实施人才强国战略下的地学拔尖创新人才培养模式的探索与实践——以中国地质大学(北京)为例

高等学校是拔尖创新人才的培养基地,担负着培育新时代德智体美劳全面发展的高素质人才和培育堪当中华民族伟大复兴大任的社会主义建设者和接班人的特殊使命,是实现教育、科技、人才三位一体战略的重要保障。本文在深入领会国家新时代人才强国战略基础上,综合分析了我国高校本科生层次拔尖创新人才培养过程中深化改革的探索与实践以及取得的显著成效。以中国地质大学(北京)为例,初步论述了地质学类拔尖创新人才培养的思路、模式和效果。

中国地质大学(北京)能源学院贯彻落实党政共同负责制度的实践

当前高校实行党委领导下的校长负责制,高校院(系)也普遍实行党政共同负责制度。党政共同负责制度产生的时间短,许多规则还未明确,容易在实践中走入误区。调查发现,大部分人对现行的院(系)党政关系还不太了解。笔者经过调查问卷分析、座谈等形式开展研究,结合中国地质大学(北京)能源学院多年的实践经验,深刻剖析了党政共同负责制度的内涵,研究了在贯彻执行党政共同负责制时应该加以注意的问题,为建设和谐的党政关系,贯彻落实党政共同负责制度提出了建设性的建议。

与时俱进 开拓创新——发展中的中国地质大学(北京)能源学院

能源学院成立于1952年建校之初，历经了石油与天然气地质系、可燃矿产系、地质勘探系、能源地质系等演变过程，现由石油地质、石油工程和能源与环境三个教研室组成。有教职员工46人，其中有中国科学院院士1名，教授20人（博士导师17人），副教授11人。另外，有退休后返聘教授（博导）7人和兼职教授4人。师资力量雄厚，既有德高望重的院士与老教授，又有一批积极进取的中青年骨干。

全日制硕士专业学位研究生培养方案研究——以中国地质大学(北京)石油与天然气工程为例

以石油与天然气工程领域专业学位研究生培养为研究对象,结合中国地质大学(北京)特殊的地缘优势及办学特点,围绕培养优秀的全日制硕士专业学位研究生为目的,提出了明确培养目标、优化授课内容、整合优势资源、协同创新、专项经费资助、学位授予质量保证及就业宣传引导等措施,为我校全日制硕士专业学位研究生培养起到示范效应,同时也为同类院校专业学位研究生培养起到一定的借鉴作用。

面向国家资源战略需求,打造“留学北地”特色品牌——新时代中国地质大学(北京)来华留学工作

教育部提出做强“留学中国”品牌,多措并举推动来华留学内涵式发展。1954年以来,中国地质大学(北京)来华留学工作贯彻落实党和国家外交、资源环境战略和中国企业“走出去”战略,在地质、资源、环境等领域培养了一批知华友华人才。进入新时代,我校需紧扣时代主题,顺应国家需求,服务学科建设,发挥北地特色,探索“留学北地”计划,试点“一体两翼留学生培养模式”,促进来华留学工作提质增效,助力学校教育对外开放事业发展。

科研全面支持教学 助力地学人才成长——以中国地质大学(北京)为例

科研与教学是高等学校不可分离的两个主要任务,新时期研究型大学的发展依赖于科研和教学的高度融合。本文结合地质类高校和专业发展实际,探讨了科研对本科生和研究生的教学和人才培养的必要性、主要做法和取得的成绩。科研成果融入课堂、融入教材,提升了本科生课堂教学和实践教学水平,科研项目支持70%以上本科生的毕业论文工作,让本科生得到全面的基础科研训练。博士生在导师和学校科研项目支持下,产出了大量的研究成果,同时也在科研活动中完成高质量的博士论文,科研促进了地学人才的成长。

