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十九届全国探矿工程,学术交流研讨会

时间:2017-11-12 15:19来源:互联网作者:中国泵网 点击:
十九届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术交流会实录 中国泵网 主办单位:中国地质学会 承办单位:中国地质学会探矿工程专业委员会、中国铀业有限公司 参加会议主席台:孙友宏、
十九届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术交流会实录
 
中国泵网
主办单位:中国地质学会
承办单位:中国地质学会探矿工程专业委员会、中国铀业有限公司
参加会议主席台:孙友宏、陈跃辉、叶建良、张金昌、高德利、覃家海、唐序
时间地点:2017年8月23日 乌鲁木齐市
主持人:叶建良,中国地质调查局副总工程师、广州海洋地质调查局局长、中国地质学会副秘书长。
 
   陈跃辉副局长兼中国铀业有限公司副总首先进行致辞:欢迎各位同仁、各位专家、各位领导,各位嘉宾齐聚美丽新疆乌鲁木齐,参加第十九届探矿工程(岩土钻掘工程)学术交流年会,作为地质找矿科技界最高团体!通过本会召开希望促进探矿工程的繁荣发展,以提高技术为宗旨,服务经济,服务探矿,服务会员,提供平台,本次会议为促进地矿行业发展功不可没。同时介绍了中国铀业公司整合核工业地质局、中国铀业公司、中国国核海外铀业公司的管理职能的基础上组建全资子公司。国内唯一具备铀矿开发资质的专业化公司肩负着国防建设和国民经济与社会发展的双重任务。
中国铀业公司是几代国家领导人关怀下发展的公司,1955年为军工服务,第二发展阶段是军转民和军工,第三次为核电的发展,加大铀矿开发力度。60年核工业地质人、探矿人为铀业需求做出突出贡献。充分发挥了地勘的三个特别精神。未来建立配套的核地矿体系、人才体系,方向是第一是地浸铀矿开发,第二是向着国际铀业开发进军。同时祝愿大会圆满成功!祝愿大家身体健康!
 
覃家海副厅长:经济发展的新常态下,地质资源面临机遇面临挑战的情况下,大家聚集在多民族多文化,风采奇异的乌鲁木齐,仅代表新疆自治区国土资源厅,新疆地勘单位,代表在新疆施工的地勘单位对大家到来,表示感谢!在这里对高德利院士的到来表示感谢!地质对经济发展、探索起到关键作用,本次会议的论文代表面广泛,80多篇,全国最新最高的地勘技术发展水平。在地勘找矿的各个方面进行了总结,综合反映出地矿经济建设的情况!新疆是地球上资源丰富之一,也是环境建设重要的重要地点之一,学术援疆,同时提高探矿工程能力和促进探矿技术进步,为生态文明建设提供有力支撑!八月是新疆最美好的时间!每天来新疆的客人很多。希望各位同仁多来新疆,关注新疆,帮助新疆,发展新疆,祝各位身体健康!
 
王达(中国地质调查局原副局长,探矿工程(岩土钻掘工程)杂志顾问、名誉主编,中国地质学会探矿工程专业委员会主任委员,教授级高级工程师,博士生导师。)
致与会同仁的一封信:参会同仁,二年一度的盛会召开,热烈的祝贺!热情的问候,北京地质大门,57个年头,感觉非常荣幸!为行业发展做出自己的贡献,对的起老师的教诲。因为家庭原因,不能为大家再提供服务和做出自己的贡献,希望大家理解!过去的就让他过去。2016年习主席提出在深部进军是战略科技问题,意义十分重大,与人类进步息息相关,国家已经启动面临2030年地质发展的战略,科学钻探,油气、地下水、特深科学钻探在8000米甚至13000米特深钻,全国之力在进行探索,建立全新机制,能干上一辈子的大事,提高自身的能力,虽不能参加会议,但是会学习会议最新的论文。
 
然后全体代表进行合影留念
会议室就坐,播放河北永明地质工程机械有限公司的企业宣传视频,介绍了河北永明公司整体情况,尤其在新能源勘探开发的最新装备,如电动钻机系列、电动顶驱系列、电动泥浆泵系列石油钻具系列做了详细的介绍。
 
