微地震成果鑒定

① 關於微地震論文

引言
近幾年來，華北地區中上地殼構造探測與研究取得了新的重要成果，對地震與地質構造的空間關系研究產生了很大影響，例如對1966年邢台地震、1679年三河—平谷地震、1695年臨汾和1303年洪洞地震等大震區的研究表明：a）深淺構造是不連接的形態、產狀、力學性質不同的兩套斷裂系統；b）直接的發震構造是地殼深部的高傾角斷層；c） 淺層的鏟形正斷層消失在10km以內的地殼上部。這些觀測事實和地震活動空間分布與淺層構造間的種種不協調現象都證明，不能簡單地用地表斷層代替地殼深處的發震構造。因此，研究地殼深斷裂特徵及其與淺層構造的對應關系是地震學的重要課題。然而現有多震層深斷裂探測資料很少，短期內不可能編制出區域性深斷裂展布圖件，更難了解其活動性。目前最現實的思路是，採用以地震活動圖象和震源機制為主要資料的構造分析方法，研究現代活動的震源斷層。

1989年和1991年大同—陽高兩次地震發生在山西剪切拉張帶北部的晉北拉張區內，是本世紀在山西斷陷構造帶內發生的最大地震，這兩次地震的發生提供了深入研究在張性斷陷構造條件下地震成因機制的良好機會。本文以地震地質思想為指導，採用地震活動圖象�平面和剖面和震源機制資料構造分析為主的方法，結合宏觀烈度分布和地質構造資料，研究大同—陽高兩次地震震源斷層的三維特徵，討論震源斷層與地質構造的關系。

1 地震活動圖象分析

傅承義院士（1963）在記述地震預報的地震地質方法時指出，用高靈敏度的高頻地震儀可以劃分出地下微弱震動的震中匯集帶，這可能就是地下深處地震成因斷裂在地面的痕跡，可以補地質方法之不足，對了解地震的地質條件大有幫助。本節以震中平面帶狀分布圖象顯示大同—陽高兩次地震震源斷層在地面的投影圖象，即震源斷層的平面特徵；以震源分布圖象顯示震源斷層的剖面特徵。大同—陽高地震序列位於大同遙測台網的最佳控制范圍，台網記錄了整個地震序列，並且有較高的震源定位精度，為分析地震活動圖象提供了良好的條件。我們使用山西省地震局提供的序列目錄分階段進行地震活動圖象分析。

a）第一階段：1989年10月18日22時59分（5.7級地震）—10月19日00時52分（5.8級地震前）。這個階段主要是5.7級地震及其餘震活動，震中分布如圖1a所示。圖中顯示出NE25°和NW80°地震活動帶的交叉圖象。5.7級地震和10月18日23時15分4.1級、23時41分4.0級地震發生在NE25°帶內。

b）第二階段：10月19日01時01分（Ms5.8地震）至10月19日12時30分。這個階段是5.8級主震和10月19日02時20分5.6級地震及其餘震活動。震中分布如圖1b所示。圖中顯示出NE20°和NW60°地震活動帶的交叉圖象，若與圖1a比較，NE20°地震活動帶明顯向SW方向延伸，5.8級和10月19日01時26分4.7級、10月19日05時02分4.8級地震發生在這個帶內。5.6級地震發生在NW60°帶內。

圖1a1989年大同—陽高地震序列第1階段地震震中分布圖 圖1b1989年大同—陽高地震序列第2階段地震震中分布圖

圖1c1989年大同—陽高地震序列第3階段地震震中分布圖 圖1d1989年大同—陽高地震序列第4階段地震震中分布圖

圖1e1989年大同—陽高地震序列地震震中分布圖

c）第三階段：10月19日18時29分（5.2級地震）至10月21日23時39分。本階段表現為5.2級地震及其餘震活動。圖1c是震中分布圖，圖中顯示出十分清楚的NE25°地震活動帶。5.2級地震和10月19日20時32分4.4級、21時59分4.2級、10月20日01時56分4.3級、19時41分4.2級地震都位於NE25°地震活動帶內。

d）第四階段：10月23日21時19分（5.3級地震）至10月29日09時34分。本階段表現為5.3級地震及其餘震活動，震中分布如圖1d所示，由圖可以看出，NE25°地震活動帶仍有清楚的顯示，10月24日01時07分4.2級、10月24日23時36分4.0級地震發生在這個帶內。在該帶東側形成一條NW70°的分支地震活動帶，5.3級地震位於這個帶內。

