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河北地质大学钻探技术

发布时间: 2021-03-04 19:21:58

Ⅰ 煤矿地下水模拟研究现状

目前国外水文地质研究和防治水方法主要采用钻探、物探结合及主动防护法,即采用地面垂直钻孔,用潜水泵专门疏干含水层。为了适应预先疏干方法,国外生产了高扬程(达1000m)、大排水量(达5000m3/h)、大功率(2000kW)的潜水泵,其疏干工程已逐渐采用电脑自动控制。

国外堵水截流的方法也有很大发展,建造地下帷幕的方法愈来愈受到重视。为充分利用隔水层厚度,减少排水量,国外正在对隔水层的隔水机理、突水量与构造裂隙的关系、高水压作业下的突水机理、隔水层稳定性与临界水力阻力的综合作用等进行研究。

纵观几十年来我国矿井水文地质的发展概况,在当时开采规模和勘探条件下,用各种数学模型所预测的矿井涌水量对矿山开采起到了某种积极的指导作用。但随着煤田开采深度的加大和水文地质勘探所提供的不同性质的信息资料,一些用以预测涌水量的数学模型难以全面描述有关地质体的水文地质特征,因此必须从解析模型向数值模型发展。

总的来说,华北型煤田矿井涌水量预测的数学模型经历了以下几个发展阶段:

1.稳定流阶段

在20世纪50~60年代,我国煤矿矿井涌水量预测的数学模型基本以稳定流理论为基础,主要包括统计模型、经验比拟模型以及稳定井流解析法模型。

(1)统计模型。建立统计模型的基本思路就是根据矿井已知的某开采水平的矿井涌水量资料,推算下一个开采水平或与其条件相类似的另外矿山的未来矿井涌水量。统计模型的使用条件是已知模型与预测模型的条件大致相同,而且往往需要较多的已知观测资料才能得出比较正确的预测结果。所以又可分为:①水文地质比拟法模型。此模型是在水文地质条件相近和开采方法相同的条件下,利用原有的矿井涌水量和其他资料,采用经验比拟公式,预测未来的矿井涌水量。②相关分析法模型。利用同一体中的各种变量之间的相互关系,如抽水或放水试验中的降深与抽水或放水量的关系。在矿井涌水量预测的研究领域,相关分析法通过建立矿井排水量与对应的疏降水位的相关关系的数学模型,预测不同开采水平的对应矿井排水量。此类模型虽然计算方法简单,容易被人接受,但是它有比较严格的条件限制,不能随意无限制的推断预测未知。

(2)稳定井流解析法模型。在矿井疏降排水过程中,形成疏干(降压)漏斗,当漏斗扩展到补给边界,将出现矿井涌水量呈相对稳定且地下水水位不随时间变化的动平衡状态。这种状态可以用稳定流解析法预测矿井涌水量。在自然界,稳定是相对的,绝对稳定的地下水流运动极为少见,满足稳定流解析法模型的实际水文地质条件几乎不存在。因而,稳定流理论的进一步应用和发展受到了限制。

2.非稳定流解析法阶段

地下水非稳定流理论于20世纪70年代初,开始在我国矿床水文地质领域得到初步地普及和推广。因为它能比较符合实际地反映自然界中地下水的不稳定运动特征,能够比较全面地描述地下水疏降漏斗随时间不断扩展的全过程。所以,该理论发展很快,取得了一些较为满意的科研结果。但是自然界中的地下水流运动十分复杂,矿井水文地质条件千变万化,且实际地质条件与解析解假设条件相差甚远,这些都给它的发展带来了难以克服的困难。

3.单层数值解阶段

自20世纪70年代中后期,随着电子计算机的发展和离散数学的引用,数值解被广泛应用于矿坑涌水量预测中。由于它适应边界条件能力强,善于描述含水介质的非均质和各向异性特征,容易处理控制性方程中的源、汇项,并且考虑了矿井在大的降深疏降过程中所出现的承压转无压的非线性问题,所以能够较好的解决复杂条件下的各种地下水流状态,因此在理论和实际应用方面都发展较快。

在矿井涌水量预测的单层数值解方法中,值得提到的是“地下水不稳定流有限单元计算法———BT法”。该方法首先应用解析解来确定渗流计算区第一类边界上个别节点的变水头值(BT值),根据这些信息再用有限单元数值法计算内节点及渗流计算区第二类边界的变水头值。

但在绝大部分矿区,由于含水层往往是非均质且各向异性,水文地质边界的性质和形状复杂多变,各种线状、面状的源、汇项随处可见。所以,利用解析法求解如此复杂的水文地质模型第一类边界的变水头值是不可能的。即使简化模型求得了结果,其仿真度也是可以想象的。既然所求的BT值可信度差,那么根据BT值再计算得到的数值解,在实际应用中误差很大,结果就更难令人信服。

4.多层数值解阶段

分析四十多年来矿坑涌水量预测数学模型的各个发展阶段,具有一个共同特点,即考虑范围均局限于某个直接充水的单层充水含水层。显然所用的数学模型不能真实地反映华北型煤田客观存在的多层充水含水层的立体充水地质模型,未能用数学语言翔实地描述出主要水文地质概念模型,这可能是造成以往矿坑涌水量预测失真的主要原因之一。

多层数值解模型从立体空间的尺度刻画了地质实体,既注意了浅部条带状隐伏露头内边界所引起的多层充水含水层之间的水力联系,又考虑了深部点、线状导水内边界的水力交换,同时还叠加了呈整体面状展布的裂隙网格型内边界的越流,从而彻底结束了传统的仅考虑单层充水含水层预测该类型煤田矿井涌水量的历史,克服了前人在这个问题研究上的缺陷,更确切地反映了客观实际,减小了由于数学模型假设条件与地质模型客观条件相差太大而引起的计算误差,圆满地解决了多年来一直未能妥善处理的数学模型与地质模型的脱节问题,使矿井涌水量预测研究工作进入了一个新的发展阶段。

1997年,周如禄、戴振学等在分析集贤煤矿水文地质条件和地下水动态的基础上,建立了矿区地下水运动的概念模型和拟三维的有限元数值模型,推导出了矿井涌水量预测表达式。

由于研究问题的目的和要求各不相同,研究区的矿床水文地质条件复杂多样,研究程度也各有差异。因此,建立模型要依据具体条件,用真实、客观的水文地质概念模型和数学模型进行客观描述。只有这样,才能为矿井水的涌水量预报和水位预测奠定可靠基础。

总之,其今后的主要发展趋势可以概括为以下5个方面:

(1)更加实时的模拟过程的信息需求分析,强调信息查询与模型仿真相结合,尤其注重复杂庞大的仿真模型的开发。

(2)日益重视图形、图像技术及多媒体技术的应用开发。主要包括图形用户界面、多窗口技术、信息的图形图像表示和快速查询,以及GIS结合的地理空间数据处理技术、配合模型的信息处理及反馈信息的图形图像表达等。

(3)采用先进的信息集成处理技术。将信息的收集、传送、处理、结果表达等集成在统一的计算机网络环境中,以加快信息运用的速度,满足实时模拟快速响应的要求。

(4)在库管理技术方面,通过方案管理技术来改善模型管理系统的功能,采用面向对象的数据库管理技术及SQL查询方式,增加数据更新的灵活性,提高信息查询速度,减少数据冗余,提高数据的安全性。

(5)应用范围将更为广泛。尤其在煤矿的矿井水水量预报与防治方面将发挥重要作用。

综上所述,矿井水文地质工作和防治水工作已经从定性逐渐向定量过渡。但从上述研究来看,其所见模型基本上以一维流、平面二维流、拟三维流为主,未能完全真实地对含水层进行刻画,尤其是在高水压、构造复杂的矿区,更难以真实地刻画其含水层。

本次研究将针对在大采深、高水压、构造复杂的矿区,利用目前流行的Feflow和Modf-low的地下水模拟软件,对地下水运动和地下水污染进行研究。

参考文献

程胜高,张聪辰.1999.环境影响评价与环境规划.北京:中国环境科学出版社

董兆祥,王彦祺,张明义.1997.矿区环境地质问题的预测与防治.北京:地质出版社

郭向东.1997.应用模糊数学法进行辽河下游段水质综合评价.水文科技信息,2(10):23~26

国家环保局监督管理司.1992.环境影响评价技术原则和方法.北京:北京大学出版社

刘国昌.1988.中国工程地质发展的回顾、反思与展望.河北地质学院学报,(3):32~36

马倩如,程声通.1990.环境质量评价.北京:中国环境科学出版社

毛文永.生态环境影响评价概论.1998.北京:中国环境科学出版社

武强,董东林,傅耀军等.2002.煤矿开采诱发的水环境问题研究.中国矿业大学学报,31(1):19~22

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中国环境科学学会.1984.中国环境科学合订本.北京:中国环境科学出版社