 
 
学术报告:
高德利院士(博士生导师,中国科学院院士,中国石油大学北京石油工程学院教授)
《海洋深水钻探技术研究进展》
 
一、通过从海洋深水钻探技术研究进展,国家最近十年发展为背景,海洋深水区的油气开采十分活跃。主要是依赖浮力式作业平台,而且需要建立水下井口。深水钻探的特点与挑战
1、深水油气工程设计与控制问题
2、井下装备
3、多功能浮石装备
4、在我们国家南海深水区蕴藏着丰富的天然气(可燃冰)
5、深水钻井风险
安全密度窗口越小风险越大。海底高温高压的环境。安全密度窗口明显有变化在不同水深的情况下,目标是在深水,作业平台在潜水情况下,大位移的情况,可以达到11公里。
多梯度控压钻井。对地质数据要搞的很准。多梯度钻井双梯度可以实现。多梯度很难了。钻探钻井是压力控制,控制不了了需要技术套管。
浅层流的主要危害:
深水钻探的特点与挑战
1、热采方法
2、降压开采方法
3、注入化学剂开采方法
4、二氧化碳置换开采方法
安全环保问题:2010年墨西哥湾漏油发生井喷,BP公司美英国家帮助,不帮助就倒闭,赔偿1800亿美金联邦政府。水深1500米,使用钻探方法打救援井,已经下套管进行联通。磁导向可以实现。
二、深水钻探工程的设计技术
通过攻克深水前部技术地层压力预测、深水无隔水管的技术。
2.1基于浅层破裂激励的深水地层压力预测方法。
2.2深水井身结构及套管柱优化设计
2.3基于深水导管喷射入泥深度设计技术,导管的深度,井孔的安全是重要的。作为循环通道,最为井口持力结构
2.4深水无隔管钻井送入管中的设计方法。
三、深水钻探作业控制技术
导管安装、隔水管安装、深水区油气井测试。
3.1导管喷射安装作业控制技术,钻头、钻头伸出量、钻头直径与喷射下入速度的关系模型。导管最多是100米以内。
3.2隔水管安装作业控制技术,水下隔水管,一般21层,壁厚1寸,水深井眼。结构特点,环境约束,安装力学行为等诸多因素。水中井眼是动的,在安装在1000米水深2000米安装过程中,涡集震动和台风,和海况有直接关系。
3.3深水油气井测试作业控制技术
测、录、试井都是石油二级单位。水下到作业平台的两端进行测试,工况不一样,管柱力学的情况不一样,是经常性的。有硬件组合设计的问题。天然气在水合物是障碍的出现。
四、深水钻探工程作业水平
浅水500米以内到超深水1500米以上的钻探,深水和超深水井数超过了60口。90年代初国际合作有初步合作,流花11-1规模型开发,测试大位移。一千米直井6千米水平井的位移比例。2013年水深2400米水深左右的深孔钻井。各种最大的指标。
结束语
我国建立了海洋深水钻探技术体系。进入国际深水勘探第一梯队。
 
叶建良局长(中国地质调查局副总工程师、广州海洋地质调查局局长、中国地质学会副秘书长)
《南海天然气水合物试采进展》
 
一、水合物及其战略意义
二、勘察成果
三、组织实施
四、试采的主要成果
五、下一步试采工作计划
结束语
对于地勘行业进入了寒冬,要面对去产能和新常态,个人预测明年行业还要萎缩,全部要收缩,怎么平衡在保护区的事情?页岩气很热,到现在在门槛很高,守住不容易,油气公司价格降低的很大,市场空间很小。房地产业是要走下坡。出路在哪里?个人认为在铁公基。第二个在地热开发市场,第三个在绿色能源勘探。第四个在城市地质。提出新的加强城市地质工作。城市规划首先进行城市地质工作。地下空间方面的工作等。落实规划审批方面首先进行地质工作。第五深部探测领域,第六环境治理,自然灾害等方面。
 
