德国大陆超深钻井注水诱发地震的精确定位

2000年8月21日～10月20日,德国大陆超深钻井(KTB)进行了为期60天的新一轮注水诱发地震实验.在对KTB台网所记录到的2 700多次地震的原始波形进行分析和处理的基础上,对其中的237次地震进行了精确定位.定位时,先采用和达法剔除了误识的非KTB诱发地震事件;然后,使用大折刀法求得了台站偏差的最佳值,以及中误差和平均误差;最后应用Geiger法进行修定,从而保证了237个事件定位的中误差达到0.1 km的高精度.定位结果显示,在大于9.3 km(几乎是主井底的深度)没有发生诱发地震.这一现象表明,在这个深度,应力可能低于摩擦强度,以至于由注水引起的孔隙压力的变化不足以诱发地震;在这样的深度不存在可渗透的、取向恰当的断层.这个深度也可能是这一区域内的地震活动性的最大深度,即在这一相对稳定地区的板块内部,主井底已接近脆-延性转换带.并用实验室的结果和超深钻井中所观测到的热流值资料解释了这一现象.

超深钻岩芯地质环境真三轴试验装置研制及应用

为研究超深部岩芯的变形与破裂行为,研制了超深钻岩芯地质环境真三轴试验装置。该装置主要用于测试超深钻岩芯加工的试样(25 mm×25 mm×50 mm)在真三轴应力下的全应力-应变行为、循环加卸载破裂行为和时效变形行为,解决了试样变形测量不准确、加载系统低刚度、高油压与作动器压力互相干涉等技术难题。利用该装置完成了山东黄金集团三山岛金矿西岭副井工勘孔岩芯真三轴应力下力学行为的测试,发现:循环加卸载弱化了试样的脆性破裂特征,诱导3个方向的变形表现出各向异性;分级蠕变试验中,试样3个方向的变形均表现出初始蠕变、稳态蠕变、加速蠕变,且3个方向的蠕变速率均随偏应力的增加近似线性增加。

超深钻井与含油气性预测

为国民经济提供远景的油气原料保证直接取决于对深埋地层含油气性的研究程度。这一问题对于这样一些具有良好前景的盆地,如滨里海盆地、第聂伯—顿涅茨盆地、阿穆达里因盆地,以及对于前乌拉尔边缘坳陷和西西伯利亚大型含油气区来说具有现实意义。超深钻井在解决深部含油气性的理论和实际问题方面能起重要作用。超深钻井的任务就是与地球物理方法综合应用来研究含油气盆地的深部构造和盆地内沉积层的物质成分、沉积厚度、岩石物性特征、温度压力特征、地球化学与水文地质特征,也就是为定性和定量地预测含油气性及划分油气聚集的远景层和远景区取得所必需的资料。

德国大陆科学超深钻新进展

介绍了德国大陆科学超深钻计划(KTB)的目标和任务。详细介绍了KTB的实施情况:经过几年的研究和论证,选定上普法尔茨地区作为KTB超深井和试验井的井位;试验井于1987年9月21日开钻,1989年4月4日完成钻进任务;超深井于1990年10月6日正式开钻。论述了试验井的地质研究成果及对打超深井的影响。最后,根据德国实施KTB所取得的经验,对我国开展大陆科学超深钻计划提出了几点建议。

德国大陆超深钻概况

德国大陆超深钻概况韩吟文（中国地质大学，武汉）德国是继苏联之后第二个设计和实施以科学研究为目标的大陆超深钻的国家。在１９８１年＂联邦德国大陆超深钻计划＂研究报告发表后，１９８６年在巴伐利亚州东北部的上普法尔茨地区选定了超深钻井位，并于１９８７～１９８...

穆龙套超深钻的地质-地球化学成果及成矿的同位素—地球化学模式

穆龙套超深钻孔(СГ-10)是前苏联地壳和上地幔综合研究计划首批打的十口超深钻孔之一。设计孔深7km。在其周围还准备打一系列深2～2.5km的卫星孔。该超深孔的主要任务是:揭露穆龙套矿田深部(直至推测此侵入体)的地质情况;评价深部层位的含矿远景;查明成矿的物理化学条件,以解决矿化成因问题。卫星孔的主要任务是揭露深达2～2.5km的矿化层。

穆龙套金矿田超深钻地质研究新进展

据对穆龙套矿田东南翼新进行的СГ—10超深钻得到的岩性、构造、岩浆活动以及成矿特点等多种资料分析表明,矿床具有明显的地槽阶段晚期的改造富化和叠加富化的成矿特点;矿床经历了一个长期复杂的地质过程,受背斜轴部和断层破碎带的联合控制,本矿田还存在规模大强度高的地热、放射性异常,金砷含量高,深部还出现了硫化物矿化和铀—铜—钒矿化。