中国科学院黄土高原综合科学考察队.1990.黄土高原地区水资源问题及其对策.北京:中国科学技术出版社

Ⅱ 河北地质职工大学,石家庄市第二职业中专,沧州职业技术学院,哪个学校比较好

石家庄市第二职业中专是中专另外2个是大专,中专和大专没法比较,估计你也会先选大专吧。
河北地质职工大学和沧州职业技术学院
1、地理位置
河北地质职工大学位于省会石家庄,高校众多,交流机会较多。
沧州职业技术学院位于沧州市,高校相对较少,交流机会较也少一些。
2、专业
河北地质职工大学拥有三大系十七个骨干专业,是长江以北唯一一所具有地学特色的专业门类齐全的高职院校。
包括地质系:水文与工程地质专业、区域地质调查与矿产普查专业、岩矿分析与鉴定技术专业、 煤田地质与勘查技术专业、石油与天然气地质勘探技术专业、矿山地质专业、安全技术管理专业、地球物理勘查技术专业 。
工勘系:工程地质勘查专业、钻探技术专业、工程测量技术专业、地籍测绘与土地管理信息技术专业 。
经管系:会计与审计专业、会计电算化专业。
2000年沧州工业学校、沧州农业学校、沧州农林科学院合并升格为沧州职业技术学院
沧州职业技术学院下设十系三部一院。即信息工程系、外语与艺术设计系、畜牧兽医系、机械工程系、电气工程系、化学工程系、经贸管理系、现代服务管理系、城乡建设工程系、食品生物工程系、基础课部、国际交流部和继续教育部、农林科学院。共开设计算机应用于维护、网络技术与信息处理、通信工程、电子商务、会计与审计、外贸英语、机电一体化、数控技术及应用、电气工程及自动化、制药工程、生物技术、城市园林设计与花卉、园艺、动物医学等33个专业。
这两个学校的分数应该差不了太多,根据自己想学的专业和想去的城市合理选择一下吧。

Ⅲ 河北地质职工大学什么专业最好啊!谢谢!!!

资源勘查 专业最好 就是常在野外

Ⅳ 河北地质职工大学的办学规模

地质系
包括水文与工程地质专业、区域地质调查与矿产普查专业、岩矿分析与鉴定技术专业、 煤田地质与勘查技术专业、石油与天然气地质勘探技术专业、矿山地质专业、安全技术管理专业、地球物理勘查技术专业 。
工勘系
包括工程地质勘查专业、钻探技术专业、工程测量技术专业、地籍测绘与土地管理信息技术专业 。
经管系
河北地质职工大学经济管理系包括会计与审计专业、会计电算化专业 。 资源开发与测绘 1.区域地质调查及矿产普查
2.煤田地质与勘查技术
3.岩矿分析与鉴定技术
4.矿山地质

5.工程地质勘查
6.水文与工程地质
7.钻探技术
8.地球物理勘查技术
9.石油与天然气地质勘探技术
10.工程测量技术
11.地籍测绘与土地管理信息技术
12.地质灾害勘查技术(新增加)
13.固体矿产勘查(新增加) 环保、气象与安全 14.安全技术管理 财经 15.会计与审计
16.会计电算化 主要专业系别专业专业培养目标主要课程设置主要实践性教学环节地质系水文与工程地质本专业培养具有水文地质、工程地质、环境地质行业相应岗位必备的基本理论和专业知识,与水文与工程地质专业领域相适应的文化素质,良好的职业道德、敬业精神和创新能力,能从事水文地质、工程地质及环境地质的调查、勘察、评价及规划等工作,能适应生产、建设、服务和管理第一线需要的高端技能型专门人才。 水文地质调查、地下水运动及地下水资源量评价、供水水源地勘察和地下水的开发与保护、水文地质基础、水文地球化学及水质评价、矿床水文地质及矿山环境保护与恢复、地质灾害勘查技术、岩土工程勘察、地基处理与基坑支护工程等。 校内实训:矿物认识与识别实训、岩石认识与识别实训、构造地质实训、土工试验、原位测试实训、测量实习、水文与工程地质物探实训;
校外实训:野外地质认识实习、水文与工程地质教学实习、顶岗实习及预就业设计等。 区域地质调查与矿产普查本专业培养具有地质勘查行业相应岗位必备的基本理论和专业知识,具有与区域地质矿产调查、矿产远景调查及矿产普查专业领域相适应的文化素质,具有良好的职业道德、敬业精神和创新能力,能从事区域地质矿产调查及矿产远景调查、固体矿产勘查等工作,能适应生产、建设、服务和管理第一线需要的高端技能型专门人才。 地质学基础、矿物认识与鉴别、岩浆岩认识与鉴别、沉积岩认识与鉴别、 变质岩认识与鉴别、古生物与地层分析、构造地质分析、固体矿产勘查、矿床地质。 校内实训、地质认识实习、测量实习、地质教学实习、顶岗实习及预就业设计等。 岩矿分析与鉴定技术本专业培养具有地质、冶金、煤田、化工等行业相应岗位必备的基本理论和专业知识,与岩矿分析鉴定专业领域相适应的文化素质,良好的职业道德、敬业精神和创新能力,能从事岩矿分析、岩土分析、镜下鉴定、化学化验分析等工作,能适应生产、建设、服务和管理第一线需要的高端技能型专门人才。 地质学基础、无机化学、有机化学、矿物认识与鉴别、岩石认识与鉴别、分析化学、仪器分析、环境化学、地球化学、工业分析、土力学、探矿选矿中各元素分析测定、晶体光学、岩矿光薄片制作工艺、古生物与地层分析、构造地质分析。 校内实训、地质认识实习、地质教学实习、顶岗实习及预就业设计等。 煤田地质与勘查技术本专业培养能掌握地质基础理论和应用计算机及地理信息系统的相关知识,具备对地质矿产信息进行分析的能力,并能利用ARCGIS、MAPGIS软件制作各种地质图件。同时能利用ARCGIS软件处理空间数据,并对空间数据进行管理,培养应用计算机及地理信息系统进行地质矿产信息处理的高端技能型专门人才。 地质学概论、矿物岩石肉眼鉴定、构造地质学、地图学原理、AutoCAD应用技术、ArcGIS地理信息系统、MAPGIS应用、矿床地质、地理信息系统应用技术、地形图的绘制、矿产图件的绘制、物化探异常图的绘制技术、水工环图件的绘制技术、矿产资源规划、储量数据库建库技术。 地质认识实习、数字地质教学实习、专题地质图编制实训、顶岗实习及预就业设计等。 石油与天然气地质勘探技术本专业培养适应石油与天然气地质勘探技术第一线需要的,具有石油与天然气地质勘探与油气开发工程的基础理论知识和基本技能,掌握油气勘探与油气开发工程方面需要的实际工作能力的高端技能型专门人才。 地质学基础、矿物岩石认识与鉴别、沉积岩与沉积相、石油地质、工程物探、构造地质分析、古生物与地层分析、MAPGIS、油田开发地质、油气田勘探、有机地球化学、石油地球物理测井、石油地震勘探、层序地层学、采油工程、油藏工程、油区构造分析。 校内实训、地质认识实习、测量实习、地质教学实习、顶岗实习及预就业设计等。 矿山地质本专业培养具有矿山地质行业相应岗位必备的基本理论和专业知识,与矿山地质专业领域相适应的文化素质,良好的职业道德、敬业精神和创新能力,能从事矿区资源勘查、开发规划、矿山设计、监察、矿山环境恢复与治理、矿山测量、矿山生产技术管理等工作,能适应生产、建设、服务和管理第一线需要的高端技能型专门人才。 地质学基础、矿物认识与鉴别、岩石认识与鉴别、测量技术、选矿工艺学、采矿概论、古生物与地层分析、构造地质分析、固体矿产勘查、矿山地质、矿床地质、矿产资源评价。 校内实训、地质认识实习、测量实习、地质教学实习、顶岗实习及预就业设计等。 安全技术管理本专业面向各类中小企业及各类会计相关中介代理、咨询、培训机构、事务所等,培养德、智、体、美、劳全面发展,适应企业财务、管理、税务等领域第一线需要,掌握会计专业基本知识和职业技能,具备良好职业道德和操作规范,掌握国家财经法规和经济政策,在校期间取得会计从业资格证书,毕业后能够采用手工或者利用电子计算机技术从事中小企业各岗位工作,能够胜任会计代理、税务代理、工商代理、审计助理等中介服务机构的各岗位工作,并具有可持续发展能力的高端技能型人才。 企业会计核算基础实训、纳税实务实训、财务会计分岗位实训、多公司交叉业务综合实训、电算化多公司交叉实训、工学交替实习、顶岗实习及预就业。 企业会计核算基础、初级会计实务、经济法、成本核算与控制、初级会计电算化、高级会计电算化、财务管理、企业纳税实务、EXCEL在财务管理中的应用。 地球物理勘查技术本专业培养在资源勘查、工程勘查、环境勘查等行业从事找矿、水资源勘查、岩土工程的勘察和质量验收、环境勘查、灾害防治工作中的地球物理勘查技术工作,熟悉物探工作规范,具有与岗位相适应的职业能力,具有良好的职业修养、较强的职业发展能力的高端技能型专门人才。 地质学基础、岩石认识与鉴别、矿物认识与鉴别、构造地质分析、测量技术、地球物理学、电法勘探、地震勘探、重磁勘探、地球物理测井。 校内实训、地质认识实习、测量实习、综合物探教学实习、顶岗实习及预就业设计等。 工勘系工程地质勘查本专业培养能适应工程地质勘查岗位群生产一线需要的,德、智、体、美等全面发展的高端技能型专门人才。 高等数学、英语、地学基础、工程力学、工程制图、机械基础、CAD、工程测量、工程地质学、第四纪、工程物探、土力学地基基础、钻探工程、岩土工程施工、岩土工程测试技术、岩土工程勘察、桩基工程、岩土工程预算、项目管理概论、安全生产管理等。 工程地质勘察认识实习、桩基工程认识实习、顶岗实习。 钻探技术本专业能适应钻探岗位群生产一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展的高端技能型专门人才。 高等数学、英语、地学基础、工程力学、电焊技术、机械制图、CAD、机械基础、钻探机场用电、动力及使用维护、液压传动、钻探设备、岩心钻探、基础施工技术、岩土工程施工、施工项目管理概论、钻探施工安全、水文水井钻探、地热钻探、钻探机台管理等。 钻探工程认识实习、水井钻探认识实习、顶岗实习。 工程测量技术本专业能适应工程测量岗位群生产一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展的高端技能型专门人才。 高等数学、英语、地形测图、应用遥感技术、画法几何与工程制图、地图概论、测量平差、土木工程概论、CAD、MapGIS、控制测量、GPS卫星定位测量技术、工程测量、数字化测图、地理信息系统、地籍调查与测量等。 地形测图实习、导线网布设、数字化测图实习、GPS静态控制网布设、顶岗实习与与就业。 地籍测绘与土地管理信息技术本专业能适应地籍测绘与土地管理岗位群生产一线需要的,德、智、体、美等全面发展的高端技能型专门人才。 高等数学、英语、土地管理概论、地形测图、地图概论、画法几何与工程制图、CAD、测量平差、应用遥感技术、MapGIS、控制测量、土地法、工程测量、数字化测图、地理信息系统、土地经济、土地调查与评价、不动产评估、地籍调查与测量等。 地形测图实习、导线网布设、数字化测图实习、GPS静态控制网布设、顶岗实习及与就业。 经管系会计与审计本专业培养目标:适应市场需要的,德智体美全面发展的,掌握会计和审计的基本理论和基本知识、具有较强会计及审计业务实际操作能力、能胜任会计及审计工作。学生毕业后可在各类中小企业单位从事货币资金核算、非货币资产核算、成本核算、财务管理和审计等工作;能够胜任会计代理、税务代理、工商代理、审计等中介服务机构的各岗位工作,具有良好的职业道德、较强的专业技能和可持续发展的学习与适应能力的高端技能型人才。 企业会计核算基础实训、纳税实务实训、财务会计分岗位实训、多公司交叉业务综合实训、审计实训、工学交替实习、顶岗实习及预就业 。 企业会计核算基础、初级会计实务、经济法、成本核算与控制、初级会计电算化、中级会计实务、财务管理、企业纳税实务、内部控制、审计实务。 会计电算化本专业面向各类中小企业及各类会计相关中介代理、咨询、培训机构、事务所等。 企业会计核算基础实训、纳税实务实训、财务会计分岗位实训、多公司交叉业务综合实训、电算化多公司交叉实训、工学交替实习、顶岗实习及预就业。 企业会计核算基础、初级会计实务、经济法、成本核算与控制、初级会计电算化、高级会计电算化、财务管理、企业纳税实务、EXCEL在财务管理中的应用 。 新增宝玉石鉴定与营销本专业培养学生良好的职业道德和专业素质, 根据市场的要求培养具备一定的基本文化知识、科学文化素养的合格人才,熟练掌握仪器和肉眼鉴别各种宝玉石原料和成品的能力;掌握各种贵重金属的鉴别方法及一定市场营销的技能,同时了解各种宝玉石的加工方法和基本的首饰加工方法。能够从事贵金属、珠宝玉石和材料工艺的质量检验、设计、生产、经营管理的高端技能型专门人才。 地质学基础、结晶学与矿物学、岩石学、晶体光学、宝石学、宝石矿床学、钻石学、工艺美术、电脑图文设计、珠宝首饰基础、市场营销口才学、材料工艺学、珠宝市场营销、市场营销学、公共关系。 校内实训、教学实习、顶岗实习及预就业设计等。 数字媒体技术本专业培养系统掌握数字媒体领域的相关理论和基本知识,具有先进的数字媒体理念和创作能力,有较强的实际操作技能和跟踪数字媒体新工艺、新潮流能力,适应电子信息、文化教育、广播影视、广告娱乐等产业的数字媒体领域,从事数字图形图像作品、数字影视作品、数字动画作品制作等岗位群设计、制作、经营管理的高端技能型专门人才。 美术基础、影视声音基础、构成设计、版式设计、数字图形设计(Correldraw)、数字图像处理(photoshop)、lllustraor、影视语言、音频非线性编辑(Cool Edit)、数字摄影技术、影视特技与后期合成(after effects)、数字二维动画制作(flash)、数字摄像技术、网页制作与编排艺术(dreamweaver)、数字影视制作技术(premiere)、数字三维动画制作技术(3ds max)。 校内实训、教学实习、顶岗实习及预就业设计等。 资产评估与管理培养德智体美全面发展, 具有诚信品质、敬业精神和责任意识,具备较强的实践能力、创新能力和就业能力,具备资产评估专业基本知识、操作技能和对机电设备、建筑工程、无形资产和企业价值进行鉴定估价的职业能力和职业素养,面向资产评估行业,从事资产评估和房地产估价、土地估价工作;面向中小企业,从事会计以及资产管理相关工作的高端技能型人才。 会计核算基础实训;企业纳税实务实训;财务会计分岗实训;会计电算化实训;资产评估专题讲座;资产评估实训;工学交替实习;顶岗实习 会计核算基础、统计实务、机械与工程识图、初级会计实务、企业纳税实务、企业内部控制、机器设备评估基础、建筑工程评估基础、会计电算化、Excel的应用、资产评估实务、资产管理实务。 学费
理工类每人5000元/学年,文史类每人5000元/学年,文理兼收类每人5000元/学年 。
住宿费
每人500元/学年 。 国家奖学金 奖励特备优秀的学生,奖励标准为每人每年8000元 。 国家励志奖学金 资助品学兼优家庭经济困难的学生,奖励标准为每人每年5000元 。 国家助学金 资助家庭困难的学生,奖励标准每人每年3000元 。 校级奖学金 奖励面为23%。