以人为本的高校科研活力与创新能力评价探讨——以中国地质大学(北京)为例

在深化科技评价改革的前提下,现有的基于“投入-产出比”分析的高校科研管理绩效评价体系不能很好地反映高校科研活力和创新能力动态变化过程。文章在分析科研创新核心要素的基础上,构建了以人为本的高校科研活力与创新能力评价指标体系,通过对“十一五”以来中国地质大学(北京)科研状况的评价应用,证明该指标体系既能客观反映学校整体科研活力和创新能力的纵向变化,可为高校科研规划和政策调整提供依据,又能很好地反映政策调整产生的效应,并在此基础上给高校科研管理部门提出了相应的应用建议。

能源类专业周口店地质实习教学内容改革与实践

为了激发能源类专业学生对周口店地质实习的兴趣,文章初步探讨了如何在沉积、构造、岩浆岩等实习路线增补油气地质与成藏方面的教学内容,给地质实习增加点“油气味”。研究认为在现有周口店地质实习大纲中增加油气方面的教学内容是可行的,如在沉积地层路线找“油气源岩”和“油气储集层”、在岩浆岩路线找“油气源岩加热器”和“特殊油气储集层”、在构造路线找“油气运移通道”和“有效圈闭”等授课内容的增加有望在地质实习教学中得到检验并进一步完善。

本科毕业设计(论文)网络管理系统施行探讨——以中国地质大学(北京)为例

文章基于研究背景,首先概述了中国地质大学(北京)本科毕业设计(论文)网络管理系统,然后分析了本科毕业设计(论文)网络管理系统施行的意义,最后提出了本科毕业设计(论文)网络管理系统施行的相关建议。

论中国煤炭地质勘查工作在新条件下的定位与重大研究问题

煤炭是我国的主体能源和重要的煤化工原料,新中国成立70多年来煤炭地质勘查工作紧密结合国家战略需求,为国家探明了急需的煤炭资源,保障了国家煤炭能源供应。通过系统总结近年来我国煤炭地质工作取得的主要成果,分析了当前新条件下煤炭地质工作发展面临的重大研究问题,明确了煤炭地质勘查工作定位,提出“1个理论、10个主要技术”的重点攻关研究思路,拓展了煤炭地质勘查工作的研究范围,对保障煤炭资源在我国经济和社会发展中发挥好“稳定器”和“压舱石”作用具有重要研究意义。研究认为:(1)新条件下煤炭地质勘查工作已由以保障煤炭能源资源安全为主发展为既要保障煤炭能源资源安全供应,还要为绿色矿山建设、矿山智能化开采与生态安全服务的煤炭生态地质勘查新阶段。(2)提出了煤炭地质勘查工作今后的重点是资源勘查与利用、地质条件评价与动态地质事件预警、矿山环境治理修复与生态地质层功能作用复原、地质条件改性等方面的10大重点攻关问题。(3)针对煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源赋存特点,需研究建立煤与煤系共伴生矿产协同勘查模式,在关注“煤”的同时,加大对煤系、煤盆地全域性的多矿产聚集规律和各类资源研究,推动煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源协同勘查与开发利用。(4)针对煤炭智能化开采面临的地质保障问题,加强多手段协同技术开展开采扰动条件下地下水渗流介质及流场演化规律研究,瓦斯(煤层气)逸散和突出机理等隐蔽致灾因素研究,为矿井水、气灾害防治等隐蔽致灾地质因素勘查和资源化利用提出精准分析与预测预报。(5)针对新条件下,煤炭地质勘查工作提升至煤炭生态地质勘查工作的发展需求,提出采用地质手段开展生态环境治理修复新思路,核心是通过人工干预和修复被扰动或破坏的生态地质层,形成与周边地质和生态条件等功能相协调的人造地质体。

