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谈论松科二井我们更应该关注什么

发布时间:2018-06-05  来源:中国矿业报
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      这些天,松科二井霸气刷屏。

      松科二井,从2014年4月13日开钻,至2018年3月18日完钻、5月26日完井,历时4年多,最终井深7018米,是全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井,亚洲国家实施的最深大陆科学钻井和国际大陆科学钻探计划(ICDP)成立22年来实施的最深钻井。

      相关专家表示,此项工程攻克了超高温钻探和大口径取心等地球深部探测重大技术难题,获取了415万组24TB的深部实验数据,超额完成了预定目标,实现了理论、技术、工程、装备的重大突破,全面提升我国深部科学钻探技术水平,最终形成具有自主知识产权的科学钻探技术和方法体系,显著提升我国在地球深部探测领域的科技创新能力和国际影响力。

      为什么要部署实施松科二井工程

      科学钻探是为地学研究等目的而实施的钻探,它是通过科学探测地壳岩石圈、生物圈、水圈(含地下流体)的组织结构、物质成分、形成机理等进行各类研究。大陆科学钻探通过提高对深部地质的研究程度,进而可以解决人类面临的资源(如油气、固体矿产、地热)、灾害(如地震、火山)以及环境(如陨石撞击、核废料处理)等问题,是人类获取地球内部信息的最有效、最直观的方法。

      针对最终选择在松辽盆地开钻的原因,中国地质调查局副局长、松科二井领导小组组长李金发的解释是:我国松辽盆地是全球陆相白垩纪地层沉积最完整的盆地,是当今世界最大的典型陆相沉积盆地之一,是我国最主要的含油气盆地,是探索深部能源资源和寻求白垩纪陆相气候变化地质证据的绝佳位置。利用获得的岩心,我国科学家们在全球首次实现了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画。松科二井工程首席科学家、中国科学院院士王成善认为,松科二井为整个地球科学界建立白垩纪沉积记录,或者说是地球演化的档案创造了条件,使进一步解密那个时候的气候变化和环境变化成为可能。

      松科二井工程的胜利实施,为“向地球深部进军”提供了关键技术和装备保障,拓展了松辽盆地深部页岩气、地热能等清洁能源勘查开发的新空间,引领了全球白垩纪陆相古气候研究,显著提升了我国在地质历史古气候研究领域的国际影响力。

      自然资源部科技主管部门主要负责人高平表示,松科二井成功完井的科学贡献将载入我国深地科学发展的史册,也创造了大陆科学钻探工程的新记录。

      松科二井工程经历了哪些阶段

      如今,世人瞩目松科二井完井的辉煌,然而,未曾参与其中,外人难以体味部署实施过程中所经历的曲折与艰难。

      松科二井由中国地质调查局组织实施。2012年,经多轮研究,明确由中国地质调查局勘探技术所牵头。5月,中国地质调查局副局长李金发主持召开专题会(此前就松科二井召开了多次专题会)进行研究,在当时,会议对测、录井工程项目由大庆油田承担达成共识,后进一步明确由勘探技术所承担松科2井钻井工程,这也标志着工程正式进入实质性的实施阶段。7月13日,时任黑龙江省安达市副市长肖德厚召集五个市局和羊草镇的主要领导,在安达市听取勘探技术所和首席科学家的汇报,形成安达市推进松科二井工程的办公会议纪要。勘探技术所与当地有关部门领导在安达市羊草镇六撮房子村进行井场踏勘,就修建连接国道与井场间重型车道,与安达市和羊草镇进行了商谈。标志这松科二井现场工作的开端。7月27日,勘探技术所在北京市西郊宾馆组织召开中原钻研院设计思路的专家研讨会,王达教授作为专家组长主持专家研讨,大庆油田、中原油田、德州钻研院、石油大学、地质大学、勘探技术所、探矿工程所和首席科学家等20余位专家出席,会议基本确定了松科二井的技术总方案。8月31日,在北京世纪国建宾馆举办了“松辽盆地大陆科学钻探松科二井钻井工程设计审查会”,与会专家讨论认为提交的钻井工程设计可作为初步设计上报,对下步材料的完善进行了研讨并提出了明确的建议。自此,松科二井进入了正式立项阶段。

      2013年度中国地质调查局设立了“松辽盆地资源与环境深部钻探示范”地质调查项目。2013年7月下旬,基本完成井场的临时征地工作,开始指挥部、井场、道路建设。10月22日,“地壳一号”万米科探钻机运抵井场,随即开始安装调试。

      2014年4月13日,松科二井工程开钻,标志着井内钻进工作的正式开始。8月8日,在中国地质调查局的组织下,来自我国的地球科学家和国际地科联、国际大陆科学钻探计划、国际地球深部探测计划等国际地学研究机构的负责人和美国科学基金委、日本地质学会、韩国地质学会的代表,齐聚松辽盆地,现场考察了松科二井工程实施进展情况。

      自然资源部党组成员、中国地质调查局局长钟自然参加了松科二井的开钻仪式,并现场表示,科学钻探工程将主要实现四大目标:一是研究距今6500万年至1.45亿年间白垩纪地球温室气候和环境变化,为预测未来全球气候变化提供科学依据;二是建立服务“百年大庆”目标和基础地质研究的“金柱子”,为松辽盆地及其类似盆地的地球物理勘探提供科学“标尺”;三是攻克高温钻井、固井、测井和超长井段连续取芯等关键工程技术,为万米超深井科学钻探提供技术储备,促进我国深部勘查技术发展;四是搭建国际合作交流平台,培养具有国际视野的地球科学专家和人才,造就一支高水平的科学超深井钻探设备研制、工艺研发和工程管理队伍。