中国地质科学院岩溶地质研究所

中国地质科学院岩溶地质研究所主要承担岩溶地质的基础研究、区域调查评价、开发应用和科学实验工作,形成了岩溶动力学与全球变化、岩溶资源评价与开发利用、岩溶生态系统与石漠化治理、岩溶地质灾害防治与环境保护、岩溶景观旅游资源评价、岩溶探测与测试等优势研究领域,设置有岩溶动力学重点实验室、岩溶资源与环境调查研究院、岩溶生态与石漠化治理研究中心、岩溶地质灾害研究中心、岩溶景观与洞穴研究中心、环境地球化学研究测试中心等二级科研机构。岩溶动力学重点实验室为国土资源部、广西壮族自治区重点实验室,岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室为中国地质科学院重点实验室。

2009年,全所在研项目115项,其中,纵向科研项目40项、地质调查项目5项、社会服务项目43项、基本科研业务费项目27项,预算总经费7193万元。发表论文79篇,其中SCI检索期刊2篇,核心期刊42篇、出版专著2部。

所长兼党委书记姜玉池(左二),副所长、党委副书记兼纪委书记刘雯(右二),副所长黄庆达(左一),副所长蒋忠诚(右一)

2009年度重要科技成果

岩溶动力系统中土壤有机碳的动态及碳汇机制研究:地质调查工作项目“岩溶动力系统与碳循环”。项目通过对岩溶区与非岩溶区典型土壤剖面的调查,揭示了岩溶区土壤的富钙偏碱性。岩溶区土壤的pH值和有机碳空间分布受到岩性、土地利用方式影响,石灰土的有机碳是地带性红壤的1.96倍。动态监测的结果显示岩溶区土壤溶解有机碳仅为非岩溶区红壤的1/6,而土壤呼吸排放量低于非岩溶区红壤。通过土壤有机碳矿化培养试验,利用三库一级动力学方程拟合出岩溶区土壤活性、缓效、惰性碳库的库容大小及周转周期。

桂林毛村土壤水溶性有机碳DOC随时间的变化,及石灰土与红壤的对比

中国西南50万年来石笋记录的气候事件与全球变化的响应:属国家自然科学基金项目。项目对洞穴石笋进行精确U-230Th定年及高分辨的碳、氧同位素分析,初步建立中国西南35万年及2万年以来石笋记录的标准时标序列,揭示了一系列轨道尺度、短时间尺度的季风气候突变事件。利用贵州荔波董哥洞D10、D8、D6-2及D3、D4的ICP-MS—230Th测年数据及氧同位素记录集成了一个完整的24万年时标序列。

利用D4、J1和荔波衙门洞Y1石笋的230Th测年和碳、氧同位素数据,综合集成了2万年来的时标序列,不仅揭示了H1、OldestDryas、OlderDryas、Younger Dryas和8200年等突然变冷事件,而且还揭示在末次冰盛期的17.5~19kaB.P.间,存在的季风降雨增加事件,表明末次冰盛期为冷湿组合的气候环境。