深、浅部煤层气地质条件差异性及其形成机制

深部煤层气资源丰富、开发前景广阔,但对其与浅部煤层气地质条件的内在联系研究尚不够深入。从煤层形成演化角度出发,以鄂尔多斯盆地上古生界煤层为例,总结了煤层深埋深藏型、深埋浅藏型及浅埋浅藏型3种埋深演化模式。系统分析了深部和浅部煤层在温压条件与含气性、地应力与渗透率特征、变质程度与含水性等方面的差异性及其形成机制。研究指出,受埋深与演化过程影响,深部和浅部煤储层温度最多相差100℃以上,储层压力最大相差40 MPa左右,导致由浅部向深部,气体赋存状态以吸附气为主转变为吸附气与游离气共存,地应力场由水平应力主导转化为垂向应力主导,煤储层孔隙率、渗透率及含水性逐渐降低。明确了深部煤层气的典型特点,即:在高温高压条件下,以吸附态和游离态共存于一定深度以下煤储层中的甲烷气体,该类煤储层在垂向应力为主导的作用下,孔裂隙空间极度压缩,含水极少且矿化度极高,内生微裂隙为主要渗流通道。基于含气性临界深度和地应力场转换深度的不一致性,指出浅部向深部煤层演化过程中存在过渡区,该区内呈现出非典型深部煤层气的特点,或深部煤层气和浅部煤层气地质条件共存的情况,在勘探开发过程中,应具体分析,制定针对性开发方案,以实现浅部与深部煤层气的高效协同开发。

鄂尔多斯盆地神木–佳县区块深部煤层气地质特征及勘探开发潜力

我国深部(以下均指埋深大于2000 m)煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大。与中浅部相比,深部煤层气在富集成藏规律与开发方式方面均具有显著的差异性,急需针对重点区块开展解剖性分析研究。神木–佳县区块位于鄂尔多斯盆地东北部,目前尚处于深部煤层气勘探的起步阶段,深部煤层气富集特征及开发潜力等尚不明确。基于研究区近期实施的地震资料、300余口井的测井资料和4口取心井的参数资料等,系统分析煤储层基础地质特征,总结煤层气富集主控因素与富集规律,类比剖析研究区深部煤层气勘探开发潜力。研究区深8号煤的镜质体反射率介于0.7%~1.8%,大部分区域煤层演化已处于热解生气高峰,区域上煤层净煤厚度高达7~8 m,煤层发育稳定,构造相对简单、水动力封闭性较强、顶底板封盖条件较好,为煤层气大面积连续成藏提供了优越条件,其中佳县南区的煤层气资源条件最好。与鄂尔多斯盆地东部其他区块深部煤层相比,研究区煤层中游离气占比明显更高(15.21%~46.47%),煤层中吸附气主要受吸附压力封存控制,而游离气受毛管力封闭与浮力重力分异双重控制,两种封存机制共同决定了深部煤层含气量的垂向分带与平面分区,以佳县南部为例总结了吸附气吸附压力主控、游离气毛管压力封闭与重力分异耦合控制的典型深部煤层气富集模式。与临兴区块和大宁–吉县区块类比分析结果表明,神木–佳县区块具有较好的煤层气资源基础、储层改造条件和高产潜力,预示了此区块深部煤层气规模化开发的美好前景。此外,大宁–吉县区块深部属典型的高煤阶煤,而神木–佳县深部为中煤阶煤,因此,该研究认识进一步丰富完善了深部煤层气富集理论,对于全国深部煤层气勘探开发实践有重要指示意义。

四川盆地及周缘前震旦系裂谷特征与油气地质意义

四川盆地及周缘已被证实发育较大规模的前震旦系裂谷,但其在盆地内部的展布及发育特征尚不明确,因此在一定程度上制约了对盆地深部构造格局的认识。为此,在前人研究的基础上,利用最新的重磁电资料,通过联合解译和小子域滤波等新技术对新元古界构造形态进行了研究,同时结合区域地震大剖面的精细解释并辅以航磁资料进行验证,分析了新元古代裂谷的特征及其对上覆地层的沉积控制作用。研究结果表明:①盆地内部自西北至东南共发育3条近乎平行的前震旦系裂谷,其中以川中裂谷规模最大;②裂谷内部发育一系列与裂谷走向近平行的次级正断层,将裂谷内部结构复杂化,形成一系列断陷;③裂谷内断层在平面上呈平行/斜列式、相向/相背平行式及同向平行式组合,对应在剖面上呈阶梯式、垒堑式、地堑式及铲式半地堑式等组合特征;④盆地东北部盆缘露头揭示南华系—陡山沱组在裂谷内发育冰期—间冰期交互沉积,主要为三角洲、陆棚与斜坡盆地相碎屑岩和冰碛岩。结论认为,应用重磁联合解译+井震资料修订+露头剖面验证的新方法,证实四川盆地前震旦系裂谷的存在,且南华纪裂谷边界(主干)断裂控制了上覆地层沉积古地理格局和坡折带的发育,部分裂谷控制了寒武系或早古生界沉积中心的分布,并对后期沉降中心、构造圈闭的形成以及含油气系统有着极为重要的影响。