孙友宏副校长(吉林大学党委常委、副校长、工学博士、教授、博士生导师)
《南极冰下湖钻井与采样技术研究进展》
 
一、背景
极地上面是冰盖,相当于地球陆地面积的11%,有二千米到四千米,在南极有402个冰下湖,形成原因:
1、远古时期水体被封存
2、冰下基岩地热过高底部融化;
3、冰层厚度在3000米时,冰盖底部达到压力触点,冰层融化形成。
4、冰下可能存在火山;
5、冰盖底部存在热岩,持续发热,融化。
国外开展冰下湖钻井的目的意义:
1、探测是否存在微生物及其存在形式;
2、反演上新世后西南极冰盖历史
3、获取古环境和古气候纪录;
4、进一步理解未知栖息条件下生物多样性和生物演化过程;
5、为寻找外生物提供技术和装备储备
二、国内外研究进展
俄罗斯在南极进行东方站最深井施工,英国人在冰下湖施工未成功,美国人在冰下湖都取得施工,冰下湖俄罗斯在施工中是3769米,使用航空煤油钻井进行取样。水是冻的冰样。冰层是800米美国施工。使用重力取样器。使用钻井液,使用煤油。中国使用没有污染的取样器。课题。起止时间:2016年9月到2020年12月。
总目标在十三五期间进行深度在2500米,零下60度到零下30度。不少于200毫升冰下湖采集取样。
三、施工装备
钻井用钻具长度在6米,外径160毫米,内径在140毫米,上绞车提升单元,绞车收揽单元,电机马达和高强度定制电缆。
梯度控制加热系统-加热钻头。加热功率在18千瓦,绞车提升每小时最好是3.4米,内嵌式绞车系统,可靠性大,重量在800公斤,容纳2500米电缆,最大4米。
结论
在南极冰钻是挑战,未来目标是在零下60度到零下30度。能够钻进2500米,钻进速度不低于1.5米每小时,不少于200毫升冰下湖采集取样。制造真正实现无污染钻机与取样,确保原始环境受到最小的污染,该项目难度大,攻克难关,确保我们成为南极冰下湖探测的技术强国。
 
闭义德副处长(中国铀业有限公司安全生产技术处副处长)
《中国铀业钻探工程发展态势及重要工作举措》
 
一、中国铀业发展的态势
   目前是核工业正迎来“两弹一艇”以来最好的时期,铀矿的勘查开发秉承核工业强军首责,军民融合深度发展,核能规模化开发的国家级理念要求,为寻找天然铀矿资源提供了战略机遇。同时,核工业三队六所每年有50万米的国家勘探项目。其中现在以地浸孔施工为主项,地浸孔有以下技术特点:二次成井工艺、逆向注浆技术、反向填砾技术、随钻测斜技术等技术要求。
二、形势与需求分析
   当前,核安全上升为国家战略,军民融合深度发展提上国家重要议事日程,国内天然铀矿产业将强军作为首责,全力确保军用天然铀的长期、安全、可靠供应。当前核工业迎来难得的发展机遇期。闭处长并从军工基石、核电粮仓、保障模式进行详细介绍。
三、重要工作举措
     闭义德副处长从创新发展,人才引进,军民融合等方面进行介绍。
 
朱永宜教授(中国地质科学院勘探技术市场开发经理、教授高工、松科2井工程指挥部副总指挥、总工程师)
《松科2井三、四开钻探技术成果综述》
 
朱教授从松科2井阶段性钻探技术成果、项目简介松辽科钻计划、取得的三项世界首例的成绩等进行了详细的介绍。松科2井有东孔和西孔组成,两井四孔万米连续取芯。地质设计,完钻井深是6400米,泥岩、砂岩、火山岩等地质情况。全球首例钻穿陆相白垩纪的钻探工程,ICDP第三可钻工程地质调查局领导小组,勘探技术研究所是施工单位,有十四家单位院校公司进行合作施工。2014年4月13号开始施工的。
国内外科学钻探大口径取芯井段完钻程序-小口径取芯大口径扩孔。
关键技术
1、管材的规格和性能匹配
承受大的扭矩的波动,大钻压下使用,
2、螺纹的加工
3、卡簧配套设计
4、钻头和扩孔器的设计与加工
成果二、多筒联装长回次钻进
长回次钻进是最有效的方法。关键技术
1多筒链接的力学稳定
2岩心解堵
3悬挂状态下的岩心防脱
4钻具整体上下平台
获得ICDP的三项世界纪录,311毫米超千米的连续取芯
回次进尺对钻进效率的影响,成果三泥浆在高温情况下的体系,抗高温泥浆体系,三开2800米温度180度,四开5900米温度210度,五开温度230度温度。
成果四存储式高温高压随钻井温仪
 