與上個階段相隔近17個月發生的5.8級地震子序列。由圖1e震中分布圖象可以看出，5.8級地震發生在NE25°地震活動帶內。該帶東側出現一條NW45°地震活動帶。此外，還在該帶的ES方向上形成了另一條NE25°的地震活動帶，兩條NNE向帶呈明顯的斜列圖象。

在圖1a～圖1e中，由震中密集程度勾劃出來的地震活動帶是十分明顯的，若統計圖中帶外離散地震與地震總數比值，各階段均小於0.2，說明這樣的劃分是可取的。

以地震活動條帶表示震源斷層，圖1a～圖1e所示的大同—陽高地震序列震源斷層分布平面圖象的特徵是：1）全序列各階段都是由NNE和NW—NWW向的共軛震源斷層組合；2）全序列各階段出現的NNE向震源斷層是一條主幹斷層，長約20km，它自始至終貫穿於全序列的破裂過程，在時間和空間上都具有鮮明的穩定性。兩次地震的主震都發生在這條斷層上，成為主震震源斷層。此外5.7級、5.2級地震和10次4.0級～4.8級地震也發生在這個斷層面上；3）NNE向主幹震源斷層由兩條斷層斜列組成，以北面的一條為主，南面的一條是在序列破裂發展的最後階段形成的。

為求得NNE向主震震源斷層垂向剖面特徵，作出了該斷層的縱向和橫向剖面圖�由於1991年的震源定位精度不高，故未採用，由圖2可以看出，兩次地震的主震震源分布在10km和12km深度上。主震震源斷層是近似垂直的高傾角斷層，斷層面埋深5km～17km，斷面寬度為12km。

圖2a1989年大同—陽高地震震源斷層橫剖面圖 圖2b1989年大同—陽高地震震源斷層縱剖面圖

通過以上地震活動圖象（平面與剖面）分析，我們得到了一條走向NNE向，長20多千米，埋深5km～17km，斷面寬12km的高角度震源斷層。

2 震源機制資料的構造分析

以上通過地震活動圖象分析得到了大同—陽高地震兩個主震震源斷層的靜態特徵。為進一步研究主震震源斷層的力學性質和受力狀況，使用在NNE向地震活動帶內發生地震的震源機制資料進行構造分析。

2.1 4.0級以上地震震源機制解

以概率振幅模型利用初動符號計算得到NNE向地震活動帶內發生的9個4.0級以上地震的震源機制解，列於第18頁表1。按照地震活動圖象分析得到的地震活動帶（見圖1），取與震中所在震源斷層一致的節面為斷層面，將9個位於NNE向地震活動帶內的地震斷層標在圖3上。由表1和圖2a可以看出，在NE25°地震活動帶上，各地震斷層走向與帶走向基本一致，兩次地震震源斷層走向分別為25°和31°，與地震活動帶一致或十分接近。大多數震源斷層的傾角在60°以上，兩個主震震源斷層傾角為86°和85°，這與地震活動帶橫剖面所表示的接近直立的斷層一致。各地震斷層的滑動矢量與走向的夾角均小於15°，均為右旋以走滑為主的錯動性質。再從P，T軸各參數來看，P軸仰角多數小於20°，平均值為15.9°；T軸仰角多數小於20°，平均值為15.6°。P，T軸的優勢方位分別為NEE—SWW和NNW—SSE向，P軸平均方位為NE73.7°，T軸平均方位為NW7.3°。

