2017年探礦工程十大新聞

由《探礦工程》雜誌編輯部發起、業界廣泛推薦，經業內專家學者投票推舉產生了2017年探礦工程十大新聞，現介紹如下。

1、我國南海天然氣水合物試采成功，創產氣時長和總量世界紀錄

2017年7月9日，我國南海天然氣水合物（俗稱可燃冰）試采工程第一口井關井。連續試采60天，累計產氣量超過30萬m3，創造了產氣時長和總量世界紀錄。

此次南海可燃冰試采工程作業區位於珠海市東南320km的神狐海域。3月28日第一口試開採井開鑽，5月10日下午14時52分點火成功，從水深1266m海底以下203～277m的可燃冰礦藏開採出天然氣。到5月18日上午10時，連續產氣近8天，平均日產氣量超過1.6萬m3，超額完成「日產萬方、持續一周」預定目標。截至7月9日14時52分，試開採連續試氣點火60天，累計產氣量超過30萬m3，平均日產氣5000m3以上，最高產氣量達3.5萬m3/天，甲烷含量最高達99.5%。獲取科學試驗數據647萬組，取得持續產氣時間最長、產氣總量最大、氣流穩定、環境安全等多項重大突破性成果，創造了產氣時長和總量的世界紀錄。

這次試采成功是世界首次成功實現資源量佔全球90%以上、開發難度最大的泥質粉砂型可燃冰安全可控開採。通過試驗探索和科學研究，我國取得一系列新成果：防砂技術先進，方法可靠，保障產氣通道狀態良好；在舉升方式等多方面實現創新，提高產量效果顯著；調控產能平穩有效，氣流穩定，持續時間達到生產性試開採要求，為產業化發展奠定了堅實基礎；海水及周邊大氣等甲烷濃度無異常，環境無污染；井壁和地層穩定，未發生地質災害，實現安全可持續生產；試采理論、技術、工程和裝備領跑優勢不斷擴大。這不僅標誌著我國深海進入、深海探測、深海開發等技術取得重大成果，也將對全球能源生產和消費革命產生深遠影響。

2、最大定向孔孔深2311m，刷新井下順煤層定向孔深度世界記錄

近日，中煤科工集團西安研究院有限公司的成果「中硬煤層1800m定向鑽進技術與裝備」獲得2017中國好設計銀獎，推廣應用過程中，最大孔深達到了2311m，刷新了井下本煤層定向孔深度世界記錄。

「中硬煤層1800m定向鑽進技術與裝備」的成果主要包括：創新研製了煤礦井下大功率定向鑽進裝備，解決了井下超長定向孔、頂板岩層大直徑定向長鑽孔配套裝備能力不足的難題；發明了煤礦井下防爆型隨鑽測量系統，完成了隨鑽測量信號傳輸由「有線」到「無線」的跨越，信號傳輸距離≥1500m；研製了適用於中硬煤岩層定向鑽進的高強度鑽桿和長壽命鑽頭；研製出了Φ73mm/Φ89mm深孔高強度鑽桿，鑽桿最大抗扭能力達到了15983N·m；開發了井下深孔高效定向鑽進及鑽孔事故處理技術與配套鑽具。

推廣應用中，綜合鑽進效率提高40%，並創造了煤礦井下順煤層定向鑽孔2311m的世界記錄，對保障煤礦安全高效生產起到積極推動作用。

3、「松科二井」井深6682.23m，創多項鑽探記錄

中國地質調查局勘探技術研究所王穩石帶領的「松科二井」團隊在地質調查項目支持下，克服了230℃井底超高溫、沉積岩地層超長時間裸眼等難題，於2017年12月31日鑽達6682.23m，超越了工程設計的6400m目標，創造了多項新的鑽探紀錄。「松科二井」深井段已連續取心3943.96m、採取率高達96.41%，繼在全球首創Φ311mm口徑單回次進尺超30m世界記錄後，再創Φ152mm口徑於6000m以深單回次進尺超30m記錄；研發的抗溫能力245℃的超高溫鑽井液體系，創我國200℃超深沉積岩連續裸眼鑽進8個多月的記錄；試驗研製的深井大口徑系列繩索取心鑽進系統、230℃高溫高壓隨鑽測溫儀、210℃高溫固井、220℃高溫測井技術等一批國內高溫技術在項目中得到了檢驗和應用，部分成果達到了國際領先或先進水平。這一系列成果不僅是「松科二井」高效、安全、高質量順利施工的技術保障，也為我國超萬米深部地球探測工程提供了多種技術方法儲備，對提升我國大陸科學鑽探國際學術和技術地位、指導深部鑽探技術設計和工程實踐將產生重大影響。

項目實施過程中打造了一支平均年齡低於35歲的深部鑽探技術研發和管理團隊。

4、世界上規模最大的天然鹼對接井溶采鑽井工程提前完工

土耳其當地時間2017年12月4日17點50分，由中國地質調查局勘探技術所承擔的世界上規模最大的天然鹼對接井溶采鑽井工程——「土耳其卡贊天然鹼溶采項目地下工程」成功完成H074井組精確對接，標誌著該工程全部74個井組（包括74口水平井和148口垂直井合計222口井）順利完工。

