内蒙古东北部拉布达林盆地是我国陆域高纬度冻土型天然气水合物重要潜在分布区，有望成为祁连山木里高海拔冻土型天然气水合物的互补类型，具重要调查研究价值。目前该区天然气水合物调查研究程度较低，2023年内蒙古自治区地质调查研究院首次在该区部署两口天然气水合物探井。以资料较为齐全的ST-1井为例开展综合分析与区域对比研究，旨在总结各种可能与天然气水合物相关的异常现象，分析天然气水合物形成的有利条件，指出研究区天然气水合物-浅层气系统的共生模式。研究显示：（1）本次钻探中发现岩心表面冒泡现象、井涌现象、烃类气测和岩心解吸气高含量异常现象、自生方解石伴生产出现象等，可能与天然气水合物直接或间接相关。（2）岩心解吸气组成主要为CH4,次为CO2,还含少量C2H6,主要以煤型气来源为主，可能还含少部分微生物成因气及热解成因混合气。（3）钻遇的下白垩统大磨拐河组（K1d）有机碳含量在3.16%～31.19%间，平均12.48%,生烃潜量在1.50～113.78 mg/g间，平均45.50 mg/...
为查明人类活动对木里冻土区水文环境造成的影响，选取高寒冻土区人类活动最为显著的木里煤田聚乎更矿区，以区内大通河支流水系河水为研究对象，基于水化学组成空间特征，利用氢、氧、碳、氮、硫、锶等多元同位素开展示踪研究.研究表明：（1）冻结层上水是河水的主要补给来源，煤矿开采、天然气水合物钻探等人类活动破坏原有冻土结构，增加了冻结层上水对河水的贡献比例；（2）河水中主要溶解性营养物质(SO42-、NO3-和DOC)浓度的增加源于人类活动的影响：硫氧同位素揭示了大规模的煤矿露天开采促进还原硫氧化，是导致冻结层上水和河水中SO42-升高的主要原因；氮氧同位素表明河水中高浓度的NO3-来源于散养式放牧的牲畜粪便；DOC主要来源于高寒草甸植物降解产生的土壤有机质，人类活动影响下增加了DOC和DIC的输出，增强了源区河水中的微生物活动；（3）除H2CO3风化碳酸盐岩外，受人类活动煤矿开采影...
在我国基础设施建设不断完善和发展的当下,公路工程建设工作正在大刀阔斧地开展。公路工程作为我国基础设施建设工作的重要内容,直接影响着区域经济发展和群众交通出行的安全。文章针对多年冻土公路工程地质钻探技术进行详细分析,详细阐述冻土公路工程地质钻探工具、冻土公路工程地质钻探工艺,展现出冻土公路工程地质钻探工作的专业性和科学性。
通过分析研究大场地区冻土地层特点、矿区低温对钻探生产影响的主要方式,阐述了大场永冻层地区钻孔ZK0001钻探施工工艺,为进一步开展相关地区永冻地层的钻探施工提供借鉴。
钻探取心是天然气水合物资源调查研究的一种重要技术手段,也是识别天然气水合物最有效的方法之一。青海木里煤田三露天调查区地质构造复杂,水合物钻探施工时极易出现孔壁坍塌、水合物分解、气侵泥浆及孔内涌气、涌水、漏失等问题,取芯困难、钻进效率低。针对这些技术难题,开展了泥浆制冷技术、大口径绳索快速取心钻进技术、聚合物低温泥浆工艺及泥浆防塌体系、钻孔结构及钻进参数优化、钻头选型、气体防喷等技术工艺研究,并在现场实践中取得了较好的效果,为今后青藏高原冻土地带进行天然气水合物钻探施工提供借鉴。
泥浆冷却技术是天然气水合物钻探的关键技术之一,低温泥浆可以抑制天然气水合物在钻进和提钻过程中分解,有利于钻获水合物实物样品。新型天然气水合物钻井泥浆冷却系统主要包括载冷剂制冷器、翅片管式换热器、温度监测与记录和防冻装置4部分。制冷机组采用变频启动,减小了野外施工中配套发电机的功率,大幅度降低油料消耗;翅片管式换热器中泥浆与载冷剂对流换热,换热面积大,换热效率高;温度监测与记录装置对4个关键节点的温度进行监测和记录,同时防冻装置可防止泥浆在换热器中结冰堵塞,影响正常使用。运用传热学和流体力学理论对泥浆与载冷剂对流换热过程进行计算,在满足制冷要求的前提下,换热器换热面积是10.58 m2,管路压力损失为0.34 MPa。
东北冻土区天然气水合物钻探试验MK-2井中,采用了天然气水合物取心技术,同时还装备了钻井参数监控系统。利用钻井参数监控系统采集到的钻井深度、钻压、钻速、转速、回转扭矩、流量、泥浆循环泵压力等数据,结合地层情况,对影响钻进效率的因素进行了分析。分析表明:①在破碎带、碳质板岩和糜棱岩的地层中钻进效率低,在砂岩、砂质泥板岩、泥板岩和板岩的钻进效率较高;②得到了在不同地层中的最优钻压;③MK-2井钻探试验使用的技术、设备和试验结果对于以后的天然气水合物钻探具有一定的借鉴意义。
大量的研究和钻探取样证明,不仅海洋深处存在着天然气水合物,陆地永久冻土带也存在天然气水合物。从目前的地质探测技术发展现状看,确定冻土层水合物的储藏深度、含量等物理化学特性还必须靠取样钻探技术。论述了全球陆地永久冻土带天然气水合物的钻探现状,介绍了陆地永久冻土带天然气水合物取心钻具的结构设计、试制过程和在海拔4200m的青海祁连山地区进行永久冻土带天然气水合物钻探技术研究过程中取得的成果。
2008～2009年,中国地质调查局组织中国地质科学院矿产资源研究所、勘探技术研究所、青海煤炭地质105勘探队等单位,在祁连山木里地区实施"祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程",迄今共完成DK-1、DK-2、DK-3和DK-44个钻探试验井,总进尺2059.13m,并在井深133～396m区间钻获多层天然气水合物,取得了找矿工作的重大突破,证实中国冻土区存在规模巨大的天然气水合物潜在能源。祁连山冻土区天然气水合物具有埋深浅、冻土层薄、气体组分复杂、以热解气为主等特征,应是一种新类型的水合物。初步研发集成出一套冻土区天然气水合物调查方法、钻探施工工艺和配套装备,为下一步的调查研究奠定了基础。