朱恒银副队长(安徽省地矿局313地质队副队长、副总工、全国劳动模范、全国优秀科技工作者、李四光地质科学获奖者)
《页岩气勘探钻探关键技术方法研究综述》
 
一、关键技术及创新
1、大直径绳索不提钻取芯钻具及工艺研究
2、页岩气保气密封绳索取芯技术研究
3、大口径厚壁低转速金刚石钻头研究
4、钻探环保水基冲洗液研究
二、主要研究成果
1、大直径加重管组合绳索取芯钻具研究
钻具设计思路:页岩气勘探大都在沉积岩和海相岩地层中勘探,钻孔设计深度比较深,地层条件复杂,稳定性差,钻孔出现各种情况,绳索钻具设计思路:
1)钻具系统设计要有较大钻孔环状间隙,以减少冲洗液上翻阻力和环空压力,减少对地层的破坏。
2)钻井过程中钻具稳定性要好,具有较强的防斜效果。
3)实现孔底加压,改变孔上加压钻杆柱受力状态。
4)钻杆柱体要轻便、强度要高、柔性好、减少钻机回转负荷,减少钻杆折断事故。
5)取芯钻具内外管间隙过水断面要大,且钻孔口径、岩心直径满足页岩气勘探要求。
 
下午由中国铀业有限公司市场处姜德英处长主持
 
刘跃进总工(中装集团总工程师、教授级高工、探矿工程专业委员会副主任)
《我国深孔地质钻探设备的发展与发展》
刘总介绍了当今电动钻机和顶驱的发展并对深孔地质钻机研发与制造的发展进行阐述,各种钻井装备性能和适用性进行比较,得出以下结论地质钻机和钻探技术和工业技术的发展相对应的。钻进工艺的提高就会有钻井装备的发展。一段时间内钻井装备的发展聚集在一些关键词上,自动化(井口装置),智能化(钻进过程控制),信息化(井场管理与服务)、定制化(为使用者量身定制)。现在的钻井设备要求有快速、小批量、定制化的特点。
 
谢文卫局长助理(广州海洋地质调查局局长助理,南海天然气水合物试采现场指挥部办公室副主任,中国地质科学院勘探技术研究所教授级高工) 
《首次海域天然气水合物试采半潜平台钻井施工技术与装备》
 
一海洋钻井概述
1、海洋平台发展背景
辽阔的海洋资源十分丰富,通过石油引领我们迈向海洋世界。从1897年在美国的加州海滩开始。深水的分类,海洋平均是3730米的水深,80%的资源在500米水深的领域。
2、海洋油气钻井平台不同的方式
用的最多的自升式钻井平台。海上平台有重力式平台、导管架平台、顺应塔式平台(630米)、张力腿平台、自升式平台、半潜式平台、钻井船(如何定位是最大问题)
3、海洋钻井面临的挑战
环境的因素-水温、水文、地质条件、波浪、台风、内波流、海底地貌。定位问题和升沉补偿,需要解决平台的三维的稳定
井控问题,冗余安全问题(无限趋近于100%的安全因素),效率和可靠问题,设备日费高,风险高等特点。蓝鲸一号,七代超深水半潜式钻井平台,井控装置是105吨,自重400吨,隔水管系统,隔水管张力系统,提升系统,依靠五个油缸进行提升,一般最多使用2个其他关掉。主动补偿和被动补偿系统,机械化拧卸系统,管具处理系统,4台2200马力的泥浆泵,2个独立的泥浆池,制浆都是自动化的。
钻完井施工作业。施工作业的导管喷射钻井,导管只要拧1/4的扣就可以拧紧。
 
