南黄海大陆架科学钻探CSDP-02井钻探施工技术

本文介绍了南黄海大陆架科学钻探工程CSDP-02井施工概况以及采用的关键技术。主要有:海域岩心钻探钻井施工平台的建设;超前卡簧座加拦簧技术;高密实度砂层钻头内径镶合金保径技术;底喷式钻头技术;三层管钻具和MBM盐水泥浆技术。通过对以上难点的解决,取得了很多重要成果。钻井井深2843.18m(钻台至海底33.30m),实际进尺2809.88m,并完成了测录井等重要工作。为地质钻探在海洋钻探方面迈出重大一步。

南黄海中部隆起中-古生代地层发育新认识——基于大陆架科学钻探CSDP-02井钻探成果

南黄海中部隆起海相地层埋藏浅,是南黄海盆地油气勘探的重点,但由于缺乏钻井资料约束,中部隆起中-古生界的地层属性一直存在争议.大陆架科学钻探CSDP-02井是南黄海中部隆起第一口钻井,也是南黄海盆地钻遇地层最深的一口全取心井.本文在分析大陆架科学钻探CSDP-02井的岩心、测井和相应多道地震资料基础上,明确了中部隆起中-古生界的地层属性:在新近系充填沉积之下,依次发育三叠系下统青龙组下段、二叠系上统大隆组、龙潭组,二叠系下统孤峰组、栖霞组,石炭系船山组、黄龙组、和州组和高骊山组,泥盆系五通群和志留系高家边组、奥陶系.结合地球物理测井曲线分析与区域地质认识,确定了地震反射界面T2、T8、T9、T10、T11的反射特征与对应的地质界面.中部隆起地层分布特征整体受南黄海构造运动的影响,早古生代地层平缓,断裂不发育,加里东运动造成志留系上统及中下泥盆统沉积缺失,石炭系-二叠系在中部隆起广泛发育,厚度大,二叠系最大沉积厚度约1900m,中生界残留地层分布局限,主要保存下三叠系,地层厚度变化范围较大.

大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海中—古生界油气地质特征

0引言南黄海是我国大陆架的重要组成部分,是连接扬子块体和海区,以及破解朝鲜半岛和东亚大陆边缘演化的重要节点。南黄海中—古生代海相地层分布,是研究扬子块体向东延伸及岩相古地理的关键,也是目前油气勘探的重要领域。南黄海自北而南可划分为千里岩隆起、北部坳陷、中部隆起、南部坳陷及勿南沙隆起5个二级构造单元(图1)。

大陆架科学钻探南黄海陆架区首钻300m选位研究

大陆架科学钻探300m首钻选址于南黄海陆架区,以钻穿第四纪地层为目标。针对钻孔施工要求及后续研究的需要,提出钻孔部署的原则。在分析南黄海陆架区地形地貌、水深、第四纪沉积物厚度、沉积历史及沉积演化特征的基础上,结合调查区多道地震、单道地震、浅地层剖面及钻孔等资料,敲定了井场调查合理区。同时,在调查区对限制钻探工作的地貌类型和地震相进行了分析,最终选定钻探位置。另外,还根据调查区单道地震的特征对首钻300m钻孔的纵向地层及岩性特征进行了预测,为实施第四纪地层全取心钻探提供依据。近日,海上300.1m钻探取心的成功实施,表明孔位选取和沉积地层预测的技术方法是行之有效的。

大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海中—古生代构造演化框架

0引言'大陆架科学钻探'计划,是一个聚焦中国大陆架以及东亚大陆边缘的形成演化,以中国大陆架的地层、构造、环境和资源等科学问题作为具体目标,以获取连续的大陆架海底岩心为手段,进行多学科多目标综合研究的科学计划。CSDP-2井选址在工作程度较高且科学问题比较聚焦的南黄海,是大陆架科学钻探的第二口科学探井。

大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海中-古生代古生物地层框架

0引言大陆架科学钻探计划立足中国大陆架的地层、沉积、构造和地球物理特征等基础问题,聚焦环境和资源等科学问题,以获取连续的大陆架海底岩芯为手段,综合研究东亚大陆边缘的地球科学系统。CSDP-2井是大陆架科学钻探的第2口钻井,位于南黄海中部隆起,科学目标为系统揭示南黄海中−古生代的沉积与构造演化历史,探讨其资源环境效应。利用古生物系统框定地层时代,是地质演化与资源环境研究的基础。

大陆架科学钻探首次在南黄海中部隆起钻遇奥陶系地层

大陆架科学钻探（CSDP）是由中国地质调查局牵头,联合中国科学院、教育部、国家海洋局、中国地质科学院等部门近二十家科研院所共同开展的基础性、公益性地质调查和科研项目。大陆架科学钻探项目CSDP-1井为300m全取心钻探,目标为钻穿南黄海第四纪,建立第四纪标准层序,探索重大环境地质问题;CS-DP-2井为2 800m全取心钻探,目标除揭示南黄海新近纪以来沉积地层外。

大陆架科学钻探CSDP-2井科学目标及初步成果!