圖3 NNE向活動帶上4.0級以上地震震源機制反映的破裂圖象

2.2 小地震綜合斷層面解

小地震綜合斷層面解是一種匯集小地震震源信息的方法，常用來研究震源區應力場。李欽祖等最早提出利用單台小地震資料確定台站所在地區的地殼應力場。許忠淮等利用北京周圍地區地震台站的地震P波初動資料，分區研究了綜合斷層面解得到區應力場方向。經驗表明，一個地區小地震綜合斷層面解反映的應力狀態信息的可靠性可與一次強震相當。本文試圖使用這個方法匯集由小地震帶來的震源破裂信息，進一步論證由地震活動圖象和單個較大地震震源機制資料得到的大同—陽高地震NE25°地震活動帶上的多個小震P波初動資料，求得小地震綜合斷層面解，這個結果可以抑制震源斷層破裂過程的局部復雜因素，取得由小地震反映的主震震源斷層的主體特徵。

使用均勻分布於NNE向地震活動帶內的多個小地震的879個初動符號，得到綜合斷層面解，使矛盾符號比為15％，將這個結果也列於表1中。它匯集了由主震斷層面上發生的眾多小地震帶來的震源破裂總體信息。取節面Ⅱ為斷層面，走向NE29°，傾角89°，滑動矢量與走向的夾角9°，為右旋走滑斷層，P和T軸仰角小於10°，方位分別為NE74°和NW16°。

序
號 時間年-月-日T時：分 震級
Ms 震源深度
h/km 震中位置 節面1 節面2 P軸 T軸 N軸 資料
φN(°)(′) λE(°)(′) 走向(°) 傾向 傾角(°) 滑動角(°) 走向(°) 傾向 傾角(°) 滑動角(°) (°) (°) (°) (°) (°) (°) 矛盾符號比
1 1989-10-18
T22:57 5.7 10 39°56.9′ 113°49.0′ 39.7 NW 70.7 173.2 131.9 NE 83.6 19.4 264.4 9.9 357.3 18.2 149.4 69.6 30/120 0.25
2 1989-10-19
T01:01 5.8 10 39°56.6′ 113°49.8′ 115.3 NE 82.9 3.7 24.9 NW 86.3 172.9 70.3 2.4 333.9 7.6 178.0 82.1 31/102 0.30
3 1989-10-19
T01:26 4.7 11 39°53.9′ 113°46.8′ 27.5 NW 30.6 173.0 123.0 NE 86.5 59.6 239.2 34.4 5.4 40.7 125.6 30.3 8/37 0.22
4 1989-10-19
T05:02 4.8 14 39°58.0′ 113°50.0′ 39.7 NW 71.8 -179.8 309.6 SW 89.8 -18.2 263.2 12.9 356.1 12.6 128.9 71.8 8/48 0.17
5 1989-10-19
T13:29 5.2 10 39°58.3′ 113°51.3′ 306.3 SW 76.7 3.3 215.6 SE 86.8 166.6 261.7 7.1 170.2 11.7 22.4 76.3 24/90 0.27
6 1989-10-19
T20:32 4.4 15 39°54.5′ 113°54.5′ 42.2 NW 36.1 -164.8 290.7 SW 81.0 -54.9 243.5 43.0 2.4 27.4 113.4 34.6 10/34 0.29
7 1989-10-19
T21:59 4.2 13 39°58.1′ 113°58.1′ 25.3 NW 61.2 -179.4 295.0 SW 89.5 -28.8 264.4 20.3 343.9 19.5 144.2 61.2 6/33 0.18
8 1989-10-20
T01:56 4.3 13 39°58.2′ 113°58.2′ 214.6 SE 79.6 -173.1 123.4 NE 83.2 -10.5 78.7 12.2 169.3 2.5 270.8 77.5 10/46 0.22
9 1991-03-26
T02:02 5.8 12 39°57.6′ 113°57.6′ 122.0 SW 83.0 5.1 31.0 NW 85.0 172.9 256.0 1.0 166.0 8.0 353.0 82.0
10 綜合斷層面解
118.9 81.0 179.4 209.0 89.4 9.0 73.6 5.8 164.3 6.8 303.0 9.0 132/879 0.15