本合同工期33個月，實際工期27個月，工期提前了6個月，大大節約了工程成本。在本工程中，系統地應用了該所自主研發的「高精度受控定向鑽井技術」和「高精度定向鑽進中靶導向系統」兩項核心技術，大規模地採用了無線隨鑽測量技術，直接對接連通成功率達到100%，受到土方業主和甲方的高度好評。

5、青海共和盆地乾熱岩勘探GR1井鑽獲236℃高溫乾熱岩

為推動青海省地熱資源的開發利用，自2011年開始，由中國地質調查局部署，青海省國土資源廳立項，青海省水文地質工程地質環境地質調查院承擔實施的青海省共和縣恰卜恰鎮中深層地熱能勘查等項目，開展了乾熱岩勘探前期研究和深淺結合的鑽探研究。此後，通過聚熱機制分析，將共和盆地中北部確定為乾熱岩尋找靶區。2017年8月，共和盆地GR1乾熱岩勘探孔在地下3705m深處探獲溫度達到236℃以上的乾熱岩。這是我國首次在青海共和盆地鑽獲高溫優質乾熱岩體，實現了我國乾熱岩勘查重大突破。

GR1井由山東省地礦局第二水文地質大隊承擔施工，於2013年6月正式開鑽。針對施工中的難題，中國地質調查局北京探礦工程研究所與施工單位聯合攻關，成功研製出耐240℃高溫水基鑽井液體系。鑽進至3360m時發生掉塊卡鑽事故，在處理事故過程中，將原鑽井液換為耐240℃高溫鑽井液，鑽井液的防塌性能顯著提高，處理事故60天，起下鑽次數達22次，但井壁卻能保持穩定。3360m以下井段施工進行順利，裸眼長達10月之久，仍能確保起下鑽通暢，保障了測井及測溫等作業順利實施。同時，該鑽井液體系在236℃高溫下性能穩定，未出現明顯增稠及減稠現象，具有優良的抗高溫流變性能，懸浮、攜帶能力強，高溫條件下護壁效果顯著。

中國地質調查局探礦工藝研究所的存儲式超高溫測溫儀也在該井中精密測溫取得成功。在此測量過程中，儀器經受住了長時間工作在井內高溫、高壓環境下的外管承壓、密封、保溫等方面的嚴峻考驗。

6、「地質鑽探複雜地層沖洗液關鍵技術研究與應用」獲國土資源科學技術獎

由中國地質調查局推薦、北京探礦工程研究所等單位共同申報的「地質鑽探複雜地層沖洗液關鍵技術研究與應用」成果繼榮獲中國地質調查局2016年地質科技獎一等獎後，又榮獲了2017年度國土資源科學技術獎二等獎。

該成果以國家資源能源安全保障需求為導向，支撐服務於地質調查重點任務的攻堅克難，為地質調查、資源勘探及科學鑽探等提供了較好的技術支撐。研製的耐高溫鑽井液成功應用於我國已鑽溫度最高的乾熱岩井-青海共和盆地乾熱岩GR1井施工，完鑽深度3705m，井底溫度236℃；研製的環保型海水沖洗液為南黃海大陸架環境科學鑽探工程提供了技術支撐，該井完鑽深度2843.13m，創海洋地球科學鑽探全孔取心孔深世界紀錄；研製的成膜防塌、強抑溶及快速凝膠堵漏等多項關鍵技術在金屬、鉀鹽、頁岩氣等資源鑽探以及科學鑽探中得到了廣泛應用。已形成了一支行業領先的鑽探沖洗液科研團隊，並為探礦行業培訓培養了大批沖洗液技術骨幹。該成果為推動地質鑽探沖洗液技術的發展和鑽探技術進步起到了重要作用。

7、香山科學會議第613次會議研討超萬米科學鑽探工程

香山科學會議是由科技部（前國家科委）發起，在科技部和中國科學院的共同支持下於1993年正式創辦，相繼得到國家自然科學基金委員會、中國科學院學部、中國工程院、教育部、軍委科學技術委員會、中國科學技術協會、國家衛生和計劃生育委員會、農業部和交通運輸部等部門的支持與資助。香山科學會議是我國科技界以探索科學前沿、促進知識創新為主要目標的高層次、跨學科、小規模的常設性學術會議。會議實行執行主席負責制。會議以評述報告、專題報告和深入討論為基本方式，探討科學前沿與未來。

2017年11月15—16日香山科學會議第613次召開，主題是「大陸超深科學鑽探基礎理論與前沿技術」，會議邀請了40多位多學科跨領域的專家學者與會，圍繞（1）超深科學鑽探選址及地球物理探測；（2）超深鑽探力學與井孔控制技術；（3）超深科學鑽探裝備與關鍵機具等中心議題進行了深入討論。