岩溶动力系统CO2-H2O-CaCO3碳循环过程及与有机碳循环的示意图

贵州荔波董哥洞24万年时标序列的综合集成

岩溶石漠化区水土资源高效利用技术研究:国家科技支撑计划、广西科技攻关课题。通过小流域水土流失监测,进一步论证了岩溶石山区坡面土壤主要由地下漏失,研究出水土保持的主要技术方法;针对不同的土地类型,研发出不同的土地整理、种植和灌溉技术,形成了2项专利技术。研究建立了典型岩溶区生态土地分类系统方案、生态土地优化配置评价指标体系和评价模型,构建了岩溶流域系统生态土地优化配置模式。建立完善了广西平果果化、马山弄拉、环江古周示范区,总面积2000多公顷。4个示范区的水土资源得到了充分合理高效利用,生态环境进一步改善,实现了生态土地优化配置,构建了岩溶区特色的土地整理和水土保持技术模式,形成了生态产业。农民收入迅速增加,石漠化得到治理,生态经济社会向良性循环方向发展。

水土流失与水土保持、土地整理

岩溶区种植火龙果

耐旱树种筛选和引进树种适应性研究——忍冬

喀斯特山地石漠化区植被恢复技术研究与示范:国家科技支撑计划课题。针对重庆地区岩溶山地森林植被退化、石漠化加剧和旱灾严重等生态问题,开展岩溶山地退化生态系统综合治理的关键技术研究,建立适合岩溶山地生态产业发展的模式,提出生态环境恢复与重建的对策,进行试验示范。生态重建试验一年之后证实,华南忍冬能够增加土地覆盖程度,改善水热变化条件。

娘子关泉域桃河流域图

中国北方岩溶区地下水环境问题成因机制与保护对策研究:国土资源部公益性行业科研专项经费项目。全面总结、归纳了我国北方岩溶泉域地下水环境问题及特征;选择典型泉域进行深入研究,揭示了北方岩溶泉域水文地质环境问题成因及其演化驱动机制;提出岩溶水保护区划分方案和保护措施。初步划分边界明确的岩溶地下水系统(子系统)116个,对其系统边界水文地质性质进行了界定根据岩溶水系统地质结构与循环条件,将岩溶水系统划分为单斜顺置式、单斜逆置式、平行置式、盆地型、其他式5种主要北方岩溶水系统模式,对其系统结构、资源要素及转化关系、岩溶水文地质环境问题的差异性进行了归纳总结。针对不同的环境地质问题对个典型泉域(娘子关泉域、河南九里山泉域、山东枣庄十里河泉域开展了专题研究。

碳酸盐岩缝洞系统模式及成因研究:“973”计划项目第一课题。通过典型岩溶露头区与井下缝洞系统的精细描述和对比研究,建立了古岩溶地貌成因的组合识别方法,掌握了塔里木盆地油气藏奥陶系不同地貌单元古岩溶缝洞系统的发育特征,划分了岩溶台地、岩溶缓坡、岩溶陡坡和岩溶山间盆地4种二级地貌类型。对塔河油田试验区碳酸盐岩缝洞系统进行了地质识别,建立了塔河油田4种地貌单元古岩溶垂向结构模式;分析了塔河油田试验区不同古岩溶地貌单元油气富集特征,建立了六大类10种古岩溶缝洞系统发育模式,建立了古岩溶地球物理识别方法,掌握了塔里木盆地油气田奥陶系古岩溶缝洞系统地球物理响应特征。开展了塔河油田试验区构造应力场模拟,从构造裂缝形成的动力机制出发,运用脆性岩石破裂准则,预测研究区构造裂缝的发育状况,为建立塔河油田试验区裂缝预测模型提供了理论支持。

丘峰洼地类型古岩溶垂向结构模式

多期次、多旋回裸露风化古岩溶演化模式

贵广铁路雄村—贺州段岩溶地质与线路比选咨询研究:结合铁路工程的特点和需要,深入分析了研究区基础地质条件、岩溶发育特点、岩溶层组及含水岩组划分、岩溶塌陷机理、潜在危险性分区、列车动荷载作用下诱发岩溶地面塌陷效应、岩溶地球物理勘探的有效性、三大线路方案岩溶地质特征、线路岩溶地质条件比选原则和评判方法、最终的线路方案比选综合评判等重点问题。将地理信息系统技术运用到铁路工程地质病害调查所获得的多源空间数据的处理和危险性综合评价中,实现了数据管理的可视化、自动化,提高了评价结果的科学性和可靠性,取得了较好效果。

岩溶发育程度对塌陷的影响分区专题图

洞穴环境远程监测及承载力定量评价:开展了我国不同气候地貌区代表性洞穴调查与空气环境自动监测工作。在广西桂林芦笛岩、广西河池水晶宫、海南儋州石花水洞、重庆武隆芙蓉洞、河北兴隆陶家台溶洞建立了洞穴空气环境远程自动监测系统,对洞穴空气环境的温度、湿度、CO2、O2等因子进行高频度远程自动监测,掌握了洞穴空气环境的变化规律,探索了旅游洞穴环境因子变化对洞穴沉积物景观的影响,建立了洞穴环境承载力评价指标体系,定量评价了洞穴环境承载力,为制定洞穴开发保护政策措施提供了技术支撑。

监测和传输系统

实时监测与显示

西南岩溶石山地下水及环境地质调查:地质大调查计划项目。从1999年起,组织西南8省(区、市)地调院以及航遥中心、水环中心、中国地质大学等单位,联合实施“西南岩溶石山地下水及环境地质调查”计划项目。完成1:25万水文地质编测66万km2、1:5万水文地质和环境地质综合调查12.32万km2、水文地质钻探25500m、地下洞穴探测长度60km、综合地球物理探测55000物理点、建立岩溶地下水自动化监测站7处。

西南岩溶石漠化分布图

掌握了西南岩溶区水资源量及其开发利用潜力,为地下水开发利用提供了技术支撑;查清了岩溶石漠化的分布状况及其发展趋势,掌握了岩溶石漠化形成的主要机制,提出了不同岩溶环境地质类型石漠化治理措施,为正在开展的石漠化治理提供了依据。查清了典型流域岩溶水文地质条件和环境地质问题,制定了流域内岩溶水开发工程方案和地质环境综合整治区划,成果已被多个部门应用于调查区开发治理工作中。针对不同类型区开发条件,因地制宜,采取堵洞蓄水、暗河截流、大泉壅水、钻井、大口井、斜井等多种方式,开展了岩溶地下水开发利用与生态环境综合治理示范,解决了40多万人饮用水、30多万亩耕地的灌溉用水问题,取得了明显的社会效应与经济效益。建立了西南岩溶石山区地下水与环境地质信息系统,实现了地质调查成果的信息化。地调与科研相结合,开展了综合性的研究工作,实现了地质调查工作的科技创新。

中国地质科学院年报.2009

地下河及溶洼堵洞成库

选择不同类型岩溶地下水系统进行地下水监测,研究了水质、水量动态与岩溶动力系统的相互关系;揭示了典型地下河流域水质水量20年来的变化及与土地利用变化的关系,掌握了地下水系统、土壤和植被对岩溶自然环境和人类活动变化的敏感性,建立了环境脆弱性评价指标体系及模型。