由表1可以清楚地看出，由眾多小地震和9個4.0級以上較大地震的斷層面解得到的震源破裂信息有較好的一致性。尤其是小地震綜合斷層面解與兩次地震主震斷層面解十分接（見圖4、圖5），並且與地震活動圖象（平面和剖面）反映的震源斷層特徵也十分一致，它們共同揭示出大同-陽高主震震源破裂面是在近水平的應力場作用下，產生的一條NNE向高傾角右旋走滑斷層。

圖4a 1989年大同—陽高地震震源斷層綜合斷層面解

圖4b 1991年大同—陽高地震震源斷層綜合斷層面解

圖4c 兩次大同—陽高地震震源斷層綜合斷層面解

圖5 震源斷層上5級以上地震震源機制解與綜合斷層面解的比較

3 震源斷層與地殼分層結構及等震線的相互驗證

80年代以來對大陸地殼內的地震研究發現，大多數地震發生在一個多震層層位內。大陸地殼熱力學剖面研究指明，陸殼中、上部存在一個溫壓適中的介質高強度帶；陸殼岩石學剖面表明多震層的岩石結構易於表現彈性行為；地殼地球物理環境的研究發現，多震層之下存在著低速層與高導層，這可以作為促使其上部岩石層易於斷錯的底部邊界條件。於利民[4]等利用深源體波記錄反演得到的大同一帶的低速層深度為14km～19km，兩次主震發生在12km和10km處，恰在地殼低速層之上，多震層位之中。

雖然1989年大同—陽高地震的極震區等震線不甚規則，但長軸方向仍然顯示出NNE向的優勢方向，1991年5.8級地震的極震區等震線非常清楚地顯示出與震源斷層的走向[5]、長度等大體相當[6]。

以上所述表明我們得到的震源斷層結果有著構造發生學的基礎和地表破裂的解釋，因此是可靠的。

4 結論與討論

通過上述地震活動與震源機制解分析，我們認為1989年與1991年大同—陽高地震發生在同一條地震斷層上。1991年地震破裂面略向南有所擴展，但總體上沒有太大的變化。地震活動圖象是震源斷層在平面上的投影。平面上震源斷層分布顯示出為走向NE25°，長20多千米，剖面上為一陡立的斷層，埋深在5km～17km范圍內，寬度12km左右。由地震帶上小震綜合斷層面解和兩次地震主震及單個4級以上地震的震源機制解結果表明，它們得到的斷層面解是一致的，共同揭示出一條NNE向右旋走滑的高角度斷層。此震源斷層與地殼分層結構及等震線等資料一致。

從區域地殼淺層地質構造環境看，大同—陽高地震序列發生在山西剪切拉張帶北部的拉張區內。震區的主體構造是NEE向的大同斷陷盆地，長130km的六棱山北麓斷裂是控制大同盆地東南邊界的主控性構造，該斷裂晚更新世—全新世強烈活動，表現為張性傾滑活動。然而大同—陽高地震序列震源斷層與淺層主體構造有明顯差異，以右旋走滑為主的NNE向震源斷層在地下深處斜穿大同斷陷盆地及六棱山北麓正斷裂（見圖6），表現出深淺斷裂的不協調現象。

圖6 大同—陽高地震構造簡圖

蘇宗正和程新原[7]根據野外調查、物探及鑽探資料，發現斜切大同盆地的兩條斷裂，一條走向NE40°左右、長48km，稱為大王村斷裂，該斷裂至少在晚更新世末有明顯活動；另一條走向NW40°左右，長為47km，稱為團堡斷裂。大王村斷裂與大同—陽高地震序列的震源斷層大體吻合，是地殼淺層與地殼深部相對應的發震構造。

