国际大陆科学钻探的回顾与成果

著者对国际大陆科学钻探的历史和所取得的成果进行了回顾。通过大量的统计和分析研究对前苏联,德国和美国等国有大陆科学钻探计划的实施情况,存在问题进行了总结,最后就今后我国在科学钻探实施方面提出了建议。     

俄罗斯科学深钻技术概况和特点──技术考察系列报道之四

俄罗斯科学深钻技术概况和特点──技术考察系列报道之四中国地质勘查技术院王达，张伟地矿部探矿工程研究所汤松然５铝合会钻进管材５．１概况铝合金钻杆柱用于钻探施工，尤其是钻深井和超深井，具有一系列优点。前苏联的钻探界十分重视铝合金材料和钻柱的研究、开发和应...     

地质钻探过程中上返岩屑的组分研究

采用全俄石油钻进研究院提出的岩屑组分研究方法,分析了乌克兰顿巴斯矿区地质钻探过程中上返岩屑的组分研究结果,可为钻探冲洗液的选择提供理论依据。     

我国实施大洋钻探工程的初步设想

约占地球面积71%的海洋里蕴藏着海量的地质、生物、气候等信息和丰富的资源,我国“十三五”国家科技创新规划中,将“深海、深地、深空、深蓝科学研究”列为战略性前瞻性重大科学问题,并将“国际大洋发现计划（IODP）列为5项国际大科学计划和大科学工程之一。但在深海钻探,作业环境和条件都较陆地上更加复杂,对钻探船、钻探工艺、环保措施、施工组织管理等都是严峻的考验。本文在概述大洋钻探的意义和成果,回顾世界大洋钻探的演进史和工程实施概况以及我国参加大洋钻探情况的基础上,针对大洋钻探的钻井特点和地层条件,探讨了海洋科学钻探取心技术、超深水条件的重入钻孔技术、跟管钻进下套管技术、超深水条件的泥浆循环等关键技术问题,提出了我国实施大洋钻探工程的初步设想。     

直推钻探技术在污染场地调查中的应用现状研究

钻探技术是污染场地调查中唯一可直接获取地层样品的科学手段。其中直推钻探技术具有无冲洗介质、机动灵活、推进速度快、样品干扰小等优点。本文在已有国内外研究基础上,对比分析了西班牙TEC15和美国7822DT两类直推钻机的结构、推进工艺特点,后者具有较高静推进力和起拔力;研究了单管和双管两种直推钻具的结构组成和取样过程,并指出由于单管内设PVC取样套管,可有效保持土样的完整性,效率较高;分析了核磁共振(NMR)、土体水力测试(HPT)、膜界面探测(MIP)的技术原理和设备组成,MIP对污染物三维浓度探测具有更大技术优势;分析了国内直推钻探技术与设备的发展状况,并结合我国污染场地的地质条件和研究现状,指出能够实现精准控制的推进钻探和原位检测一体化装备和技术验证是主要的发展趋势。     

科学超深井钻探技术国内外现状

文章阐述了实施科学钻探的必要性,简要回顾了科学钻探技术发展历程。以前苏联科拉科学超深井钻探技术,联邦德国大陆深钻计划(KTB),中国大陆科学钻探工程(CCSD),美国卡洪山口项目钻探技术,美国夏威夷项目钻探技术,湖泊科学钻探技术等为例,介绍了世界各国在实施科学钻探工程过程中形成的特色技术以及取得的技术成就。论述了实施科学钻探工程前,进行人才队伍培养和关键技术准备的必要性。     