广西平果县果化表层岩溶水开发与生态恢复示范

Ⅵ 张金昌的中国地质科学院勘探技术研究所研究员

张金昌 ,男,汉族,中共党员,河北唐县人,1959年1月生,教授级高级工程师,中国地质大学(北京)兼职教授,中国地质科学院研究生院硕士生导师。现任中国地质科学院勘探技术研究所所长,党委副书记,兼任中国地质科学院勘探技术研究所学术委员会委员,专业核心期刊《探矿工程(岩土钻掘工程)》编委。教育及工作经历 :
1981年毕业于河北地质学院探矿工程专业获学士学位。
1984年毕业于中国地质大学(北京)探矿工程专业获硕士学位。
1985年1月分配到勘探所钻机三室从事科研工作。1987年7月任工程师专业技术职务。
1987年6月---1991年12月在勘探所从事科研工作,任研究室副主任。
1992年1月---1994年8月在勘探所从事科研工作。
1992年12月被评聘为高级工程师。
1994年9月---1995年9月到美国进修学习。
1995年10月---2000年3月在勘探所设备工程室从事科研工作。
1996年7月--2000年3 月任研究室主任(正处级),并担任党支部书记。
2000年4月至2009年1月,任勘探所副所长(副司局级)、党委委员,分管所科研管理工作。
2001年12月被评聘为探矿工程专业教授级高级工程师。
2001年1月---2005年12月任第七届中国地质学会探矿工程专业委员会副主任委员。
2006年1月起任第八届中国地质学会探矿工程专业委员会常务副主任委员。
2003年7月起任全国标准化技术委员会委员。
2006年5月---2006年7月在国家行政学院参加第七期国土资源厅局长培训班。
2006年8月起任科技部国际合作重点及重大项目评审专家。
2006年12月被廊坊市委、市政府聘为廊坊市第三届专家咨询服务委员会委员。
2009年1月至2010年11月,任勘探所副所长(主持工作)、党委委员。
2010年12月至今,任勘探所所长、党委副书记 。 研究方向:
从事地质岩心钻探、水文水井和工程施工设备设计、工艺研究以及科研管理工作。 主持或参与完成的科研项目达16项,其中部级课题10项。
国家863重点项目:2000m地质岩心钻探关键技术与装备 负责人
地质调查科研计划项目:2000m以内地质钻探技术研究和应用示范 负责人
深部探测技术与实验研究专项:科学超深井钻探技术方案预研究 负责人 作为主要成员先后参加或主持完成了部、院、所及横向市场科研项目16项,其中获部科技成果三等奖一项、二等奖二项、一等奖一项。参与完成的“水文水井气举钻探新技术”研究成果推广应用到全国30个省、市、区,并广泛应用于国外水井钻进工程中,产生经济效益数十亿元,1993年度获得原地质矿产部科技成果一等奖(排名第六);主持完成的“CG1900型全套管冲抓成孔设备、器具及施工工艺研究”项目,是原地质矿产部“九五”地勘高新技术研究开发项目,已于2001年通过部级鉴定。该项研究成果是我国自行设计制造的第一台大口径全套管冲抓施工设备,成果总体水平达到了国际同类技术先进水平,已广泛应用于国内外桩基施工中。2005年“CG型全套管冲抓成孔设备”入选国家重点新产品。2006年以来,又研制成功四种型号的旋挖搓管机,并出口俄罗斯、乌克兰等国,2011年又成功进入北美市场。
2001年5月,担任编委副主任编辑完成的《天然气水合物勘探与开发技术译文集》是我国第一部主要介绍天然气水合物勘探与开发技术的译文集,对我国天然气水合物的勘探开发研究工作起到了积极的推动作用。2008—2009年,在青海省木里海拔4200米的高原冻土区成功实施“祁连山冻土区天然气水合物DK-1—DK-4科学钻探实验孔”,在130-170米之间发现了3个天然气水合物层。在高原冻土地区钻获天然气水合物在世界上尚属首次,标志着我国天然气水合物调查研究和取样钻探技术达到国际先进水平。
2006—2007年开始担任863重点项目“2000m地质岩心钻探关键技术与装备”及地质调查计划项目“2000m以内地质钻探技术研究和应用示范”负责人。带领课题组,利用“2000米地质岩心钻探关键技术与装备”在山东乳山金青顶金矿区成功实施一倾角80度终孔深度达2212.8米的生产示范孔,标志着我国第一套具有自主知识产权的2000m深孔全液压动力头地质钻机系统研制成功,其中多项技术已走在世界前列,将大幅度提升我国深部岩心钻探装备设计、制造和配套实力,打破西方少数国家对深部地质岩心钻探装备市场的垄断。这两个项目的成功实施,使我国2000m以内全液压动力头钻机形成了系列化(300米—2000米),解决了长期制约我国地质岩心钻探效率提高的关键工艺技术问题,使我国地质岩心钻探技术和装备水平上了一个大台阶。
筹划“十二·五”2000—5000m地质岩心钻探技术与装备相关课题的研究工作。负责的“深部探测技术与实验研究专项”课题12000—15000m“科学超深井钻探技术方案预研究”进展顺利。
1、兀型钻架(桅杆)静动载及稳定性研究。
2、SPC-150型水文水井钻机。
3、SHB140/100气举反循环双壁钻具。
4、SPJC-300型水文水井钻机。
5、水文水井气举钻探新技术研究。
6、SJ-1500型水文水井钻机。
7、CG1900型全套管冲抓成孔设备及施工艺研究。
8、高压旋喷注浆技术研究与开发。 1 全液压动力头水井钻机国产化若干问题 臧臣坤; 张金昌; 冯起赠 探矿工程 2009-02-25
2 地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2009-08-25
3 2000m地质岩心钻探成套装备研制工作进展 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2009-06-15
4 CG型全套管搓管成孔设备的研究和应用 宋志彬; 冯起赠; 和国磊; 王年友; 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2009-06-15
5 再接再厉,创新钻掘技术 甘行平; 傅秉锋; 张金昌; 刘三意 探矿工程(岩土钻掘工程) 2006-02-25
6 回顾与展望 甘行平;张金昌; 刘三意 探矿工程(岩土钻掘工程) 2007-09-25
7 钻探技术面临的新形势、新机遇和新任务 张金昌; 冉恒谦; 刘芳霞 探矿工程 2007-09- 25
8 CG型全套管冲抓成孔设备及施工工艺 宋志彬; 冯起赠; 王年友; 张金昌 探矿工程 2007-09- 25
9 国产旋挖钻机市场现状分析及发展建议 周红军; 蒋国盛; 张金昌 探矿工程 2008-08-26
10 岩溶地区水文水井钻探新技术 张金昌; 宋志彬; 冯起增 西部探矿工程 2005-12-30
11 我国水文水井钻机发展综述 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2005-09-30
12 防渗加固高压旋喷注浆技术的研究与应用 宋志彬; 张金昌; 冯起增; 杨大根; 孙正基; 王年友 探矿工程(岩土钻 掘工程) 2003-01-25
13 探矿工程(岩土钻掘工程)技术与可持续发展 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2004-02-25
14 江河堤坝垂直防渗高压喷射灌浆技术 张金昌; 宋志彬; 杨大根; 王年友 探矿工程 2000-09-25
15 CG1900型全套管冲抓成孔设备、器具及施工工艺的研究和应用 张金昌; 宋志彬; 王年友; 杨大根 探矿工程(岩土钻掘工程) 2001-11-25
16 我国水文水井钻机发展综述 张金昌 第十三届全国探矿工程学术研讨会论文专辑 2005-09-01
17 2004年亚、非、拉水文水井钻探技术培训情况介绍 张金昌; 冉恒谦; 孟庆鸿; 张林霞 “十五”重要地质科技成果暨重大找矿成果交流会材料四——“十五”地质行业重要地质科技成果资料汇编 2006-12-01
18 钻探技术新进展 张金昌 第十四届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术研讨会论文集 2007-10-01
19 全液压动力头水井钻机国产化若干问题 臧臣坤 张金昌 《探矿工程》2009年2期 2009-02-01
20 地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用 张金昌 《探矿工程》2009年8期 2009-08-01
21 中国地质钻探技术的发展及应用 张金昌 《矿业装备》2009年10月号 2009-10-01
22 2000m地质岩心钻探成套装备研制工作进展 张金昌 《探矿工程》增刊 2009-10-01
23 科学超深井钻探技术国内外现状 张金昌《地质学报》2010年6期 2010-06-01 1.1993年度获得原地质矿产部科技成果一等奖。
2.2003年被国家教育部评为“优秀留学回国人才”。
3.2008年、2010年获国土资源科学技术二等奖各一项。
张金昌——中国社会科学院研究员
张金昌,甘肃天水人,现为中国社会科学院工业经济研究所研究员,中国社会科学院研究生院教授,北京智泽华软件公司董事长。先后出版《财务分析与决策》、《现代企业经营理财》、《企业经济学》(合著)、《21世纪的企业治理结构和组织变革》(合著)、《国际竞争力评价的理论与方法》、《打造国际竞争力》、《财务分析学教程》等专著。主持“加强我国企业竞争力研究”、“21世纪公司治理结构和企业组织变革展望”、“企业资金链断裂的成因和对策研究”等课题研究,在国内外刊物上发表重要论文100多篇,其中 “中国企业开拓国际市场的战略思考”(香港,《中国评论》杂志,2000年6期)、“中国养老保险部分积累模式的可行性分析”(〈 International social Security Review, Ma. USA VOL. 53,2000 No.4〉、“中国的劳动生产率:是高还是低?”(USA-China Economics Review,2002.vol.2, New york,中国工业经济2002年4期)等论文在国内外产生了一定反响。主持开发了《智能化财务分析系统》(2001)、《中国建设银行财务顾问专家系统》(2008)、《财务危机预警系统》(2006)、《中国农业银行财务风险分析预警系统》(2009)等软件。
1986年毕业于西安建筑科技大学管理工程专业,1986-1993年在首都钢铁公司从事企业管理专业工作,期间考入南开大学研究生班并派往法国尼斯大学深造,获得法国DESS-CAAE学位。1993年回国到社科院从事企业管理、财务分析、竞争力方面的研究工作,主要研究领域为企业管理、国际竞争力与社会保障问题。2001年获得管理学博士学位。2008-2009在美国布鲁克大学以研究教授级访问学者名义进行国际合作研究。

Ⅶ 煤层气井定向井钻井技术

侯岩波 孙建平 张 健 孙 强 李绍勇

( 中联煤层气有限责任公司 北京 100011)

摘 要: 煤层气储层特征等方面与常规天然气储层的差异,决定了煤层气钻井、完井、储层保护等技术的特殊性。在不断试验和总结的基础上,本文研究出了一整套适合煤层气开发的定向井钻井工艺技术及井身质量控制措施,符合产业化、商业化开发煤层气对降低钻井及生产成本的诉求,对经济高效开发煤层气具有借鉴意义。

关键词: 煤层气 定向井 钻井工艺 井身质量

Drilling Technology in Coalbed Methane Directional Well

HOU Yanbo SUN Jianping ZHANG Jian SUN Qing LI Shaoyong

( China United Coalbed Methane Co. ,Ltd,Beijing,100011,China)

Abstract: The reservoir of coal bed methane has many differences from conventional natural gas. These differences determine particularity of coal bed methane in drilling,well completion and reservoir protection. In the foundation of continuous experiment and summarize,this article study out a technical system in the drilling tech- nology in directional coal bed methane well and well quality controlling. These meet the requirements of rece drilling and proction cost in coal bed methane instrialization and commercialization. It has reference signifi- cance in exploiting coal bed methane economically and efficiently.