乌效民教授(中国地质大学(武汉)教授,博士生导师)
《复杂地层孔壁稳定性与钻进泥浆应对策略》
 
松科二井一共是5开,直径分别为660.4mm, 444.5mm, 311mm, 215.9 mm,152mm口径。5000米开始就到200摄氏度的高温,普通泥浆没有办法承担。
并从六类复杂地层钻探泥浆的研究:软泥蠕动 散沙碎块 水溶 坚硬岩石 漏失渗涌 水敏缩径。
根据不同的地质情况找到不同的解决方法
主要本井温度太高,泥浆对高温的稳定性非常重要,大部分是水基性泥浆,温度高粘度大大降低。高温对处理剂影响更大,高温对造浆土影响非常大。
深井施工中,地层很脆,需要首先加大泥浆的粘度,碎屑还要排出来,封堵性要做好,减少固化性。
水敏星地层稳定性控制
三种土混合用,还要增加抑制剂,主要为各种金属阳离子、铵根离子等。
解决小井眼压力大流动阻力的问题
1、线性聚合物流型调节剂
2、加缓震级
3、加强泥浆的润滑性
是普通磨阻的50%
高压和漏失的防范预案
高压问题,采用食盐、氯化钠、氯化钾进行配置,密度高流动性好,甲酸盐、甲酸钠、石灰石、重晶石粉配合起来用,密度好,流动性好。提高密度到1.4-1.5,还保证流动性。
大压差漏失的防范预案
在随钻堵漏浆材准备方面,根据已取岩心进行组合式堵漏剂添加。堵漏剂的加量在5%-10%之间。最终在高温井的泥浆研究上还要深化
 
于培志教授(中国地质大学(北京)工程学院教授,泥浆材料方面专家)
《凝胶堵漏技术的研究与应用》
 
于教授过去在石油方面的工作能够在地质方面进行应用,提供帮助。
6个方面
一、研究背景
井漏是石油钻井过程中经常遇到的井下复杂问题,占了事故的一半以上,预防思路:坍塌、缩径、井漏,根据不同的情况用不同的方法
介绍了目前常用堵漏技术和存在的问题,常规堵漏只能暂堵,不能提高地层承压能力,高强度堵漏技术危险大,还是预防为主,才是堵漏的主要办法。
二、漏失机理
1、漏失的主要影响因素
正压差、漏失通道、尺寸,窄安全密度窗口。
钻井液的选用有关
堵漏:要进得去(还要停下来)、卡得住、封得好三个特点。1、是裂缝张开,2、滤液渗入是裂缝收缩、3、形成稳定的封堵桥,4、提高周向应力。
四、堵漏技术成果
用案例进行了说明。
结论
不同的地层、不同的工艺、不同的情况要使用不同的材料和方法。
 
吴金山主任(中国地质调查局探矿工艺研究所教授级高工,工学博士,室主任)
《新能源调查钻井中的难题与对策研究与实施》
 
吴主任从小直径井的定向纠斜,轨迹控制,控制速度在0.5m/h,逐步进行自然降斜的方法,不能狗腿太大。新能源地质调查井大多在盆地外围情况很复杂。快速堵漏三步走1、第一步用复合凝胶。2、胶质泥浆和水泥浆3、拦截式堵漏,并将工作的案例和试验数据等方面做了详细的介绍。
 
张晓宏处长(陕西省煤田地质集团有限公司教授级高工,处长)
《西安草滩中深层换热对接井工艺研究》
 
  张处长从西安现在面临地下水位下降明显、地面沉降幅度大、地裂缝活动显著增加等问题着手介绍,陕西四季春公司和中石化绿源公司为代表企业在西安进行热换直井的试验工作。并从工程概况、地质特征、施工难点、钻井工艺研究,其中包括:
1、井身结构优化;
设计井身结构;井身结构优化工程;优化后的井身结构
2、井眼轨迹;
3、井眼轨迹控制(钻具设计与优化、井眼轨迹控制);
4、深部对接技术;
5、压力平衡控制进行详细介绍。
结语
   1、水平对接井筒解决了以只取热,不取水的方式开发的中深层地热能技术难题。
   2、通过本项目形成的井身结构设计和优化技术、负位移轨迹设计技术、实时轨迹控制技术、深部对接技术、压力平衡技术,奠定深部开发地热能在西安地区施工的基础。
  3、以热交换对接井开发方式,可以向全国进行推广。
  4、有一些问题有待继续研究。
 