中国加入国际大洋钻探计划的5年总结（1998-2002）

    国际大洋钻探计划（ODP,1985-2003）及其前身深海钻探计划（DSDP,1968-1983）,是20世纪地球科学规模最大、历时最久的国际合作研究计划,30多年来一直在推动学科发展的前沿,导致了学科的一场革命。我国经国务院批准于1998年春正式加入大洋钻探计划,年付50万美元,成为第一个"参与成员"（as sociated member）。加入大洋钻探计划近 5年来,已经取得重大进展。
    （1）成功地在南海实施了ODP184航次。这次在我国科学家建议、设计和主持下的航次在南海 2 000～3 000 m深水区的 6个站位取芯超过 5 000 m,实现了中国海大洋钻探零的突破,使我国一举进入国际深海研究的前沿。在航次后的研究中,我国取得的成果也遥遥领先,不仅在不同时间尺度上取得了西太平洋区迄今为止最佳的深海沉积记录,而且在气候演变的周期性、亚洲季风变迁和南海盆地演化等方面获得了大量创新成果,其中包括学术上的突破性进展,目前正在逐步向国际学术界展示。
    （2）促进了我国深海基础研究及其基地建设。加入ODP近 5年来,我国深海基础研究迅速发展,继国家自然科学基金重大项目（东亚古季风的海洋记录）后,又于2000年底启动了国家重点基础研究发展规划项目"地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录",并实现了深海国家重点基础研究发展规划（973）项目和"大洋专项"的相互结合,已有教育部、中国科学院、海洋局、国土资源部等部门的10多个实验室或研究所在不同程度上加入深海基础研究,其中包括至少 6所重点大学在内,已经初步建成了以深海研究为重要目标的重点实验室,初步涌现出一批有成就的青年科学家。
    （3）增强了我国在有关国际学术界的地位。尽管我国支付的成员费只占ODP整个预算的百分之一强,4年来所起的作用已远不以此为限。特别在筹备新的"综合大洋钻探"计划中,我国代表在有关专业组中的席位已应邀由 2个增至 5个,仅2001-2002年春一年内就有 3次大洋钻探的国际会议在我国举行,近 5年来ODP和筹备中的IODP方面至少有 6批共数十人次访华,是90年代新加入ODP各个成员中最为活跃的一个。
    大洋钻探是一项长周期、高层次的国际科研计划,近 5年来我国以南海航次为中心的研究成果刚开始产出,预计近两年内将达到高潮;而随之建立起来的队伍和基地也可望在未来几年在更大领域范围内进入国际前沿,取得新的重大进展。     

固体矿产钻探技术的现状和展望

分析了国际钻探市场现状以及固体矿产钻探技术的进展,归纳总结了近１０年来我国固体矿产钻探技术的主要进展,并对发展我国固体太科钻探技术提出了建议。     

我国“十二五”期间的科学钻探活动

介绍了我国“十二五”期间主要的科学钻探项目实施情况,主要有“深部探测技术与实验研究专项”中的科学钻探、汶川地震科学钻探、松辽盆地科学钻探工程项目“松科二井”项目、铀矿科学深钻、东南沿海第一口干热岩科学钻探、大陆架科学钻探、长白山天池火山科学钻探、胶莱盆地白垩纪科学钻探、海洋科学钻探、冰心钻探等,以及在这些项目实施过程中开展钻探技术研发获得的成果,并对我国科学钻探的发展进行了展望。     

国际深部大陆科学钻探装备研究进展

大陆科学钻探是获取地下实物信息的唯一手段, 具有钻进地层条件复杂、取芯要求特殊、对钻探工具及装备要求高等特点。美国和德国的先进钻探装备代表了国际深部钻探装备的发展方向; 近十年来, 国内深井和超深井钻机研制取得了较快发展; 本文着重分析了美国NOV理想钻机、德国海瑞克TI-350全液压钻机、中国“地壳一号”万米钻机。国际大陆科学钻探装备关键技术包括顶部驱动钻井技术、钻探装备自动化技术、钻探装备信息化技术。顶部驱动钻井技术利用顶驱装置取代孔口转盘驱动钻杆回转, 钻井作业的能力和效率得到显著提高; 钻探装备自动化技术以实现安全、可靠、高效地运移及拧卸钻具为目的, 主要包括自动猫道、自动摆排管装置和自动上卸扣装置; 钻探装备信息化技术是伴随着现代机电液一体化控制技术和随钻测量技术发展起来的, 通过对地面与井下数据的联合分析, 实现数据综合解释和自主钻进。未来深部大陆科学钻探装备的研制应秉承安全、可靠、高效、节能、舒适的设计理念, 以实现自动化、智能化、信息化钻井为发展目标。     

浅析国外海底取样技术的现状及发展趋势--海底取样技术介绍之一

概述了海底钻探取样在海洋油气钻井和深海科学钻探中的不同特点,指出海底钻探取样是一个前沿性的复杂课题;分析了海底取样器的分类及岩石可钻性分级;针对海底柱状取样器的科研和设计方向提出了建议。     

青海地质岩心钻探安全标准化建设经验及探讨

近年来,为了使岩心钻探施工的各项管理工作与国际标准化管理接轨,结合岩心钻探工作野外流动性大、作业环境复杂等特点,制定了《钻探安全标准化实施方案》、《钻探安全标准化建设手册》,并在夏日哈木、野马泉、大场等矿区进行推广实施。在规范岩心钻探施工、提高安全管理水平、遏制生产安全事故、保障从业人员的人身安全等方面总结了一些安全标准化实施的经验。     

取心钻进工艺方法的技术经济学分析——施工时间分析

介绍了一项取心钻进技术经济学研究的成果。此研究将技术经济学研究的思想引入钻探技术设计,实现取心钻进方法的评价和优选。推导了钻进施工时间的计算公式,并对几种国内常用的或正在改进完善的取心钻进工艺方法进行了评价。评价结果表明,液动潜孔锤钻进方法是一种值得大力推广的高效钻进方法。     