不同构造单元页岩孔隙结构差异及其油气地质意义——以四川盆地泸州地区深层页岩为例

不同构造单元页岩储层品质、含气性差异明显,构造改造作用对页岩气勘探开发具有控制作用,但关于深层页岩气的构造控制作用机理研究较少,相关认识尚不明确,制约了深层页岩气的勘探开发。为此,通过“岩心—薄片—扫描电镜”多尺度观察、全岩矿物X射线衍射分析、核磁共振等技术手段,对比分析了四川盆地南部泸州地区不同构造单元上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩孔隙结构和储层特征的差异,探讨了不同构造单元页岩孔隙结构差异与储层品质的耦合关系,明确了页岩气产量差异的内在地质原因,落实了构造改造作用下的页岩气勘探开发有利区。研究结果表明:①向斜区页岩主要以有机质孔隙、非构造裂缝为主,孔径大;背斜区页岩孔隙结构被强烈改造,以矿物粒间孔、构造裂缝为主,矿物粒间孔狭长且定向排列,孔径小。②向斜区构造相对稳定,有机质孔隙、矿物粒间孔以及成岩裂缝保存较好,宏孔占比高,储集性能好,含气量和产量高;背斜区页岩储层发育大量构造裂缝与断层,孔隙和成岩裂缝被压实,孔径减小,储集性能变差,含气量和产量低。③距盆缘剥蚀区越远,构造越稳定的单元,保存条件越好,该类构造单元页岩储层越发育,含气量和产量越高,页岩气勘探开发潜力越大。结论认为,构造运动对于压力系统的影响是形成不同构造单元深层页岩孔隙结构特征差异的重要因素,并控制了页岩储层的含气性与产量;向斜区深层保存条件好,远离剥蚀区,为勘探开发的最有利区,该认识可为深层页岩气勘探开发提供技术支撑。

中国页岩气研究与发展20年:回顾与展望

中国页岩气科学研究和勘探开发已历经20年,创新形成了以中国南方海相页岩气富集规律为代表的诸多理论与认识,支撑了国内页岩气产业健康快速发展,2023年中国页岩气产量达250×10^(8) m^(3),在当年全国天然气总产量中的占比超过10%,页岩气已经成为中国天然气产量增量的主力军之一。为了给中国页岩气产业高质量发展提供借鉴和参考,系统回顾了国内页岩气科学研究和勘探开发历程,归纳总结了富有机质页岩发育机理、页岩气优质储层特征及其成因机制、页岩气源—储协同演化机制、页岩气赋存机理与含气性评价、页岩气富集高产机理与评价、页岩气储层改造、页岩气开采等理论和技术进展,分析研判了面临的技术难题和挑战,指出了海相/陆相/海陆过渡相页岩气富集高产机理、基于动态演化过程的页岩气富集区评价方法、低丰度页岩气高效开发技术以及提高页岩气采收率技术等4个亟需攻关的研究方向。进而针对中国页岩气商业化勘探开发所面临的挑战,提出以下建议:从新区新领域、老区挖潜及提高采收率现场试验等方面开展页岩气勘探开发攻关探索,以期早日实现中国页岩气多领域多层系、由点到面的大突破和大规模高效勘探开发,全方位推进中国页岩气革命,提升能源高效供给能力,保障国家能源供应安全。

