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大陆科学钻探工程(松科二井)完井暨学术研讨现场会侧记

2018-05-28 10:13:25   来源:中国矿业报

  5月26日上午,在松科二井钻井现场,随着中国地质调查局党组成员、副局长李金发热情洋溢地宣布松科二井胜利完井,台下立即响起热烈的掌声。至此,历时四年的钻进,松科二井钻井工程任务终于划上圆满的句点。承担钻井工程任务的中国地质调查局勘探技术研究所在场的所有人员脸上洋溢着幸福。
  松科二井是自然资源部中国地质调查局积极践行习近平总书记“向地球深部进军”的号令的具体行动,也是自然资源部实施深地探测、深海探测、深空对地观测和土地科技“三深一土”科技创新战略的重要组成部分。
  松科二井位于黑龙江省安达市远郊,自2014年正式开工至今历时四年,主要围绕开展松辽盆地深部能源资源调查、建立松辽盆地深部地层结构剖面、寻求白垩纪气候变化地质证据以及研发深部探测技术等四大目标展开。
  这几天,这块往日钻机隆隆的土地上,显得格外热闹。来自各路媒体的记者云集于此,争相报道我国地质钻探领域这一重大历史事件,同时一睹高大钻塔的芳容。“向地球深部进军”的横幅,悬挂在巍峨挺拔、高耸入云的“地壳一号”钻塔上,格外醒目,上面印有“中国地质调查局”的红色旗帜迎风抖动。国际地质科学联合会也派员现场祝贺。
  作为钻探工程的施工单位,中国地质调查局勘探技术研究所所长张金昌这几天格外容光焕发,一举一动,难以掩饰住内心的激动。该所牵头组建的松科二井团队一路披荆斩棘,终于圆满完成了任务,的确是件令人兴奋的事。
  张金昌向记者介绍,实际上完成这个钻探任务并不简单。根据松科二井首席科学家、中国科学院院士王成善的要求,提取岩心率必须达到95%才符合要求。松科二井设计井深6400米,分5个开次施工,终孔直径φ152毫米,这样大口径钻孔,要保持岩心95%的提取率,以往没有实践过。要想达到那样严格的目标,是很难实现的。
  王成善院士提出这样严格的要求,正是基于地质学的理论。他告诉记者,他一再告诉钻探人员,损失一米岩心,用年代换算,特殊情况下相当于损失一万年。因此,岩心的提取率将直接影响后期的研究成果。如今岩心提取率已经超过96%,相当不容易了。
  松科二井是全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井,也是我国目前最深的科学钻探井,被列入中国地质调查局地质调查十大计划之中,同时受国际大陆科学钻探计划(ICDP)资助的科学钻探工程。
  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。
  工程自2014年4月开钻,已完成7018米钻深,不仅刷新了我国大陆科学钻探的纪录,而且实物资料丰富,多项技术已突破了国内外科学钻探的前沿技术,树起了科学钻探领域的又一里程碑,同时也标志着我国在“向地球深部进军”的道路上又迈出了坚实的一步。
  为何选择在松辽盆地开钻,李金发解释道,松科二井所在地松辽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,保存白垩纪最完整最连续的陆相地层,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。
  王成善院士这样形容:“松科二井向整个地球科学界提供了一个大舞台,这个舞台就是我们建立了白垩纪沉积记录。也就是我们经常讲的,地球演化的档案。有了这个档案,我们才能够去解密那个时候的气候变化和环境变化。”
  “此外,7018米的松科二井还揭示了松辽盆地形成的原因、过程和结果,为支撑大庆油田未来50年发展,保证我国能源安全提供了重要的数据支撑。”王成善介绍,目前松科二井岩心已经全部采集完毕,进入到后期详细的数据分析阶段。这将会在研究白垩纪古气候演变以及未来人类生存环境演化方面发挥关键作用。之所以研究白垩纪,因为这一时期是离我们最近的温室气候时期,也是高二氧化碳、高海平面和高温的“三高”时期。过去发生过什么,未来或许有可能发生什么,搞清楚白垩纪,对于研究未来地球演化,可能会进入这种“三高”时期具有重要的借鉴意义。
  王成善表示:“有了档案,有了很好的时间分辨率,我们就可以重塑那个时候的温室气候的古气候演化历史。同时,松科二井还首次重建了白垩纪陆相百万年至10万年尺度气候演化历史。发现了各个时间尺度陆相气候变化的主要控制因素,为研究地球气候系统在温室气候条件下演变机制找到了新证据。
  记者了解到,此次松科二井发现了松辽盆地深部地热能、页岩气等清洁能源的良好潜力,为深部能源勘探提供了新方向。在松辽盆地深部3350米以深地层中发现页岩气气测异常43层,累计厚度达102米的高甲烷含量地层。
  国际地质科学联合会主席成秋明在致辞中表示,松科二井工程的成功实施,为地球深部探测和科学实验研究提供了关键技术和装备,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,同时还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。
  成秋明说,国际地质科学联合会致力于促进和鼓励全球地质科学的研究,加强地球科学研究的国际合作,为国际大科学计划、工程技术和科普教育提供合作平台,近年来积极开展跨学科的地学基础研究和应用研究,与联合国教科文组织联合支持国际地球科学计划。因此,国际地质科学联合会将继续支持我国地球深部探测研究,并积极开展更多合作。
  中国地质科学院深部探测中心常务副主任吕庆田说,众所周知,大庆已经开采几十年了,从“油老大”或者说第一桶油,目前变成第二或者第三。现在开采这部分基本上是3000米以浅(内),过去人们一直认为松辽盆地下部的含油层没有那么大,过去是1000多米。现在直接验证了下部的烃源岩层厚度非常大,已经超过了2000多米,这就意味着这一层在区域分布上的量就比以前的要大很多。
  此外,松科二井还首次在井深4400米~7018米发现了温度在150℃~240℃的具备开发条件的高温干热岩和2层含高放射性元素异常地层,展示了松辽盆地具有良好的地热能开发应用潜力。
  国务院参事、原国土资源部总工程师张洪涛表示,现在人类只能研究到它的地表大概几百米到1000米。所以人类要进一步发展,要对地球深部一直充满好奇心,要开发它、利用它,防止破坏它,我们往下就要继续探索。
  今年65岁的中国地质调查局勘探技术所“松科二井”指挥部总工程师朱永宜原本已经退休,因为要打这个科学钻,单位又把他返聘回来了。他微笑着告诉记者:“现在终于轻松了,这个国家重大项目已经完成,我也该回家真正的休养了。”

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