海底硬岩钻探的现状与前景分析

海底硬岩是世界大洋钻探实现“莫霍钻”目标必然钻遇的地层。世界大洋钻探实施的航次中已多次钻遇海底硬岩,不仅采获了岩心样品,也在钻进施工中发现了诸多问题。本文搜集了近年来世界大洋钻探实施的309、312、335、360和384等有关海底硬岩钻探航次的资料,在对航次情况简要介绍的基础上,重点阐述了目前海底硬岩钻探在钻头、井壁稳定以及取心工具等方面遇到的挑战以及采取的应对措施,并对今后海底硬岩钻探的发展进行了展望。     

海洋天然气水合物保温保压取样工具对比研究

作为天然气水合物勘查评价中的一项关键技术,保温保压取样是识别、获取水合物最直接有效的手段。本文在前人研究基础上,对国内外的保温保压取样工具进行了简单介绍,并从样品直径、长度、保压成功率、岩心收获率等方面进行了对比分析,最后对国内保温保压取样钻具的发展提出了一些建议。     

国内常规海洋地质钻探取心技术进展

为实现在海洋地质钻探中高效、便捷地采获海底各类地层样品,设计研发了绳索取心泥浆静压活塞取心钻具、海洋砂质地层绳索取心钻具和液动冲击绳索取心钻具,并在南海进行了钻探试验和作业。结果表明,泥浆静压活塞取心钻具能有效减少样品扰动,原始结构较为完整,海洋砂质地层绳索取心钻具和液动冲击绳索取心钻具在粉砂层、砂层中的岩心采取率高于规范要求,能够满足作业需求。     

海洋保温保压取样钻具的研制

针对天然气水合物储层环境,依托中国地质调查局地质调查项目"水域地层原位钻探取样器具设计及工艺研究"研制了海洋保温保压取样钻具。在室内试验的基础上,依次在浅水及深水对研制的钻具进行了功能性海试,改进后在1392 m深海进行了保温保压取样钻具功能性试验获得成功,为我国今后在海域天然气水合物勘探取样奠定了坚实的基础。     

海域天然气水合物取样技术规程编制要点

为了规范在海域天然气水合物钻探取心过程中的技术工作和有关工艺的操作要点,制定了《海域天然气水合物取样技术规程》。该规程分为范围、规范性引用文件、术语和定义、基本规定、前期准备、泥浆规范、钻井作业、取心段和取心终止条件、岩心采集、钻台岩心处理及放置、数据记录与报告编制共11个章节。本文对该规程适用的范围、引用的文件、采用的术语和定义进行了简单介绍,对取样作业不同阶段的风险进行了辨别,从目的、安全原则和技术要求等方面对取样作业前期准备、钻井作业等关键环节进行了详细介绍,并对数据记录和报告编制的内容进行了总结。该规程的编制,将有利于进一步提升该类矿产的勘探取样技术水平,有效保障勘探作业的安全性和稳定性。     

天然气水合物岩心保压转移与测试系统研发现状分析

通过钻探取心获取原位天然气水合物储层岩心,并进行保压转移与测试,获取岩心物理、化学及力学性质等方面的参数,是开展海域天然气水合物勘查工作的关键技术方法之一。本文对国内外天然气水合物岩心保压转移系统的相关资料进行了汇总,从工作原理、结构特点和试验应用等方面进行了全面总结,系统梳理了天然气水合物保压转移与测试系统的研发现状,从兼容性、关键参数等多个方面对比了国内外典型岩心保压转移与测试系统,并针对国内天然气水合物保压转移系统的研发提出了建议。     

钻井利器的故事之“金刚石钻头”

随着资源勘探和地球科学探测不断向深部发展,钻探作为直接获取地下实物信息唯一的技术方法受到越来越多的关注,也促进了破碎岩石的金刚石钻头技术的进步。本文从科普的角度介绍了金刚石钻头,以及其分类、工作过程和应用。     

陕西凤太矿集区丝毛岭金矿床成矿时代的Ar-Ar年龄证据

丝毛岭金矿床位于陕西凤太多金属矿集区的西北部,产于NWW 向脆韧性剪切构造带中,矿体赋存于丝毛岭向斜北翼上泥盆统星红铺组的斑点状铁白云质粉砂质千枚岩。金矿化类型包括蚀变岩型和石英脉型两种,成矿过程可划分为早、中、晚3个阶段。对其早期成矿阶段热液蚀变形成的绢云母开展⁴⁰Ar/³⁹Ar测年研究,获得其坪年龄为(211.9±1.5)Ma,指示其成矿作用始于211.9Ma左右,即晚三叠世。结合前人有关区域地质与多金属成矿作用的研究成果,认为丝毛岭金矿床与凤太矿集区中的八卦庙柴蚂、双王等金矿床一样,都属于造山型金矿床,它们是中、晚三叠世—早侏罗世时期位于东古特提斯构造域中的南秦岭碰撞造山带大规模构造-岩浆-流体活动的产物。     

中空螺旋取土钻具的研制

本文针对土壤取样提出一种中空螺旋无水取土钻具,采用无水循环、单动双管(外中心管及内衬管)回转钻进工艺以及超前管靴合金钻头等结构设计降低对土样的扰动,其工作原理是外部螺旋叶片将岩心外侧土壤切入、松土、升土、排出,超前管靴以插入式获取样心,阻隔了外部切削具的干扰,从而较好地保持样心的层理信息并提高采取率,样心进入透明PC管,采样后可直接观察土样。经过现场钻进试验,验证了该钻具在浅层土壤取样的高效性和低扰动性。