Keywords: coal bed methane; directional well; drilling technology; well quality

基金项目:国家科技重大专项《山西沁水盆地南部煤层气直井开发示范工程》(编号2009ZX05060)

作者简介:侯岩波,1983年出生,男,河北迁安人,硕士,2009年毕业于中国矿业大学(北京)地质工程专业,现在中联煤层气有限责任公司从事煤层气勘探开发工作。Email:[email protected]

柿庄南区块位于沁水盆地南部太行山西麓,行政隶属于山西省晋城市沁水县及高平市。该区向北距山西省省会太原260公里,向东南距晋城市60公里,区块总面积约388km2,3#煤层资源丰度1.69亿m3/km2,本区块已成功开发了400余口煤层气井,单井平均产气量>1000m3/d。由于本区山峦重叠,沟壑纵横,森林密布,从保护环境,降低征地及钻前施工难度方面考虑,在局部地形复杂、林地密集地区部署2至4口定向井的丛式井井组进行煤层气开发,丛式井还可有效降低地面集输建设成本及日后排采的生产管理成本,是一种适用于该地区煤层气大规模开发的钻井技术。

1 地质概况

柿庄南区块第四系黄土层厚约30m,开发3#煤层钻遇基岩地层自上而下依次为刘家沟组、石千峰组、上石盒子组、下石盒子组、山西组、太原组(未钻穿),完钻原则为3#煤层底板以下50m,详见表1,总体而言该区地质条件简单,煤储层埋深适中,煤层气资源丰度高,开发条件优越。

表1 柿庄南区块地层特征简表

2 施工设计

以TS04C丛式井井组为例,该井组包括4口定向井,大门方向86°,磁偏角为-2.9°,井口间距5m且呈直线排开,设计时应充分考虑防碰措施,合理安排钻井顺序,使各井设计方位呈放射状分布,井眼轨迹不互相交错,具体设计见图1、图2。

成井工艺:一开井径φ311.15mm,钻至稳定基岩10m完钻,下入φ244.5mm×8.94mm表层套管,固井水泥需返至地面,二开井径φ215.9mm,钻至井深100m左右,开始改用螺杆钻具定向钻进,采用直增稳三段制井身剖面,最终稳斜至3#煤以下50m井深完钻,下入φ139.7mm×7.72mm生产套管固井。

图1 TS04C井组水平投影图

图2 TS04-4D井身轨迹数据

3 钻井设备与钻具

3.1 设备

钻机:TSJ-2000;GZ2000;GZ2600。钻塔:A字型,负荷≥700KN。泥浆泵:3NB-350;3NB-500;3NB-800,排量20~30L/s。动力:12V135,8V190,12V190柴油机。

3.2 钻具及其他

φ127mm钻杆、φ159mm无磁钻铤、φ159mm钻铤、φ165mm(1.25°/1.5°)单弯螺杆、φ214mm稳定器、单点照相/电子测斜仪。

4 钻井工艺

4.1 泥浆工艺

一开用膨润土粉、纯碱、烧碱、少量的聚丙烯酰胺钾盐KPAM及钠羧甲基纤维素CMC等有机处理剂配置低固相钻井液。纯碱及烧碱主要起改善粘土的水化分散相能,起到降失水、增粘和调节泥浆PH值的作用。CMC降失水剂提高了粘土颗粒的聚结稳定性,有利于保持钻井液中细颗粒的含量,形成致密的滤饼,降低滤失量,抑制泥岩等水敏地层膨胀,能有效巩固井壁,此外还有增粘作用,提高钻井液的携带岩屑能力,使含砂量降低,有效控制有害固相含量,减少重复破岩的几率,可延长钻头及螺杆等钻具的使用寿命,提高钻进效率。KPAM具有控制地层造浆的作用并兼有降失水、改善流型及增加润滑性等功能,能起到稳定井壁、降低钻井液滤失量,达到提高钻速的作用。在钻至目的煤层时,钻井液换用清水钻进直至完钻,若钻遇漏层或易垮地层,在保护储层的前提下可适当调整泥浆性能,酌情填加堵漏剂及其他处理剂以保证工程顺利完成。

煤层段钻井液性能:密度1.02~1.05g/cm3,粘度22~25s,pH值7.5~8.5,含砂量<0.2%。

4.2 表层钻进技术

钻具组合:φ311.15mm三牙轮钻头+φ159mm钻铤+φ127mm钻杆。

一开井段为第四系黄土层并含少量卵石,结构疏松,易漏易垮,钻进时主要保证不漏,适当调整泥浆,在钻进开始时要慢钻、吊打,保证不塌、打直,控制泵压、排量,防止把黄土层打漏。

一开采用φ311.15mm牙轮钻头钻进,钻压30~50KN,泵压2MPa。一开钻穿基岩超过10m后完钻,下入φ244.5mm×8.94mmJ55表层套管,套管节箍与地面水平,采用密度1.80g/cm3水泥固井并返至地面。

4.3 直井段钻井技术

钻具组合:φ215.9mm钻头+φ159mm钻铤+φ127mm钻杆。

二开直井段地层以砂岩、泥岩为主,可钻性较好,采用常规塔式钻具结构,为防止井斜钻进参数仍采用轻压吊打原则,并每钻进30m测斜一次,尽早跟踪监测井斜及方位变化,做好防碰,降低施工风险。

4.4 定向造斜段钻井技术

钻具组合:φ215.9mm钻头+φ165mm(1.25°/1.5°)单弯螺杆+φ159mm无磁钻铤+φ159mm钻铤*6根+φ127mm钻杆。

二开钻进至井深约100m时开始定向造斜,造斜定向造斜时要锁死转盘,采用单弯螺杆或直螺杆加弯接头定向造斜。测斜仪器要定期校正罗盘,保证数据采集准确,钻进1至2个单根测斜一次,螺杆钻进井段测斜间距≤20m。应在定向初期控制好井斜、方位,以防工具面常摆不到位,难以控制。在防碰井段及定向造斜段钻进时,钻井队要加密测点,勤计算,勤作图,密切掌握和预测井眼轨迹的变化;勤捞砂样观察是否出现水泥钻屑;认真分析蹩、跳钻现象。钻进参数:钻压50~60KN,泵压3~4MPa,螺杆马达转速200~300r/min,钻进过程中根据井眼轨迹实时调节钻进参数,方位误差变大则转速降低稳步控制方位。

考虑到煤层气井排采生产的特殊性、稳定性与连续性,产能建设单位对井眼轨迹尤其是定向造斜段有着较高要求,井眼轨迹越平滑曲率越小,泵抽系统与地层间的偏磨损耗则越小,越有利于生产单位连续稳定排采,因此要求造斜段造斜率≤4°/30m,造斜和扭方位井段连续三个测点的全角变化率≤5°/25m。

4.5 稳斜段钻井技术

钻具组合:φ215.9mm钻头+φ214mm稳定器+φ159mm无磁钻铤+φ159mm钻铤×6根+φ127mm钻杆。

由于采用直增稳三段制井身剖面,稳斜段原则上不允许下调顶角,为了避免出现定向井井眼轨迹失控现象,钻井施工中应以过程控制为重点。稳斜段要求送钻及钻速均匀,保证钻具负荷均匀,平稳工作。钻具组合在钻穿煤层时尽量去掉稳定器,虽煤层段以下井斜会微降2°~3°,但可有效防止煤层段井径严重垮塌,避免埋钻等事故发生几率,降低钻井施工风险。

根据要求靶点闭合方位误差小于5°,靶区半径20m,稳斜段钻井技术的核心就是严密控制井眼轨迹及方位漂移情况,根据测斜情况及时调整钻井参数及钻具组合,保证该井顺利中靶,主要措施是调整稳定器安放位置,改变稳定器外径,调整钻铤长度及钻压等参数以达到稳斜稳方位效果,在实际应用中,双扶钟摆钻具的井眼轨迹控制效果最佳,双扶可以有效减少局部狗腿问题,使轨迹更平滑,虽然增加了钻井的难度,但是为后期完井和下套管作业打下了较好的基础。钻进参数:钻压80~120KN,泵压3MPa。完钻后下入φ139.7mm×7.72mmJ55生产套管,通过在套管鞋和回压凡尔之间下入一根3m左右的短套管,可有效增加排采口袋长度,在增斜段等狗腿较大井段增加套管扶正器安放个数,采用密度1.65g/cm3水泥固井,水泥浆返至目的煤层以上200m。

5 煤层气定向井钻井新工艺

目前,钻井施工单位为提高钻进效率,普遍采用螺杆钻具和转盘相结合的复合钻进技术,从而减少旗下钻次数,并通过转盘和螺杆水力马达的配合提高机械转速,此外如需调整井斜与扭方位,不需起下钻,可根据井眼轨迹情况随时调整,对钻井轨迹控制及时高效,若与PDC配合组成四合一钻具结构,一趟钻便可完成从二开到完井,可以明显缩短钻井周期并将井身轨迹控制到最优。钻具组合:φ215.9mmPDC钻头+φ165mm.1.25°单弯螺杆+φ159mm钻铤×3m+φ210mm稳定器+φ165mm定向接头(0°)+φ159mm无磁钻铤+φ159mm钻铤+φ127mm钻杆。钻进参数:钻压50~60KN,泵压3~4MPa,螺杆马达转速200~300r/min。