刘宝昌副院长(吉林大学建设工程学院副院长)
《大直径高强度耐磨铝合金钻杆研究》
 
铝合金钻杆有重量轻、比强度高的特点,国外已经在深井、超深井、海洋钻井等领域广泛的应用。并介绍了钻杆生产线的情况。从以下几点进行介绍:
1、材料的优化;
2、铝合金钻杆的核心技术(变断面铝合金钻杆一次挤压成型技术,钢接头连接技术);
优化高强度及耐高温铝合金体系从以下几点:ISO-15546《铝合金钻杆》,两端加厚的铝合金钻杆,两端内加厚,中间外加厚的两种。铝合金钻杆钢接头的链接技术。每根钻杆之间的连接中,需要过盈配合,一种是热组装,一种是冷组装,接头进行加热在组装,另一种是冷组装,对钢接头少量加热,将管体用液氮进行冷却,在进行配合。
3、铝合金钻杆的性能检测
化学成分,力学检测,抗内外压性能检测,钻杆内压冲水进行内压检测,外压是密闭的容器中外部进行给压。
4、147mm铝合金钻杆的野外入井试验
26根7XXX系200米左右在吉林省松原地区进行入井试验,设计井深在1200米。连续工作38h,累计进尺765米,没有发生任何的事故。
结论与展望
1、优化出新型高强度铝合金及高耐热铝合金材料。
2、攻克铝合金钻杆断面一次挤压成型技术和钢接头的连接关键技术。
 
窦斌副院长(中国地质大学(武汉)工程学院教授、副院长)
《干热岩勘探发展关键技术及对策》
 
地球深部钻探的十三五规划和关于十三五地热能开发利用的规划,指引我们往地热能的开发。
什么是干热岩?一般指埋藏在3公里-10公里深度,温度超过150摄氏度至600摄氏度的是干热岩,最新的应该是250摄氏度以上发电才有开采价值。形成干热岩地球内部产生热源的原因:
1、热量不断向地表传导并释放出来。
2、由于地幔对流和地幔物质上涌,通过各种方式进行释放热量。
3、地热能转化为机械能,引起板块活动。
4、岩石放射性原因;
可视西藏盆地在2000米,花岗岩的放射性很低,江西相山的铀矿的放射性,2880米孔底温度只有90摄氏度。干热岩是一种存在时间长的岩浆的也是不对的。
取干热岩的能力最好在地球的软流层,相对薄的地方,温度最好在600摄氏度。并在模拟对角错开布置井位,斜对角布井和对角布井数据进行详细的比较。
 
孙平贺教授(中南大学地质工程系书记、副主任、中美联培博士、副教授)
《湘西北页岩气钻井护壁》
 
从国外采取的钻井液技术进行比较
国外 -油机钻井液-水基钻井液-广泛的应用
国内-油基钻井液-广泛应用-成本高不利于环保
传统水基钻井液不利于页岩气长井段水平井施工。
并举例湖南煤田地质局,慈页(张家界地区)1井最终选择弱固结构钻井液体系研究。
 
胡远彪副院长(中国地大工程学院副院长,副教授,国土资源部地质钻探技术重点实验室常务副主任)
《地下技术和工程研发交叉合作团队(SUBTER)研究计划与成果》
 
背景:美国能源部指出地下资源可以满足美国80%以上能源需求。成立SUBTER团队来解决能源生产和提取、能源和地下废弃物的处理和环境修复等方面挑战。
SUBTER的职能是确定地下空间方面的问题并提出解决方案,确定潜在的交叉合作地下计划,促进部门机构在地下活动方面的交叉合作,吸引与地下工程行业利益相关的参与人员。
从以下方面进行详细介绍:
1、合作模式;
2、研究规划;
3、初步研究成果;
4、结语:这种新的团队合作模式值得我们借鉴学习,在我们国家地下能源和地球物理、地球化学以及地下工程方面提出了新道路。
  
 
 
 
 
 
(责任编辑:中国泵网)
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