大陆架科学钻探(CSDP),是一个在我国大陆架上实施的以钻探我国陆架区深部地层为目的的科学计划,是介于大陆科学钻探(ICDP)和大洋科学钻探(DSDP,ODP,IODP)之间的大陆架地球科学探索计划。首批两口科学钻探井布设在南黄海陆架上,CSDP-1井的主要目标为第四纪及其环境演化,CSDP-2井则瞄准中—古生界海相地层及其资源环境效应。CSDP-2井的科学目标为揭示中—古生界的地层时代、沉积环境、构造演化,详细标定钻遇地层的地球物理性质,系统评价其油气生储盖特征,以及开发和探索钻探与井中观测等技术。CSDP-2井完井深度2 843.18m,创造了全球陆架全取心钻探的最深记录,综合取心率97.7%,其中中—古生界取心2 198.10m,取心率99.3%,先后钻遇第四系—新近系,下三叠统青龙组,二叠系大隆组、龙潭组、孤峰组和栖霞组,石炭系船山组、黄龙组和高骊山组,泥盆系五通组,志留系坟头组和高家边组。初步建立钻遇中—古生界的岩性剖面、地球物理性质剖面、地层时代和沉积环境格架,厘定印支期和加里东期两个不整合面,以及孤峰组和龙潭组之间的断层滑脱面,并通过对烃源岩系统评价发现4套好的烃源岩。下一步工作将在进一步厘定地层年龄的基础上,深入探讨沉积环境演化、构造和热演化历史,以及结合区域资料恢复古地理环境。

南黄海大陆架科钻CSDP-02井第四系、新近系地层海水冲洗液研究与应用

针对南黄海大陆架科学钻探第四系、新近系地层,通过室内实验,以多功能剂(MBM)和抗盐共聚物(GTQ)为主要处理剂,选出适合第四系、新近系地层的冲洗液配方,并在CSDP-02井海上施工现场应用,取得了良好的效果,保证了钻探施工在第四系、新近系地层中的顺利进行。

“大陆架科学钻探”首次准确揭示黄海第四系底界

日前,中国地质调查局青岛海洋地质研究所＂大陆架科学钻探＂项目组在南黄海第四纪年代地层学研究中取得了新突破,通过对采自南黄海陆架的钻孔（CSDP-1,孔深300.1m）进行高分辨磁性地层学等研究,最终建立了钻孔的磁性地层年代框架。该项成果发表在国际知名地学期刊《Quaternary Science Reviews》上（IF=4.572）。

大陆架科学钻探CSDP-2井钻探施工的几项关键技术

南黄海连接了扬子块体和海区.是联系朝鲜半岛和东亚大陆边缘演化的重要组成部分。在南黄海中部隆起实施的大陆架科学钻探CSDP-2井,承载着多个科学目标:在建立陆架区晚新牛代以来的标准地层层序基础上.开展古气候与古环境演化研究.探讨东亚大陆边缘的源汇过程;获取南黄海中古生代海相地层,研究扬子块体向东延伸的大地构造格局与岩相古地理.详细评价其油气资源潜力。

大陆架科钻CSDP-2井在南黄海海相地层中首次钻遇油气显示

2015年8月28—29日,由大陆架科学钻探项目钻探平台探海1号（图1）传来喜讯,在南黄海中部隆起实施的CSDP-2井喜获油气显示。在钻至866m处时,获取的岩心岩性为泥质灰岩,沿灰岩裂隙发现油迹（图2）,对应的气测录井,全烃百分含量最大超过0.30%,在裂隙处取得的样品,荧光分析结果显示为＂油迹-油侵层＂特征,油气显示长度超过10m;在钻至885m处时,获取的岩心岩性为细砂岩,

南黄海中部隆起海相中——古生界科学钻探CSDP-2井选址

2014年,大陆架科学钻探项目(CSDP)确定采用自主研发的轻便型海洋钻井平台"探海1号"在南黄海盆地中部隆起上实施首口科学钻探井(CSDP-2井),其科学目标是探查中部隆起的中—古生界地质结构和油气地质条件,解决南黄海中部隆起海相残留盆地长期悬而未决的地层属性问题,同时为区域地质、海陆演化与海相油气资源前景研究和评价提供基础资料。据此确定钻孔的选址原则为:钻探海域水深不超过30m,在预定2 800m的钻探深度范围内钻遇多套完整的中—古生界海相地层。根据钻探目标和选址原则,针对中部隆起没有钻探资料的状况,以区域地质特征和周边钻井对比为参考,以地震资料多属性解释为手段,标定了地震反射层位,解释并编制了反射层构造图,拟定了钻探井位,预测了钻探层位;采用地震储层预测技术预测了有利储层。上述工作形成了无井勘探区的钻探井位部署技术流程和方法,经钻探厘定了三叠纪—奥陶纪海相沉积层,并发现了多个油气显示层,达到了预定钻探目标。