由于对煤层气井定向井井身轨迹及钻进效率要求越来越高,可以引入MWD技术与复合钻进技术相结合,可以更好更方便地控制井眼轨迹,提高钻进效率。由于低成本钻井技术是目前中国煤层气资源开发的趋势,照搬应用常规油气田开发的随钻测井装备及技术会对钻井成本产生较大影响,但随着煤层气的大规模开发和对钻井工程提出越来越高的要求,不久的将来会出现适用于中国煤层气开发现状的MWD和LWD技术,其有着非常广阔的发展前景。

6 结论

(1)采用丛式井钻井技术开发煤层气资源,可节约土地资源,保护环境并有效降低地面集输工程及后期生产运营成本,经济效果显著。

(2)直增稳三段制井身剖面可靠合理,最有利于井身轨迹的控制和钻井施工,适宜煤层气的排采生产。

(3)不同井段在钻进过程中结合地层及井眼轨迹实际情况合理优化钻进参数,过程控制是定向井钻井技术的关键,只有严密监测井身轨迹并结合高效的钻井工艺,才能保证每口井以最优的井眼轨迹顺利中靶。

(4)使用四合一钻具结构有很强的稳斜、稳方位能力,并减少起下钻次数,与MWD相结合可减少井眼轨迹失控风险,并能有效提高钻进时效。

参考文献

吕贵州.2010.定向井的井身轨迹控制[J].陕西煤炭,1:85~86

吴小建.2006.螺杆钻定向钻探技术在煤层气钻井中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程),11:48~49

席红喜,刘强,刘星光.2005.丛式井钻井技术在陕北油田的应用[J].科技情报开发与经济,15(7):293~294

Ⅷ 除了下列几个,国内涉及石油勘探的院校还有那些包括石油地质,石油工程,石油物探等!

没有大庆石油大学这个学校,学校的名字是东北石油大学 。另外江汉石油学院已经改名长江大学,抚顺石油学院已经改名辽宁石油化工大学

Ⅸ 矿产勘查队伍实力雄厚,但结构与素质亟待改善

新中国成立后,为适应国家经济建设的需要,地质勘查工作迅速而又有计划地大规模展开,地质队伍也随之逐步发展壮大。为了给地质事业培养新人才,新中国刚成立不久,于1950年就在长春和南京办起了以李四光为校长的东北地质专科学校和以谢家荣为教务长的南京地质专科学校。在北京大学、南京大学等学校也开始培养地质人才。1952年,经教育部统一进行的院系调整,成立了北京地质学院(今中国地质大学)和东北地质学院(1957年改名为长春地质学院)。在以后的年代里,又陆续成立一批地质院、校。20世纪90年代,全国已有中国地质大学、长春地质学院、成都地质学院、华东地质学院、桂林地质学院、西安地质学院、河北地质学院等7所高等地质院校。在北京大学、南京大学、中山大学、西北大学、兰州大学、浙江大学等52所高等院校,设有地质系或地质专业,同时还有58所中专学校设有地质矿产专业。几十年来,地质院校为国家培养了大批人才,逐步形成了拥有地质、测绘、物探、化探、钻探、坑探、测试分析、遥感、电算、装备研制、成果印制等工种齐全配套、能在陆地、空中、海上进行立体作业与联合作战的实力雄厚的地质队伍。这支队伍分别由地矿、能源(石油、煤炭、核工业)、冶金、有色、黄金、化工、建材、轻工等部门管理,规模达111万人(表35)。在这支队伍里有各类工程技术人员17.7万人,占职工总数16%,其中地质技术人员9.8万人,占8.8%。经过几十年地质勘查实践的锻炼,在各个技术领域里有一大批高级专家成长起来,能够胜任大规模的各种矿产的勘查工作和科研教学工作。据统计,地矿部门具有高级职称的专业人员占7.45%;具有中等技术职称的占33.23%;具初级技术职称的占51.60%。总之,可以说我国矿产勘查队伍是世界上规模最大的实力雄厚的队伍。

表35 20世纪90年代全国各部门地勘职工队伍情况表

但是,地质队伍在结构和素质方面都存在亟待改善的问题。从结构来看,一是队伍构成中技术人员比例低,原苏联技术人员在地质队伍中占32%,我国只有16%。二是技术人员年龄结构呈两头大,中间小状态。据统计,地矿部系统专业技术人员中35岁以下和46岁以上为高峰区,而36~45岁为低谷区。35岁以下的占43.2%,46岁以上的占46.46%。存在着明显的老化和青黄不接。若不抓紧年轻技术人员的培养,一大批老技术人员离退休之后,一些技术岗位工作就可能出现青黄不接的状况。三是技术人员的专业结构也不尽合理,余缺并存,一些新兴学科领域人才短缺,而有些专业则人才过剩。在队伍素质方面,一是文化素质偏低,具研究生学历的技术人员仅占专业人才的0.8%,而无学历的人员却占11%。二是由于野外工作与室内工作截然分家由两部分人员进行,致使既善于野外观察又能室内研究的高水平人才很少。三是技术人员外语水平低,知识面较窄,学地质的不太懂物探化探、学物探的不太懂地质,技术人员对经济知识掌握也较少,具较高外语水平能熟练阅读一种外文资料、能自由进行国际交流的技术人员则更是不多。四是尖子人才少,中年学科带头人尤为不足,这对地质科学的发展和勘查水平的提高将有很大影响。

Ⅹ 钻探方法研究

目前,国内外主要采用的先进钻探方法有金刚石绳索取心钻探、液动锤冲击回转钻探、气动锤反循环钻探和泡沫钻探等。

(一)金刚石绳索取心钻探

在世界各国地质找矿钻探施工中,应用最广泛、综合地质效果最佳的钻探技术主要 是金刚石绳索取心钻探技术。绳索取心钻探技术(Wire-line Coring Drill,简称WL)20世 纪40年代最早诞生于石油钻井业,后来经美国Longyear Co.改进和开发,被应用于固体矿 产岩心钻探施工中,此后在世界范围内大量推广应用,至今已有近70年的推广应用历史。WL钻探技术的诞生和成功应用实现了不提钻取心,大大提高了钻探效率,因而被称为地 质岩心钻探技术的一次革命[24,25]

国外一直重视和不断开发、完善金刚石WL钻探技术。主要是在钻杆选材、加工精度、热处理及几何尺寸等方面开展研究,使钻杆强度、韧性和连接螺纹的可靠性有了进一步提 高,同时对金刚石钻头进行深入研究,提高了钻头寿命和钻进效率。

我国自20世纪70年代中期开始研究并推广应用金刚石WL钻进技术,在地质找矿中发 挥了重要作用,截至1990年,完成钻探工作量达1505万m,钻进速度和台月效率大幅度提 高,取得了显著的经济与社会效益,在全国探矿领域几乎普及了该项技术,并由此获得了 国家科技进步奖一等奖[17]。但自1992年以后的十余年间,由于矿产勘探工作量锐减及钻探 施工单位向建筑基础领域的转产,金刚石WL钻探技术的应用也明显减少,导致了该项技 术的发展非常缓慢,甚至停滞不前,与国外先进国家的差距进一步拉大,WL钻探用钻杆 的使用寿命、可靠性、钻进效率和钻进孔深等多项指标差距明显,利用WL钻探技术完成 的岩心钻探工作量仍不足全部固体矿产岩心钻探工作量的1/3[3]。近年来,随着新一轮地质 找矿热潮的兴起,该项技术又重新得到恢复和发展,应用广度和深度进一步拓展,以山 东、河北等为代表的省地勘局将该项技术进一步普及和提高,在“攻深找盲”和提高效率 等方面发挥了突出作用,钻孔深度、钻探效率等多项指标被不断突破,技术水平有了较大 提高。

(二)液动锤冲击回转钻探

国外一直重视液动冲击回转钻进技术的发展。潜孔式液动冲击器(又称液动潜孔锤,以下简称液动锤)最早起源于欧洲。1887年在英国曾授予德国沃·布什曼以新钻井方法的 专利,技术核心就是利用泵供给的液能驱动液动冲击器对回转着的钻头进行连续冲击,从 而实现冲击回转钻进。从20世纪50年代开始,在美国、加拿大和前苏联都研制出几种具有 实用意义的液动冲击器。在地质矿产钻探方面,研究最有成效的是前苏联,1900~1905年 开展对液动冲击回转钻进技术的研究,1970年开始逐步在生产实践中得到应用。匈牙利在 20世纪60年代研制了φ48~160mm的5种双作用液动冲击器,将液动冲击钻具组装在一专 用拖车上,并配套有相应的泵、除砂器、取心工具、钻头和事故处理工具等,搬运灵活方 便,在施工矿区或工地为多台钻机服务。日本对液动冲击器的研究起步于20世纪70年代,比较成功的是利根公司研制的WH-120N型双作用式液动冲击器,其最大特点是采用气液 作为工作介质[14]