      2014年10月18日,二开固井完成,二开444.5毫米井深2806.2米,创造了我国444.5毫米/216毫米扩孔钻进的深度纪录,为深部连续取心做好了各项准备工作。

      2015年4月26日,井深钻达2863.23米,311毫米大口径同径取心实验获得成功,宣告在三开进行311毫米大口径“同径取心、一井完钻”的技术路线获得成功,同时,开始地质设计要求的连续取心钻进。5月27日,李金发到松科二井现场考察,对项目取得了311毫米同径取心技术的成果表示了充分的肯定,鼓励项目组成员继续加大创新力度,向党中央、国务院交一份满意的答卷。在听取了项目组的技术创新、人才培养、团队管理计划后,表示对松科二井的顺利完钻充满了信心。2015年9月30日,311毫米口径三筒联装取心技术获得成功,单回次取心进尺达到30.40米,创造了该口径单回次取心最长的世界纪录,大幅度提高了全井的取心钻进效率。

      2016年2月8日,三开钻达4542.24米完钻,创造了311毫米口径大口径同径取心1651米的世界纪录。同年6月18日,井深超过我国科钻一井的5158米成为亚洲国家实施的最深科学钻井,也是ICDP成立20年最深的科学钻井。

      2017年10月11日,李金发到松科二井现场主持召开专题会,做出了继续加深钻进的重要指示。2017年10月31日,井深钻达6400米,标志这松科二井完成原定的设计井深,已顺利钻穿白垩纪。中国地质调查局党组专门向松科二井项目组发来贺电以此祝贺。

      2018年3月8日,钟自然主持召开局办公会,听取勘探技术所负责人张金昌汇报松科二井取得的成果,并对松科2井的进展情况及取得的成功高度肯定,指示务必在井深7018米完钻,并对现有取得的成果进行全面、系统、深入、充分的总结和提升,加快成果的转化应用等。2018年3月18日,井深钻达7018米,李金发在松科二井现场宣布完钻,宣读了局党组贺信,充分肯定了工程取得的一系列重大成果。5月21日中国地质调查局组织召开了松科二井成果鉴定会。李廷栋院士、康玉柱院士、侯增谦院士、武强院士、杨经绥院士及国务院参事张洪涛等专家对松科二井取得的成果给予了高度评价,一致认为整体成果达到国际先进水平,在深部钻探技术和白垩纪陆相古气候研究方面达到国际领先水平。

      松科二井的成功得益于哪些因素

      松科二井工程圆满完成,王稳石欣慰之余激动地表示:曾经,井深钻探至5000米后,工作方方面面都面临太多前所未有的挑战,但指挥部全体人员在中国地质调查局和勘探技术所的领导下,保持勤奋探索、勇于实践、团结敬业的状态,最终实现松科二井科学目标和工程技术目标。松科二井取得今天的成就,与各级领导重视、指挥部各组成单位密切配合及现场所有人员创造性工作密不可分。

      在不可见的层面,利好政策扶持和科学实施路线的坚定选择,是松科二井成功的诸多因素中不可忽视更不可剥离的重要部分。

      首先,制度优势是保障。党中央、国务院高度重视科技创新和基础科学研究,把“向地球深部进军”作为国家战略科技问题,列入《“十三五”国家科技创新规划》。自然资源部等五部委坚决落实党中央、国务院的决策部署,财政部、国家发展和改革委员会、科学技术部、教育部持续安排项目和财政资金,支持工程实施及科学研究工作,自然资源部会同教育部精心组织工程实施和技术攻关,实现了我国深部探测钻探技术水平的跨越式发展,彰显了我国社会主义制度集中力量办大事的优越性。

      其次,创新引领是核心。在工程科研目标设定、科学选址、精心设计施工方案的基础上,坚持自主创新,打破固有思维和传统技术束缚,创新的大口径同径取心技术体系与装备解决了取心长度和工程进度无法兼顾的世界难题,提高了钻探效率和取心率。研发的抗高温钻井液体系和固井技术解决了超高温无法施工等难题,保障了工程的成功实施。获得的最完整白垩纪陆相古气候地质记录和古气候变化规律新认识,引领了全球白垩纪陆相古气候研究和发展方向。

      再次,目标导向是关键。围绕国家重大需求,以破解深部钻探技术和探索松辽盆地深部资源环境重大地质问题为目标,以工程实施为牵引,创新了多部门协作、多专业多学科融合、产学研用结合的协同攻关机制,自然资源部中国地质调查局整合全局优势力量,以勘探技术所、地球深部探测中心为主体,联合中国地质大学(北京)、吉林大学、大庆油田等多家单位,集结600余名科技人员,团结协作,攻坚克难,破解了工程施工、技术研发和理论研究中遇到的一个又一个难题,确保了工程的顺利完成。

      据了解,下一步,自然资源部中国地质调查局将深化地球深部探测理论技术研究和成果转化,组织实施好松辽盆地页岩油(气)、深层油气、砂岩型铀矿、干热岩等清洁低碳能源地质科技攻坚战,带动大庆油田接替资源的勘查开发;加快推进《地球深部探测重大项目》的申报,以及“地球深部探测与能源资源安全”国家实验室与“深部地下观测与实验”国家重大基础科学设施的建设工作;研发15000米国产超深钻探装备系列,做好我国超万米大陆科学钻探工程以及大型含油气盆地科学钻探工程的选址和实施工作。

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