基于野外地质调查的构造裂缝体积及丰度估算方法探讨——以云南省澜沧县A区块为例

构造裂缝的发育规律及预测是多种矿产和地热勘查的一项基础地质研究内容。为了探讨构造裂缝体积及丰度,针对地质勘探程度极低的区域,以澜沧县A区块为例,开展了野外地质调查和数据统计、计算及分析工作。结果表明:1)岩石类型可以影响构造裂缝密度,即相对于岩浆岩和变质岩,沉积岩中的构造裂缝密度较大,且空间分布较为规则;2)断层对构造裂缝的控制作用明显,即断层距离与构造裂缝密度表现为负相关特征;3)正断层、逆断层和走滑断层的构造裂缝横向影响范围不同,其中走滑断层的影响范围约为1 km;4)在理论计算过程中,一些复杂地质问题(包括不同层系之间的非均质性、多条断裂的复杂区域及断层在深部的产状变化等)的简化处理可能会造成计算结果存在一定的误差。在以上成果认识指导下,计算获得A区块内部构造裂缝数量约为7458×10^(7)条,构造裂缝体积约为7458×10^(4)m^(3),构造裂缝平面丰度为186.45×10^(4)m^(3)/km^(2),体积丰度为186.45×10^(4)m^(3)/km^(3),对该地区流体类(石油、天然气以及地热等)能源矿产勘探开发具有一定的借鉴价值。

松辽盆地南部王府断陷深部煤层气地质特征及有利区评价

松辽盆地南部王府断陷煤层气资源量丰富,但深部煤层气勘探程度较低,在煤层气地质特征、富集成藏主控因素及有利目标优选等方面缺乏系统研究,制约了该区煤层气勘探进程。为此,在系统分析煤系地质特征的基础上,明确深部煤层气成藏主控因素,建立有利区优选指标体系,预测煤层气富集有利区。结果表明:(1)王府断陷火石岭组宏观煤岩类型以光亮煤、半亮煤为主,具有低水分、低挥发分、低灰分的特征,镜质体最大反射率大于1.8%,孔隙率平均5.01%,CS38井计算的平均含气量为21.80 m^(3)/t。(2)王府断陷火石岭组火山喷发填平补齐沉积环境利于煤层发育,煤层主要发育于断陷双陡坡带之间与断陷中、东部的火山喷发的填平补齐效应形成的浅水区,形成了“填平补齐成煤模式”。此外,区内发育的大面积巨厚泥岩顶板与封闭断层使得煤层气得以富集保存。(3)王府断陷Ⅰ类有利区主要发育在断陷中部,煤层厚度大于5 m,断层断距<50 m,盖层厚度>80 m,气测全烃值>15%,具有较大勘探开发潜力;Ⅱ、Ⅲ类有利区主要发育在断陷的北部和南部,煤层厚度一般<5 m,盖层厚度<80 m,气测全烃值<15%,断层封闭性弱或不封闭,盖层厚度差异大,勘探开发风险较大。

四川盆地中部资阳地区张扭断裂三维构造模型、构造演化与油气地质意义

基于钻井和地震数据,通过平面-剖面构造解析、三维断层构造建模、垂向断距分析及平衡剖面恢复,对四川盆地资阳地区张扭(走滑)断裂系统进行研究。结果表明,资阳三维地震工区张扭断裂系统由北东走向、伸展变形主导的F_(Ⅰ)19和F_(Ⅰ)20断裂带以及北西走向、右旋剪切变形的3组雁列正断层构成。其中,F_(Ⅰ)19、F_(Ⅰ)20断裂带贯穿新元古界—中下三叠统嘉陵江组,表现出“S”形丝带状的三维结构,在二叠系沉积前及早三叠世至少经历两期构造叠加改造;北西向的3组雁列正断层由两两成对、倾向相反、部分左阶排列的小型正断层构成,在二叠系沉积前基本定型,对F_(Ⅰ)19断裂带向东的生长和扩展造成限制。F_(Ⅰ)19、F_(Ⅰ)20断裂带自深往浅沟通多套烃源岩和储层,断层活动时间与生烃高峰期匹配良好;在F_(Ⅰ)19、F_(Ⅰ)20断裂带两侧的局部低幅背斜带上,若叠加发育寒武系—三叠系有利沉积相带和储层,则该区有望成为天然气聚集有利区。

