钻井利器的故事之“铝合金钻杆”

地球科学的发展对地球深部数据的依赖程度越来越高,作为“入地”重要手段的科学超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为是“伸入地壳的望远镜”。与钢钻杆相比,铝合金钻杆以其独特的优越性(质量轻、比强度高、钻进深度深、所需能耗少),已成为难进入地区、大位移井、超深井等钻柱设计的优选方案。本文从科普的角度介绍了钻柱与钻杆的区别、钻柱的使用极限长度、铝合金钻杆的技术优势及其现存的不足之处,以此提高对铝合金钻杆的认识,促进铝合金钻杆的研究和发展。     

“松科二井”用硬岩长寿命钻头的设计与应用

为提高“松科二井”在深井硬岩钻进中的寿命与效率,选用了高性能胎体材料、高强度焊接材料,并采用了合理的钻头结构与水路结构设计,研制的φ216/124 mm金刚石取心钻头在“松科二井”取得了良好的效果,本文介绍了适用于深井硬岩的金刚石钻头的设计及应用效果。     

庐枞矿集区中东部七家山—马口地区深部找矿潜力分析

为调查庐枞矿集区中东部七家山—马口地区深部矿产资源潜力,利用小波变换方法提取深源重磁场,通过对垂向一阶导数Z与水平方向导数模S进行参数变换,突出深源重磁场的局部异常; 结合频谱激电(spectrum induced polarization,SIP)、可控源音频大地电磁测深(controlled source audio-frequency magneto tellurics,CSAMT)成果,在调查区深部查明了一条长大于3.0 km、宽大于0.5 km的高重低磁、低阻高极化异常带; 根据调查区内外已知铜矿(化)体分布规律,结合已知矿(化)体在深源重磁异常中的分布及钻孔(zk4601)钻探验证结果,认为上述异常带是铜多金属矿化蚀变带的反映,是寻找铜多金属矿的有利部位,具有较好的找矿前景。     

Down‐slope facies variability within deep‐water channel systems: Insights from the Upper Cretaceous Cerro Toro Formation,southern Patagonia

In southern Patagonia, outcrops of the Upper Cretaceous Cerro Toro Formation preserve a >150 km long deep‐water axial channel belt in the Magallanes–Austral Basin, providing a unique opportunity to investigate longitudinal variations in the depositional characteristics of a deep‐water channel system. This study documents sedimentological, stratigraphical and geochronological data from the Cerro Toro Formation in the Argentine sector of the basin. New results are integrated with previous work from the Chilean basin sector to conduct a basin‐scale comparison of the timing of deposition, provenance and lithofacies proportions. The Cerro Toro channel belt includes a nearly 1000 m thick section characterized by high‐density turbidites and mass‐wasting deposits. Two ash beds from the base of the section yield U–Pb zircon ages of 90·4 ± 2 Ma and 88·0 ± 3 Ma, indicating similar initiation ages as documented in the Chilean sector. The U–Pb detrital zircon age spectra from samples in the study area reveal similar provenance trends to samples from the Chilean basin sector, with peak age populations at 310 to 260 Ma, 160 to 135 Ma and 110 to 82 Ma. The maximum depositional age of the channel belt in the Argentine sector is 87·8 ± 1·5 Ma and all new geochronology data corroborate an 86 to 80 Ma depositional age for the main Cerro Toro channel belt. Statistical analyses of 7370 beds from nearly 8000 m of new and previously published stratigraphic sections along the entire outcrop belt suggest progressive variations in the down‐system proportion of lithofacies. In the up‐slope region, lithofacies representing mass wasting processes (for example, debris‐flow and mass‐transport deposits) account for ca 29% of the stratigraphic thickness, as opposed to 5% in the down‐slope region of the channel belt, where turbidity current deposits are more prevalent. The proportion of beds >1 m thick also decreases systematically down slope, particularly for conglomeratic turbidite deposits. This work highlights that: (i) the proportion of thick beds and distribution of lithofacies are key down‐system changes in the stratigraphic fill of this deep‐water channel belt; (ii) detrital zircon trends suggest a relatively well‐mixed longitudinal depositional system; and (iii) geochronology of the main Cerro Toro outcrop belt supports but does not necessitate the model of a single, roughly age‐equivalent, channel system. This study has implications for understanding the downslope variability in depositional processes, stratigraphic architecture and reservoir quality of submarine channel systems.     

月表构造与深部构造的关系

地球和月球很可能是通过大撞击形成的。在行星地质学中,研究月球的地质-构造现象,对了解月球、地球乃至太阳系的形成与演化历史都有很大帮助。月球的构造分为深部构造与月表构造,寻找它们在分布或成因上的关系,可以为月球甚至地月系的起源和演化历史提供重要参考。利用LROC的宽视角影像数据以及LOLA数据提取解译月表构造,结合深大断裂进行观察分析,并对月球的撞击盆地进行统计,最后以静海地区为例分析构造分布特征,发现月球的质量瘤盆地中具有环状分布的月岭,外侧具有近环状分布的深大断裂,自前酒海纪至酒海纪,具备上述特征的质量瘤盆地占总撞击盆地的比例突然有一个很大的提升,且静海地区西部具有该构造分布特征。推测该特征与撞击、月海沉降等有关,且在酒海纪与雨海纪期间月球有较多的月海玄武岩分布,由此判断静海西部存在质量瘤,发生过撞击与月海沉降。     