本次會議執行主席為中國石油大學（北京）的高德利教授、吉林大學的孫友宏教授和中國科學院地質與地球物理研究所的朱日祥研究員。

中國地質調查局地球深部探測中心的王達教授、吉林大學的孫友宏教授分別作了題為《特深科學鑽探的關鍵技術》和《特深科學井鑽探裝備關鍵技術與問題》的主題評述報告。

中國地質科學院地質研究所/中山大學的高銳研究員、中國石油大學（北京）的高德利教授和吉林大學的伊利亞·布揚諾夫斯基教授分別作了題為《超深科學鑽探選址及地球物理探測》《超深鑽探力學與井孔控制技術》《俄羅斯超深科學鑽探工藝與技術》的中心議題評述報告。

香山科學會議主張學術平等，鼓勵對原有理論提出質疑，提倡發表不同意見和提出非常規的思考，並不一定要求達到共識。會議期間，與會專家基於對已有進展的總結和評論，對我國未來實施超深科學鑽探（13000m，甚至15000m）的鑽井目的、井位選擇、井深確定、裝備研發、器具材料、技術方案、工藝方法等提出了很多很好的意見和建議，有些建議甚至是開創性的，同時對有些問題也提出了一些質疑。

8、「海洋六號」刷新我國遠洋地質調查取樣紀錄

「滿的，滿的！要創紀錄了！」首席科學家鄧希光查看取樣管口後，喜悅之情溢於言表。當地時間2017年11月10日晚10時，西太平洋工區，中國地質調查局廣州海洋地質調查局「海洋六號」科考船15m長的超長重力活塞取樣器被吊上甲板，隨後測得深海地質樣品長度為14.45m，刷新了我國遠洋地質調查取樣紀錄。

據悉，執行2017年度深海地質調查任務以來，「海洋六號」在調查工期即將過半之時，才駛出2.5～3m的大浪區。隨著海況逐漸好轉，首個下放超長柱的窗口期到來，調查部抓住時機於10日晚順利完成了本航段唯一的超長重力活塞取樣作業。為何選擇在這一位置「下柱」？鄧希光介紹，通過多波束水深和淺地層剖面測量，發現這裡的海底底質相對較軟，厚度達30m，有利於取樣。一般深海地質取樣管為6～9m，使用超長柱主要為了更深入了解該地區沉積環境。14.45m刷新了「海洋六號」在2014年6月取得的13.7m取樣紀錄，其樣品對研究該地區的古環境、古氣候、古生態以及沉積物特徵和沉積速率都具有重要意義。

9、我國首次ROV深海反循環結殼鑽機搭載成功

由中國地質調查局北京探礦工程研究所研製的ROV深海反循環結殼鑽機搭載廣州海洋地質調查局「海馬」號在2017年10月大洋41B航次第三航段成功應用到大洋富鈷結殼礦區岩心取樣工作，這是我國深海遙控機器人作業中首次搭載鑽機並獲成功。

結殼鑽機在水下1500m首次實現了與聲學測厚裝備同步勘查，揭示了探查站位點富鈷結殼的真實厚度，使我國具備了對大洋富鈷結殼資源進行評估驗證的能力，為大洋礦產資源調查做出了重要貢獻。有關作業成果已在央視《新聞聯播》、《新聞直播間》和《朝聞天下》等節目中進行了報道。

10、我國突破熱水鑽機技術，為南極科考增利器

「863計劃」海洋技術領域「冰架熱水鑽機關鍵技術與系統開發」項目2017年4月5日在吉林大學國土資源部複雜條件鑽采試驗基地完成第四次熱水鑽聯調聯試和低溫模擬鑽冰試驗，經現場專家組確認，相關係統已經具備赴南極埃默里冰架開展1500m冰層鑽探的技術能力。這意味著我國在冰架熱水鑽關鍵技術上已經達到國際先進水平，為開展南極冰架-海洋相互作用、冰架接地線附近冰海性狀研究等國際前沿科學問題奠定了基礎。

冰架是連接大洋和極地冰蓋的紐帶，冰架底部凍融過程將直接影響冰架穩定性和運動狀態，從而對大陸冰蓋、大洋水團和環流產生重要影響。然而國際學界目前對全球氣候變化對冰架下海洋環流、冰架穩定性及冰架底部凍融過程、冰蓋-冰架系統底部向海洋的物質輸送等所知甚少，基於此我國需要完全掌握冰架熱水鑽探技術，以便提高在冰架-海洋相互作用研究領域的競爭力。

通過熱水鑽孔可以布放多種儀器設備，建立冰架海洋立體觀測系統，開展冰架下附著冰、海洋水文等研究。這不僅將推動中國極地科學深入發展，而且還會為研究全球氣候變化提供數據支撐。據了解，此前完全掌握超過千米鑽探能力熱水鑽技術的國家有美國和澳大利亞，英國也曾研製過相關係統，但現場鑽探未獲成功。我國目前掌握的相關技術可以在南極冰架鑽進1500m，鑽探能力超過澳大利亞。此外與美國設備相比，我們的技術系統集成度更高，功能更全面。

（編輯：薦華）

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