近年来国外在液动锤的研究领域所做的工作相对较少,主要有美国泛美石油公司开发 的双作用液动锤,澳大利亚SDS公司的FH系列液动锤,德国克劳斯塔尔大学的复合式(阀 为正作用、冲锤双作用)液动锤(准备用于德国KTB计划,但未被采用),工作流体均要 求用清水(过滤在100μm)驱动。由于冲洗液不能有效护壁,所以使用深度受到限制,最深的应用记录只有590m。

我国从1958年年底开始进行研究,到20世纪80年代末,我国的液动锤研究进入鼎盛时期,地质、冶金等部门分别研制出多种型式和规格的液动锤用于小口径取心钻探,其类 型涵盖了正作用、双作用和反作用、复合式液动锤,全部型号达到30种以上,累计钻探进 尺超过了百万米,取得了良好的技术、经济效果,粗略统计可提高钻进效率30%~50%以 上,同时还可明显提高钻孔质量和岩心采取率、延长回次进尺、降低材料消耗。这个阶段 我国的液动锤研究和应用水平已经居世界先进水平,是继前苏联以后在小口径矿产勘探领 域广泛应用液动锤钻进技术的国家[14,26]

进入20世纪90年代,由于我国的地质勘探工作量大幅下降,小口径液动锤的研究投入几乎中断,这些成果并没有得到很好的应用和提高,对该项技术的研究应用转向主要对 水文水井、油田和工程施工用大口径液动锤的研究。直到1997年,中国地质调查局勘探技 术研究所研制了一种新型的YZX系列液动锤(图1-3),其静密封的可靠性和耐高温性以 及对深孔背压适应性都有了改善和提高。特别是在中国大陆科学钻探工程中,他们研制 的YZX 127液动锤连续钻进了近500个回次,在较为复杂的泥浆环境中创造了单井总进尺 3485.71m、最大应用深度达 5118.2m的世界纪录。另外,勘探技术研究所还为大陆科学钻 探工程研制了KS-1 57绳索取心液动锤、SYZX273液动锤和螺杆马达/液动锤/WL-三合一钻 具,均取得成功,在提高钻进效率,防止岩心堵塞,延长回次进尺,减轻孔斜等方面都发 挥了重要作用[14,27]

图1-3 新型YZX系列液动锤

该技术在科钻一井的成功应用,推动了我国钻探技术水平的进步。同时大陆科学钻探 工程也为推动液动锤钻进技术的巨大发展起到了非常重要的促进作用,使我国的深孔液动 锤钻进技术达到了国际领先水平,得到众多国外同行的高度评价。德国、澳大利亚、美国 等公司先后从我国引进该技术进行试验研究。然而,到此为止,国外液动锤取心钻进最大 孔深为2000m,由前苏联创造(无细节资料报道),液动锤全面钻进最大孔深是由澳大利 亚SDS公司与PDVSA公司合作,在PIC26井的4333.03~4353.15m井段对12/4 in液动锤进行 了试验。总的来看,用于深井条件下的液动锤还处于研究试验阶段,都未能够达到大规模 应用的程度。在国内,对深孔条件下液动锤工作性能的理论分析研究也待进一步深入。特 别是在固体矿产小口径钻探普通生产条件下,由于泥浆固控系统还停留在传统的岩粉自然 沉淀的水平,钻进过程中泥浆固相含量较高,导致液动锤内部零件频繁卡死,工作寿命大 幅度降低,从而导致提钻频繁。在推广过程中,液动锤钻进的优点虽为大家所认识和接 受,但是实际应用还较少[14,28]

(三)气动锤反循环钻探

在很多国家,气动潜孔锤(以下简称气动锤)反循环(Reverse Circulation,简称RC) 钻探技术也得到较大发展。该项技术主要有两种类型,一种是由普通气动锤+交叉通道 接头+双臂钻杆实现,即RC或中心取样(Center Sample Recovery,简称CSR)钻探技术;另一种是由带RC取心(样)钻头的贯通式气动锤+双臂钻杆来实现,即贯通式RC钻探技 术。由于气动锤RC钻探技术改变了传统的碎岩和取心方式,其钻探施工效率可提高3~1 0 倍、成本降低1/2~2/3,因此,气动锤RC钻探技术被钻探界称为继WL钻探技术之后的又 一次革命[16,29]。早在20世纪80年代中期,美国、加拿大、澳大利亚等国家就研究发展并 在勘探阶段较广泛地推广应用该项技术。美国1989年研制的一种无阀贯通式气动锤—— SAMPLEX-500型被MAJOR钻探公司配在CSR钻机上使用[30]。目前仅美国西部地区就有 150多台气动锤RC钻探设备用于各种地质矿产钻探,其中包括砂金和岩金矿床勘探。据报 道,澳大利亚采用气动锤RC钻探技术完成地质钻探工作量的比例已超过总工作量的80%,美国接近80%,东南亚接近60%,非洲达到30%。有些矿区几乎完全采用气动锤RC连续取 样钻探方法,或者按照采用气动锤RC连续取样钻探与采用WL钻探工作量20:1的比例布 置。澳大利亚气动锤RC钻探最大孔深已超过700m[16]

我国自20世纪80年代开始对该技术进行研究。勘探技术研究所等单位对普通浅孔锤 RC或CSR钻探技术进行了研究,1987年引进加拿大钻机进行CSR钻探试验,还相继开发 了专用设备、不同规格的双壁钻杆以及辅助器具等,并在个别矿区进行应用。原长春地质 学院对贯通式潜孔锤RC钻探技术进行研究,并相继研发了GQ系列贯通式潜孔锤和相应的 RC取心(样)钻头等,特别对RC取心(样)钻头的RC机理和引射器原理及内部流场等 方面做了大量研究工作,并取得了多项研究成果。但是,由于国内地质界对以岩屑代替传 统柱状岩心来评价矿产资源还不认可,目前还无相应规范可依,在地质钻探设计时还不能 采用该技术,因此,该项技术一直未得到推广应用。只有当矿区地层特别复杂无法成孔取 心时才进行试验应用,如河南栾川县三道庄钼矿、河南嵩县金矿、新疆白干湖钨锡矿等复 杂地层地质勘探中均采用了贯通式气动锤RC钻探技术。另外,由国外矿业公司出资勘探 的部分矿区,如澳大利亚瑞翔公司在黑龙江嫩江争光岩金矿勘探中,要求采用RC钻探技 术,采用后取得了较显著的技术效果和经济效益,钻探施工效率提高3~10倍,成本降低 1/2~2/3[29]

(四)泡沫钻探

泡沫用于钻探工程始于20世纪50年代中期。当时美国为在干旱缺水、且稳定性较差的 地层中钻井,首先在内华达州使用了泡沫钻井液。因泡沫钻进时上返速度仅为空气钻进上 返速度的1/10~1/20,有效地保证了孔壁稳定。此后美国又进一步开展了适用于盐水、油 层、永冻层钻进的泡沫流体的研究,扩大了泡沫钻进的应用范围,取得了很好的经济效 益,成为低压油田开发的一种有效手段。

前苏联在20世纪60年代初开始进行泡沫钻进的实验研究。到70年代,开始利用泡沫进 行小口径金刚石岩心钻进,并且在泡沫流变学、泡沫钻进过程中的温度、压力等方面进行 了深入的理论研究。在十多年的初步研究中,证明在8~10级岩层中,与使用常规冲洗液 相比,钻进机械钻速提高了30%,回次进尺提高了22.5%,钻进效率提高了25%,金刚石 消耗降低了28%,功率消耗降低了23%,综合经济效益提高了34%。到1984年,前苏联采 用泡沫钻进技术的钻探工作量近10×104m,各种泡沫剂供应也在60~70t[31,32]

在美国、加拿大、德国、英国等国家,泡沫钻进技术也得到了快速的发展,并被列为 今后新技术开发的方向。美国在20世纪80年代初期已基本完成泡沫钻进的各种研究工作。Sandia Nation公司1980年研制推出了100多种阳离子、阴离子、复合型及非离子型的泡沫 剂,以适应各种复杂地层条件下的泡沫钻进的需要;泡沫钻进设备已达到系列化;钻进工 艺水平达到了计算机控制化的水平。

我国对该项技术的研究起步较晚,20世纪80年代中期,首先在石油系统利用泡沫进行 洗井、钻井工作,研制了F873、TAS等泡沫剂。此后,地矿、煤炭系统也进行了这方面的 研究工作,先后研制出了KZF123、CD-1、CDT-812、CDT-813、DF-1、ADF-1等类型的泡 沫剂,同时还开展了泡沫钻进工艺的技术研究,经过对不同环境条件及机具的试验研究,总结了一套比较成熟的泡沫工艺和钻进规程,推动了泡沫钻进技术的发展。但由于正值地 质钻探工作量锐减,而此技术在初期投资、能耗和后期泡沫剂回收方面的费用都比普通钻 进技术高,导致其推广应用处于停滞状态。直到90年代中后期,长春科技大学又在原地质 矿产部立项,进行了水泵泡沫增压装置的研究,取得了泡沫增压泵的容积效率达到90%的 效果。2000年,为配合西部大开发,在上述研究的基础上专门研制了大型的水泵再增压泡 沫灌注系统,经在宁夏西海固地区的实际施工试验,取得了水泵的增压能力达到5MPa令 人可喜的效果[31,32]。此外,还在吉林省科委立项进行专门的泡沫潜孔锤的研究,已取得了 突破性进展,但目前用于生产还需要进一步试验研究和完善。

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