科拉半岛超深钻井剖面与地表的矿化对比

科拉半岛超深钻井打钻和研究的结果现已查明，在所揭穿的古大陆地壳１２ ｋｍ的范围内全都存在有矿化。据成矿元素组合、存在形式及矿物共生组合，在科拉半岛超深钻井剖面上可划分出６ 种主要的矿化类型：铜镍的硫化物及铂金属矿化；铁的硫化物矿化；铁的氧化物矿化；铁钛的氧化物矿化；铜锌的硫化物矿化；自然金矿化。据矿物成分、围岩特征及矿化成因，前４ 种类型的矿化与元古代彼禅格矿区的构造及其太古代镶边的矿化可以对比。后２ 种类型的情况还不十分清楚。据统计资料得出的结论是：分布最广泛的矿化既发育在元古代的杂岩中，也发育在太古代的杂岩中。向地壳深部，磁黄铁矿和镍黄铁矿中镍的含量增加，而黄铜矿中的铁、镍、铜的变化增大。

联邦德国大陆超深钻先导孔成果

大陆科学钻探是当代地球科学的重大前沿之一,也是一项高科学技术领域。它是继深海深钻计划之后,又一项将促进地球科学技术发展的大型多学科基础研究计划。联邦德国于1985年2月正式实施大陆超深钻(以下简称KTB计划),它是联邦德国80年代国家级十个重大基础研究计划之一,1989年完成了先导孔,1990年9月主孔正式开钻,现正以每天20m的速度钻进,是世界上深钻工作很有特色的国家。

超深钻井专用剪切防喷器及控制装置的研制

为保证超深钻井施工过程的安全性,需要配置能够剪断61/2″钻铤或57/8″及以下钻杆接箍的剪切防喷器。常规剪切防喷器及控制装置设计时只考虑剪断普通的钻杆、套管、油管等,同时受限于常规控制装置只能提供最高21MPa的压力油,在面对大直径、高强度的6 1/2″钻铤或57/8″钻杆接箍时无法实现有效剪切。超深钻井用剪切防喷器及控制装置可剪断6 1/2″钻铤和5 7/8″钻杆接箍,来确保超深钻井施工过程安全性。

科拉超深钻：期望与结果

科拉超深钻的钻进和探测首次提供了以前无法达到的深度的有关古老大陆地壳成分和构造的直接资料。岩石密度和它们弹性的各向异性已成为当今地表地质正式描述形式和参考剖面的主要参数。所给出的完整模型的证据是基于科拉超深钻的探测及辅助的地表地质研究。模型认为贝辰加矿区是一个幔源火山岩－侵入岩中心式成矿系统的水平部分。本文还对铜－镍硫化物矿床产出条件给予了新的解释。

德国7公里超深钻(KTB)的新成果——华力西基底中的流体及其通道

大陆科学钻探计划(KTB)主孔已达7 000m以上。在主孔和近4 000m深的导向孔中,已观测到几个明显的深部结晶基底水流入带,并从中取样检测。导向孔中流体流入发生在3 500m以下,而主孔中则出现于2 200m以下。泥浆电阻率测井结果表明在大约2 000m深处流体状态由低盐度地下水向咸的基底流体转化。3 000m以下流体富含Ca、Na和Cl离子以及N_2和CH_4气体,其成分类似于其它地区大陆深部基底的流体。流体赋存于复杂的可渗透的裂隙系统中。水力学试验获得平均渗透率为几达西至几毫达西,与开孔测量值范围相当。与无裂隙岩心的实验室测量对比表明渗透率主要取决于原地有效压力,这是由裂隙系统相对软弱的力学行为所引起,而微孔隙是相对刚性的。其中一个流体储的范围可以根据导向孔(4 000m深处流入)和主孔的压力传递以及三个月内400m^2流体的抽水试验未有流量降低推测的。地下深处超静水压力的增大(10MPa)的暗示流体储是相互独立的。

大陆超深钻与前寒武纪地质研究

大陆科学钻探基地球科学发展到一定阶段的产物．原苏联的科拉超深钻和克里沃罗格超深钻的重要发现，检验了当代地学理论，使人们重新认识地壳结构等许多问题，因而促进了地球科学和大陆科学钻探的发展．

科拉半岛超深钻深部地质和地球物理新资料

科拉超深钻已反驳了基于地表的地质和地球物理研究所建立起来的东巴尔干地质深部构造模式。无论原先什么样的推测,超深钻孔在6840m～12000m这段深度并没有碰到玄武岩或麻粒岩等基性岩石,而钻到的是太古宙科拉岩系中的花岗片麻岩。在这段上,变质火山成因的岩石与变质陆源岩互层产出,残余层状特征仍保留下来,这是与褶皱随深度增加而减弱的观点不符。以最大深度处,钻孔遇到一新的构造层,这被三维磁场测量和地球化学资料的结果所证实。 UD-3钻孔核部的构造岩石分析证实了元古宙内生作用对科拉岩系的强烈影响。在中元古宙(1.8～2.0Ga)。

德国的超深钻探

1990年9月8日德国研究技术部部长里森胡贝尔(H.Riesenhuber)主持了“联邦德国大陆深部钻探计划(KTB)”主期工程的开工仪式。主期的中心工作将围绕豪普特博伦(Hau-ptbohruny)HB 超深钻开展,目标是到1994年年底钻透10000米的深度。选择的地区是中欧华力西构造基底内地质和地球物理性质都很独特的地段。其目的是:①调查这种类型地壳典型部分的结构、成分和物理性质;②阐明地球物理结构的性质和非均匀性;③研究大陆地壳的地热场和应力场并探测脆性—韧性的过渡;④研究岩石流动与运移过程。根据多种因素,