页岩储层多尺度天然裂缝表征与三维地质建模:以四川盆地平桥构造带五峰组龙马溪组页岩为例

天然裂缝是页岩储层重要的储集空间和渗流通道,查明天然裂缝类型及其空间展布特征是页岩气勘探开发的重要基础之一。基于地震、露头、岩心观察、测井和微观测试分析等资料,重点考虑裂缝对页岩气富集高产的控制作用,将页岩储层天然裂缝分为大尺度、中小尺度和微尺度3类,明确了各尺度裂缝表征与建模方法和应用效果。(1)大尺度裂缝通过叠后地震属性表征,中小尺度裂缝以岩心、成像测井和地震属性预测相结合的方法表征,微尺度裂缝通过岩心描述、扫描电镜观测等方法表征,明确了各尺度裂缝发育密度、开度、产状和充填状况等特征。(2)大尺度裂缝通过输入叠后地震属性表征参数,采用确定性建模方法建立大尺度裂缝DFN模型;中小尺度裂缝以单井成像测井解释数据为先验信息,以多信息融合的裂缝概率体为空间约束建立裂缝密度体,采用随机模拟方法建立中小尺度裂缝DFN模型;微尺度裂缝建模以微观测试分析获取的微裂缝参数为基础,井资料与TOC等主控因素属性体结合建立微裂缝密度体,采用随机模拟方法建立微裂缝DFN模型。(3)以四川盆地平桥构造带页岩气为例,开展了页岩储层不同尺度裂缝表征与三维地质建模工作,明确了不同尺度裂缝的发育位置、规模和产状特征,刻画了不同尺度裂缝的空间位置、倾角、方位角、几何尺寸、发育密度等属性特征,形成了多尺度页岩储层天然裂缝表征与建模技术,为页岩气藏数值模拟提供了较可靠的模型依据。该方法建立的平桥构造带页岩储层三维地质模型及其模拟结果与地质认识、生产数据吻合较好,对页岩气田开发具有参考价值。

沁水盆地榆社—武乡区块二叠系煤系页岩储层地质建模及“甜点”预测

沁水盆地煤系页岩气资源丰富,但勘探开发处于初期阶段。基于钻井、测井和地震解释资料,结合有机地球化学与储层物性实验测试数据,通过三维地质建模技术,建立了沁水盆地榆社—武乡区块二叠系山西组底部—太原组上部煤系页岩地质模型,并预测了煤系页岩气“甜点”区。研究结果表明:(1)沁水盆地榆社—武乡区块石炭系—二叠系煤系地层模型反映了煤系页岩储层的发育主要受控于构造活动,呈“东浅西深、整体连续”的分布格局。(2)基于序贯指示法建立沉积相模型,指示研究区在太原期—山西期由海陆过渡相转变为近海陆相沉积环境,为稳定优质页岩储层的形成提供了有利的沉积环境。(3)通过相控属性建模实现了储层参数空间分布模拟和精细表征,泥地比、孔隙度、含气量、总有机碳含量和镜质体反射率的平均值分别为0.57,10.02%,1.21 m^(3)/t,2.18%,2.45%,揭示了研究区煤系页岩较好的储集能力、含气性、有机质丰度和资源潜力,脆性指数模型指示出页岩压裂后的有利区带。(4)在精细三维地质建模的基础上,将三维网格单元赋值积分,计算研究区二叠系煤系页岩气地质资源量为1 344.98×10^(8)m^(3),运用层次分析法和模糊评价法预测页岩气“甜点”区,Ⅰ类“甜点”区为地质与工程双重甜点,分布于研究区东北部、中部和西北部局部区域。