综合物探方法在广西妙皇隐伏多金属矿勘查中的应用

妙皇多金属矿区位于来宾凹陷东缘与大瑶山隆起西侧交接部位,广西大瑶山及其西侧铅锌成矿带中部成矿条件优越,历年来开展过多种研究和找矿方法,但找矿效果不佳。通过研究妙皇铜铅锌银矿区的地质条件和成矿背景,运用综合物探方法,对区内部分地质问题及矿产特征进行了推断和预测。2012年,依据地质物探综合成果布置了ZK22701号验证孔,取得了突破性的进展。同时,依据物探成果推测了矿区成矿机理和成矿模式,在找矿方向和找矿潜力方面进行了分析探讨,对中深部找矿具有很好的指导意义。     

云南勐野井钾矿区及周边泉水水化学特征及地表钾异常成因分析

勐野井钾盐矿位于云南省兰坪-思茅盆地的南部,是我国目前发现的唯一一个具有工业开采价值的固体钾盐矿床.本文对该矿区及周边泉水等的水化学特征和地表钾异常成因进行了探讨.研究区含盐地层分布广泛,盐泉出露较多,通过对地表泉水、泉水沉积物、水中逸出气体及垂直断裂的测线剖面样品等取样分析,可以捕捉地表钾异常信息,对于成钾机理研究和钾盐找矿都有着积极的作用.结合以往研究证实了勐野井矿区附近盐泉水具有I级异常显示.沿垂直于断裂方向的剖面采集的土壤样品中,钾及相关组分的峰值和谷值的出现有一定的规律性,认为各元素含量异常是由深部流体(水、气)沿断裂上升补给造成的.泉水稀有气体He主要为深部壳源,个别为幔源,推断研究区的大断裂可能切至深部地壳,个别深切到软流圈上部.泉水氢氧同位素和锶同位素组成研究表明,该区泉水具有深部补给特征,存在一定程度的水-岩反应,受火山岩的影响较大,氢氧同位素和矿物学研究表明,深部热液在勐野井钾盐矿床形成过程中起重要作用.本研究认为深部补给是勐野井矿区及周边地表钾异常形成的重要补给源,火山岩可能是重要的物质来源之一,而断裂带是其重要的控制因素.     

磁矢量三维反演技术在深部铀矿勘查中的应用前景探讨

磁矢量三维反演是近年发展起来的磁反演技术,能三维显示地下不同磁性体的空间展布,国外在磁性矿产勘查方面应用效果明显,开展该方法在铀矿勘查中的应用研究,可为寻找隐伏铀矿提供方法技术参考。文章简要介绍了磁矢量三维反演的基本理论,在此基础上选择龙首山铀成矿带中段新水井-芨岭地区的航磁数据分析其在碱交代型铀矿勘查中的应用效果,并利用二连盆地锡林浩特地区的航磁数据探索其在古河道型铀矿中的应用效果,探讨了将该技术应用于深部铀矿勘查的前景。结果表明:在碱交代型铀矿勘查中,磁反演结果可以较好地定位深部岩性界面这一有利找铀环境的空间位置;在古河道型铀矿勘查中,磁反演可以分辨出局部隆坳格局,缩小寻找深部古河道发育有利地段的范围。磁矢量三维反演可为寻找深部有利铀成矿环境提供地球物理参考,值得推广应用。     

六种成膜封堵剂的室内实验优选与评价

为更好地服务深部钻探工程,准确了解冲洗液封堵性能,对6种成膜封堵剂开展了砂床实验、API静失水量实验、流变性能实验及抗温实验等室内实验进行优选与评价。实验结果表明,2号和4号成膜封堵剂在6种成膜封堵剂中封堵性能最好,它们在基浆中的最优加量均为2%,100 ℃温度条件下加入这2种封堵剂的冲洗液具有较好的抗温性能;冲洗液中膨润土含量和处理剂是影响冲洗液封堵性能的2个重要因素：膨润土含量越高,冲洗液封堵性能越好,加入聚合物、降滤失剂等处理剂可以提高冲洗液的封堵性能。砂床实验是评价冲洗液封堵性能好坏的重要依据。     

深孔纳米复合水泥基护壁堵漏材料研究

本文围绕深部钻探技术中护壁堵漏材料性能的实际需要,研制了一种深孔纳米复合水泥基护壁堵漏新材料。首先,通过分析100 ℃条件下2种水泥材料的基本性能,确定了G级油井水泥为胶凝材料;然后,基于深孔钻探护壁堵漏材料的性能缺陷,采用特种纤维、纳米材料针对性改善水泥基浆液的力学性能,并优选早强剂（ZQ）、减水剂（GB）作为外加剂进行正交实验,进而研制出纳米复合水泥基护壁堵漏材料优化配方;最后,对其主要性能进行分析评价。结果表明该材料在深孔钻探中浆液流动性好,力学性能优异,综合性能满足深孔钻探护壁堵漏需求。