革新钻井液技术以促进干热岩产业化开发

我国干热岩资源丰富,利用系数高,可为电力提供稳定基础荷载,被认为是能够担负起能源革命重任的可再生清洁能源,其规模开发对我国实现“碳达峰和碳中和”具有重要意义。然而,经历近半个世纪,目前世界范围内仅有少量利用EGS技术开发的干热岩示范项目有微量发电,实现产业化目标尚有许多技术瓶颈。通过研究EGS开发过程和钻井液技术,笔者提出：EGS钻井过程中存在钻井液漏失。因此,钻井液组分自身、钻井液与岩屑或井壁岩石、钻井液与热储裂缝表面岩石,在高温高压下会发生各种理化反应,生成新的物质。这些新的物质可能会沉淀在井壁和裂缝表面,甚至可能与井壁或裂缝表面岩石固结成一体,降低裂缝的有效空间,甚至封堵裂缝,且难以清除,使热储导流能力极大降低,难以达到发电要求的流量。因此,革新钻井液技术理念,研究EGS高温高压环境下钻井液组分和岩屑与温压之间的相互关系及其对钻井液性能的影响,利用先进的计算机数据统计、分析和计算技术,对钻井液性能、钻井液在井筒的流动特性以及钻井液与热储岩石的配伍性进行精准预测和控制,避免或减少钻井液漏失以及钻井液在热储环境下与岩石的反应,消除钻井液对热储伤害,提高渗透率,可能是干热岩产业化的技术突破。     

平顶山北地热示范区PBR01井钻探技术研究与分析

为打赢大气污染防治攻坚战和燃煤替代任务,平顶山市市委市政府委托河南省有色金属地质矿产局组织开展平顶山地区地热勘查开发工作。根据对区域地质情况和地层特点,河南省有色金属地质矿产局自行设计并组织施工了平顶山北地热示范区PBR01井。文章从钻探设备选型、施工工艺选择、钻井液配置等方面介绍了项目设计和施工的全过程;通过钻井的施工,解决了本地区大口径深孔钻进难题,为本地区后续开发应用起到了良好的示范作用;通过对钻时曲线的分析,掌握了本地区不同地层钻进效率情况,提出了提高大直径硬岩钻进效率的方案。     

钻探技术在矿山灾害事故应急救援中的应用

钻探作为一种有效的应急救援手段在矿山灾害事故应急救援工作中得到了应用。本文根据应用目标不同将应急救援钻孔分为生命保障孔、救生孔、排水孔、灭火孔、瓦斯抽放孔等。生命保障孔钻探技术、排水孔钻探技术、大口径救生孔钻探技术等3种典型的矿山灾害事故应急救援钻探技术在矿山灾害应急救援工作中得到成功应用,取得了不错的效果。加强矿山灾害事故应急救援钻探技术配套设备的研发和相关钻探工艺研究将有力促进矿山灾害事故应急救援的发展。     

近年来钻探用超硬材料的发展与展望

超硬材料在工业发展中扮演着举足轻重的角色,特别是地质钻探行业中超硬材料的研制与应用更显突出。以前钻探界有句话：“有什么样的磨料就有什么样的钻进设备和钻进工艺”,这充分说明了它们的因果关系。金刚石钻头随着人造金刚石的品种、结构、性能、品质等方面不断提高,很大程度上满足了地质钻探行业的需求,并推动了钻探行业的飞速发展;同样钻探应用中提出的新需求,又不断促进超硬行业继续探索。两者相辅相成,互相促进,共同发展。本文结合大量实例阐述了地质钻探行业中使用的超硬产品的特点、种类、性能等。真切地期待未来超硬材料能够更精更新,更多地在钻探产业实现创新突破。     

四川沐川大口径地质调查井（川沐地2井）钻探施工技术

大口径页岩气地质调查井（川沐地2井）部署在四川盆地西南缘五指山—天宫堂构造带建全—龙华复向斜的核部,设计井深2500 m,完钻井深2406.00 m。钻探目的是主探须家河组陆相页岩气,兼探雷口坡组常规气。本文介绍了川沐地2井的钻探施工情况,针对侏罗系易垮塌的泥岩和三叠系可钻性差的砂岩,开展了高效提速复合钻进、复杂地层钻井液、下套管固井工艺等应用研究,解决了垮塌段下套管固井难题,提高了钻探效率,建成了一口可供地层含气性测试的合格井,获取了岩心等实物资料,查明了该井区的地层层序,在三叠系须家河组—雷口坡组钻遇37层油气显示,实现了钻探目的及油气发现,为页岩气地质调查评价奠定了基础,对巩固乌蒙山区脱贫攻坚成果具有重要意义。     