我国完成东部陆架区最深科学钻探

2013年6月27日，随着勘407号科考船冲破薄雾缭绕的长江口回归上海母港，由中国地质调查局青岛海洋地质研究所牵头承担的《大陆架科学钻探项目（CGS-CSDP）》结束了南黄海陆架区科学钻孔CS-DP-01孔的海上钻探作业，终孔至300．1m，顺利实现钻穿海底第四纪地层的预定目标。

南黄海中部隆起二叠纪-三叠纪菊石的发现及其意义

大陆架科学钻探CSDP-2井,是南黄海中部隆起上的唯一深钻,是揭示中-古生代海相地层时代,恢复沉积和构造环境的基准井。菊石是二叠纪至三叠纪的重要古生物,在指示地层时代和恢复古地理环境方面,都具有重要价值。在CSDP-2井岩心中发现多块菊石化石,其中的两块化石具有重要意义。根据菊石形态特征,取自1 475.2m岩心中的Roadoceras cf.sinense时代被鉴定为二叠纪罗德阶(Roadian)—吴家坪阶(Wuchiapingian),属于近20年来建立起来的菊石属Roadoceras,其古地理分布位于古赤道及双温区,此次发现的样品则来自华南北缘,拓展了该属的古地理分布范围。另外,在851.9m处岩心中,发现了蛇菊石Ophiceratidae,其为早三叠世格里斯巴赫阶(Griesbachian)分子,非常接近三叠系的底部,为CSDP-2井二叠纪和三叠纪界线的划分提供了重要证据。上述菊石的发现,有助于厘定南黄海中部隆起二叠系-三叠系海相地层发育时代,恢复古地理环境,亦为南黄海进一步的沉积、构造和油气资源研究奠定重要基础。

南黄海盆地中部隆起CSDP-2井志留系——石炭系岩石学特征及其沉积相

目前,大陆架科学钻探CSDP-2井是南黄海盆地中部隆起上的唯一深钻,是揭示南黄海中—古生界海相地层时代,恢复其沉积环境和构造运动的基准井。本文针对该井开展岩心描述并进行薄片观察,结合测井数据、古生物化石等资料,将志留系—石炭系划分为下志留统高家边组、侯家塘组、坟头组,上泥盆统五通组,下石炭统高骊山组、和州组,上石炭统黄龙组、船山组。其中,志留系沉积了一套浅海陆棚相的细碎屑岩,沉积物以浅海—滨海相砂泥岩为主;泥盆系五通组同样为碎屑岩沉积,稳定的石英砂岩和紫红色泥岩并存,下部为潮坪相,上部则为三角洲相;而石炭系发育台坪、泻湖、颗粒滩等碳酸盐岩台地亚相,岩性以生屑灰岩和泥晶灰岩为主。区域地层对比表明,南黄海盆地中—古生界海相地层是下扬子区由陆域向海域的延伸,其志留系—石炭系岩性序列与下扬子陆域基本一致。

基于CSDP-2井的南黄海海相地层地球物理性质研究进展及其地质意义

南黄海中—古生代海相地层的性质与分布特征,既是扬子块体岩相古地理研究的重要内容,又是油气勘探的重点部分。为探究建立一套可靠的海相地层岩石物性相关模型,笔者收集整理了大陆架科学钻探CSDP-2井系统测井和岩芯物性测试结果,采用对比归纳和综合校正的方法对海相沉积层的岩石物性、层位标定以及油气储集等特征进行分析,研究结果表明:海相地层存在8个区域地震反射波组和6个电性层;T_(10)反射界面对应的是二叠系栖霞组的底界;下志留统—上泥盆统和上二叠统局部砂岩层段发育有低渗能力的致密砂岩储集层。

序

大陆架是大陆向海洋的自然延伸。大陆架承接陆地上丰富的物源供应,成为最富饶的海域,自古人类就尽享'鱼盐之利,舟楫之便',现代又开启油气资源之门。缘此,成为当今外交领域的'兵家必争之地'。世界大陆架总面积为2 700多万km2,平均宽度约为75 km,占海洋总面积的8%。大陆架是海陆交互作用最强烈的地区,其地层不仅记录了沉积环境的海陆变迁,而且也记录了板块运动等重大构造环境演化,是连接陆地、大洋的重要纽带,是破解海陆演化的关键环节。

三层管底喷取心钻具在海相第四系和新近系中的应用

在海相第四系和新近系地层中钻进存在流塑、软塑等淤泥地层取心困难,砂层中堵心、被冲刷、样品扰动等现象时有发生。针对上述问题,设计了三层管底喷取心钻具,并在施工中加以改进。通过在南黄海科钻CSDP-2孔第四系、新近系中施工验证,证明该钻具具有很好的取心效果。

南黄海第四纪年代地层学研究

中国地质调查局青岛海洋地质研究所“大陆架科学钻探”项目组，通过对采自南黄海陆架的钻孔（CSDP-1孔深3001米）进行高分辨磁性地层学等研究，最终建立了钻孔的磁性地层年代框架，相关研究发表于《第四纪科学评论》。根据岩石磁学的测试结果，该孔的磁性矿物比较复杂，既有低矫顽力的磁铁矿，又有中等矫顽力的胶黄铁矿，还有高矫顽力的赤铁矿。