地热井来说,因受温度压力条件的影响,室内测试结果也不能代表岩石原位导热系数。本研究获取了松科2井三开3 289m至4 536m岩心实测导热系数和测井参数,分析了砂岩、泥岩、流纹岩导热系数与测井参数之间的关系,结果显示砂岩的测井参数孔隙度、波速与导热系数之间具有明显的相关性,泥岩和流纹岩的相关性并不高。在此基础上,本研究分析了松辽盆地温度、压力对导热系数的影响,认为温度效应造成松辽盆地松科2井三开导热系数与室内实测值偏小约30%;压力效应使盆地三开段导热系数相对室内测试值偏大约10%。本研究成果可以为我国盆地深部导热系数以及大地热流值的获取提供新的思路,尤其是对于一些具有测井数据但无法获取深部岩心的废弃井具有更大的意义。     

松辽盆地海侵事件——松科1井钙质超微化石新证据

松辽盆地作为中国最大的陆相含油气盆地,是否发生过海水侵入一直存在争议,化石能为该科学问题提供直接解释。在松科1井嫩江组一、二段发现了少量的钙质超微化石,初步鉴定出Calculites obscurus,Calculites ovalis,Quadrum sp.,Micula sp.等属种。上述钙质超微化石广泛分布于晚白垩世海相地层中,通过与国际标准海相化石的对比,将嫩江组一段中、下部的时代限定为Turonian晚期—Maastrichtian期。松辽盆地嫩江组一、二段下部的钙质超微化石保存总体一般,有一定的多样性,具有海相钙质超微化石的特征。松科1井钙质超微化石的分布、古生态及其与有孔虫化石的对应关系表明,松辽盆地嫩江组一段中-下部、二段下部沉积期湖泊水域广阔,全球海平面较高,间歇性的海水侵入事件导致西北太平洋中的钙质超微浮游生物和有孔虫等海洋生物被带入松辽盆地。