高密度抑制防塌冲洗液体系在四川营山SY-1地热井中的应用

四川营山地下热矿水探采井SY-1井是一口地热资源重点勘查井,实际完钻深度2758 m,揭露三叠系上统须家河组热储层岩性以长石砂岩、粉砂岩为主,埋藏深度2220~2758 m,厚度538 m。下沙溪庙组岩性为灰绿色页岩、暗紫红色粉砂质泥岩夹黄褐色中厚层状粉砂岩及块状细粒长石砂岩,含高压气、卤水混合物,施工过程中需解决坍塌掉块、井涌、井漏、卤水污染、缩径等复杂难题。室内通过开展高密度抑制防塌钻井液流变性、防塌性、稳定性等控制方面的技术攻关,在优选钠基膨润土的基础上,通过对包被剂、降滤失剂（抗盐）、防塌剂等材料的筛选及优化,形成了高密度抑制防塌冲洗液的最终配方：清水+4%膨润土+0.1%纯碱+0.1%烧碱+1%~2%增粘剂HN-1+0.2%~0.5%环保大分子包被剂+1%~3%环保降滤失剂HJ-1+1%~3%抗盐滤失剂HLY+1%~2%环保防塌剂HFJ+重晶石。该配方密度1.50~1.80 g/cm³可调,滤失量4.0 mL,流变性能好,抑制防塌效果显著,在现场取得了成功应用,保证了该项目的顺利实施。     

福建周宁水库地面暖云人工增雨作业效果分析

利用2012年4月至2013年8月期间在福建省周宁水库开展的地面烟炉暖云人工增雨试验资料,结合区域对比试验方法对每次暖云人工增雨作业进行效果评估,探讨暖云人工增雨的作业效果。结果表明：周宁水库开展地面暖云人工增雨作业的平均增雨量为51 mm;在西南暖湿气流影响下的暖云增雨效果最明显;采用多点及多时次暖云人工增雨作业方式,有利于提高人工增雨的作业效果。通过作业效果分析,地面烟炉暖云人工增雨技术适合于南方山区。     

Initial Dilution of A Vertical Round Non-Buoyant Jet in Wavy Cross-Flow Environment

The phenomenon of wastewater discharged into coastal waters can be simplified as a turbulent jet under the effect of waves and currents. Previous studies have been carried out to investigate the jet behaviors under the current only or the wave only environment. To gain obtain better understanding of the jet behaviors in a realistic situation, a series of physical experiments on the initial dilution of a vertical round jet in the wavy cross-flow environment are conducted. The diluted processes of the jet are recorded by a high-resolution camcorder and the concentration fields of the jet are measured with a peristaltic suction pumping system. When the jet is discharged into the wavy cross-flow environment, a distinctive phenomenon, namely “effluent clouds”, is observed. According to the quantitative measurements, the jet width in the wavy cross-flow environment increases more significantly than that does in the cross-flow only environment, indicating that the waves impose a positive effect on the enhancement of jet initial dilution. In order to generalize the experimental findings, a comprehensive velocity scale ua and a characteristic length scale l are introduced. Through dimensional analysis, it is found that the dimensionless centerline concentration trajectories is in proportional to 1/3 power of the dimensionless downstream distance , and the dimensionless centerline dilution is proportional to the square of the dimensionless centerline trajectory . Several empirical equations are then derived by using the Froude number of cross-flow Frc as a reference coefficient. This paper provides a better understanding and new estimations of the jet initial dilution under the combined effect of waves and cross-flow current.     

综合地球物理方法在山前隐伏断裂探测中的应用——以巍山—长山南坡断裂为例

针对探测山前隐伏断裂复杂困难的特点,以巍山—长山南坡断裂为例,采用浅层地震勘探和高密度电法勘探等地球物理方法并结合钻孔联合地质剖面资料,对巍山—长山南坡断裂的隐伏段的准确位置和活动性进行研究,确定断层的准确位置和产状等。研究结果表明,巍山—长山南坡断裂在唐山市区的隐伏段为S倾的正断层,倾角约78°,断距约3 m,上断点埋深约19 m;该断裂在市区的隐伏段为中更新世断裂,晚更新世以来不活动。     

四川地震预警网外玛多7.4级地震预警分析研究

2021年5月22日2时4分青海省玛多县发生M7.4地震。四川地震预警台网成功地处理并产出了本次地震预警结果。本文针对四川地震预警系统产出的8次地震预警处理结果及预警减灾效能进行了分析。此次地震震中距四川地震预警网55km,首台触发后12.19s发布首次预警处理结果,前5次预警处理结果用时距离首台触发时间均小于35s。与正式地震目录对比,第1次预警处理结果震中位置偏差为17.1km,震级偏差为-1.8,盲区半径为121km。随着参与计算台站数量增多,震中位置偏差和震级偏差不断减小,盲区半径不断增大。由于地震破裂时间长和台站限幅等原因,8次预警震级均偏小。本次地震预警的有效获益区为震中距121～324km的环形区域,此区域内减灾效能显著。本次地震预警结果表明,四川地震预警系统在本次地震中预警产出效果较好,对于网外大地震预警有重要参考意义。