以钻代槽勘查方法研究与应用

为解决槽、井探等传统地表揭露手段自身局限性问题及减少对环境的破坏,提出以钻代槽勘查方法研究的技术路线,总结归纳出浅钻技术方法与钻孔布孔方案,同时初步探讨了基于钻孔数据的三维地质建模方法。最后将以钻代槽方法成果在西藏等地进行了推广应用,验证了可行性和有效性。     

地质钻探施工管理信息系统研究

计算机和网络技术的发展为地质钻探施工设计和施工过程管理信息化提供了技术基础。本文在分析地质钻探信息流和信息化需求的基础上,提出了地质钻探施工管理信息化的总体思路和技术方案,主要由钻探技术信息交互平台、钻探施工设计系统和钻探施工过程管理信息系统组成,包括合同管理、设计管理、钻孔管理、设备管理、材料管理、统计报表、领导关注、档案管理8大功能模块。该系统实施后可显著提高地质钻探设计、施工和管理水平,有较好的推广应用前景。     

福建马坑铁矿钻探野外基地建设的实践与体会

马坑铁矿——福建龙岩野外基地是全国首次以深部钻探关键技术研究为课题的科研基地,是以＂福建马坑外围——大田深泉全国47#整装勘查组之一＂为依托,全面收集、消化吸收前人研究成果,综合应用国内外先进、成熟的钻探工艺技术,结合马坑矿区、石岩坑矿区钻探施工研究解决钻探技术难题,探索出深孔钻探技术组合优化的集成、创新性成果。建设具有科研、教学、培训和科普功能的深孔钻探技术应用示范与科研基地并建有应用示范与成果展示服务于社会。介绍了基地立项及建设情况,以及马坑铁矿钻探实践成果及技术创新。     

优快钻井配套技术在希50-54井应用实践

针对海塔地质特点和钻井难点,开展钻井技术研究和现场试验,制定了切实可行的钻井提速方案,较好地解决了上部地层易塌、中部地层易斜、下部地层硬造成的相关钻井技术难点,实现了优快钻井的目标,为增储上产提供了强有力的保障。以希50-54井为例,从技术应用思路和应用效果两方面出发,深入分析井身结构优化、钻头及参数优选、复合钻井等几大海塔优快钻井配套技术在现场实际中的应用情况,实践表明机械钻速得到大幅度提高,钻井周期明显缩短,效果显著。     

岩石圈研究的重要问题与研究方向

岩石圈研究是８０年代和９０年代国际地球科学研究的前沿课题。地球４６亿年的历史记录有９５％都保存在大陆岩石圈中。大陆和大陆边缘岩石圈的研究最具挑战性吸引力。文中笔者简述了研究岩石圈的现代地球物理方法技术,岩石圈研究已取得的重大进展,全球地学断面图的编制和综合研究,大陆动力学热点研究,大陆科学钻探工作,岩石圈生物圈计划,同时介绍了青藏高原的研究状况。青藏高原是全球地球科学家从事研究的最佳野外实验室,它的隆升对亚洲及全球都有重大影响。     

基于Web of Science数据库的钻井液文献计量分析

本文基于Web of Science数据库,针对2000-2019年钻井液领域文献进行对比和可视化分析,梳理了钻井液年发文量、发文国家、研究热点和研究机构等信息。结果表明：从年发文量来看,2012年之前全球钻井液发文量增长较慢,而2012年之后钻井液发文量出现猛增。美国发文数量最多,达到1803篇,篇均被引频次达到22.06次。中国发文量为1586篇,但是篇均被引频次只有8.55,论文质量与美国差距巨大。从研究方向来看,能源燃料是钻井液领域的重点研究方向。从关键词共现来看,流变性能、纳米材料、天然气水合物等是钻井液研究的相关热点。期刊《Journal of Petroleum Science and Engineering》在钻井液领域的刊文量最大,达到426篇,是钻井液领域最具影响力的期刊。     

隆页2HF页岩气水平井钻井技术研究与实践

四川盆地周缘蕴藏有大面积常压低丰度海相页岩气,依目前的开发成本,储量难以动用,亟需开展低成本钻井工程工艺技术攻关,盘活该类页岩气资源。中石化华东油气分公司在渝东南武隆地区从钻、测、录、固等方面开展了低成本钻井技术研究。通过分析导致钻井成本高的原因,重点从井身结构优化、井眼轨迹控制优化、钻井工具优选、防漏堵漏措施以及测井、录井、固井工艺优化等方面进行了技术研究与现场实践,试验井隆页2HF井由导眼井与侧钻水平井两部分构成,钻井成本较邻井降低了30%,为武隆地区常压页岩气开发奠定了基础。