參考文獻：

[1]王椿鏞，王貴美，林中洋，等.用深地震反射方法研究邢台地震區的地殼細結構[J]地球物理學報,1993,36(4);410-415.
[2]張家茹，邵學鍾，殷秀華，等.深部構造背景和強震的深部孕震環境[A],高學聞、馬瑾.首都圈地震地質環境與地震災害[C]北京：地震出版社，1993.58-78.
[3]劉國棟.山西臨汾地區的地殼上地幔構造裂谷模型和大地震震源結構[A]，遼寧省地震局。發展中的地震科學研究——紀念海城地震成功預報20周年學術討論會論文集[C]，北京：地震出版社，1995.180-190.
[4]於利民，刁桂苓，李欽祖，等.由深源遠震體波記錄反演華北北部地殼上地幔速度結構[J]。華北地震科學，1995（3）：11-19.
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[7]蘇宗正，程新原.1989年大同—陽高地震的地質環境與地震構造[J].山西地震,1992(1):19-30.

② 山東農業大學水利土木工程學院的科學研究

獲獎情況
序號 獲獎項目名稱 獎勵名稱及等級 獲獎時間 獲獎者
1 混凝土疊合梁受力性能的研究
水利科技進步一等獎
2000.12
翟愛良
2 山東省地下水資源開發與環境問題研究
山東水利科技進步一等獎
2002.7
王開章
3 東平湖—大汶河水質預測及信息管理系統研究
科技進步三等獎
2003.2
王開章
4 專利：土壤水分中子儀用水中定標器
授權專利
2003.8
范世香
5 小型水電站經濟運行
科技進步二等獎
2003.8
李天科
6 城市供水水廠及管網無線數傳實時監測調度系統研究
山東科技進步二等獎 2003
馬樹升
7 第三屆教師教學質量優秀獎評選
教師教學質量優秀三等獎
2004.7
顏宏亮
8 城市生活用水考核與節水對策研究
山東水利科技進步二等獎
2004.8
張慶華
9 涌流節水灌溉技術水力自動裝置研究
山東省水利廳科技進步二等獎
2004.9
王春堂
10 「水文與水資源工程」試點專業的改革與實踐
教學成果獎二等獎
2004.11
林洪孝
11 適應市場經濟要求的工程報價管理體系的研究
山東省軟科學三等獎
2004.12
徐學東
12 工程預算與報價系列課程教學改革
優秀教學成果三等獎
2004.11
顏宏亮
13 農業節水模式研究與示範 國家科技進步二等獎
2004（參與）
龐清江
14 水庫灌區自動化測水量水實時監測調度系統
山東科技進步三等獎
2004
馬樹升
15 用水管理理論與實踐
山東省軟科學三等獎
2005.3
林洪孝
16 招標投標管理體系的研究
山東省軟科學三等獎
2005.3
林洪孝
17 城市生活用水考核與節水對策研究
山東軟科學優秀成果三等獎
2005.3
張慶華
18 建設項目智能招標評標管理系統的研究與開發
泰安市科技進步二等獎
2005.7
徐學東
19 大汶河流域水資源承載能力及其調控戰略研究 省科技進步三等獎 2005 龐清江
20 小開河引黃生態灌區建設與管理模式研究 山東水利科技進步二等獎、濱州市科技進步二等獎 2006 林洪孝
科研項目鑒定
序號
鑒定項目名稱
項目負責人
鑒定水平
組織鑒定部門
鑒定時間
1 磚混結構設計助手系統BASE的開發
翟愛良
國內領先
省科委
2000.12
2 在AutoCAD環境下應用計算機進行土建工程量分析
翟愛良
國內領先
省教育廳
2002.1
3 小型水電站經濟運行
李天科
國內領先
省科委
2002.12
4 涌流節水灌溉技術水力自動裝置研究
王春堂
國內領先
省教育廳
2003.6
5 建設項目電子招標管理體系的研究
徐學東
國內領先
省科技廳
2004.6.18
6 建設項目智能招標管理系統的研究與開發
徐學東
國內領先
省科技廳
2004.9.26
7 大汶河流域水資源承載能力及其調控戰略研究
龐清江
國際領先
山東省科技廳
2004.12.4
8 缺水山區雨水積蓄利用系統優化模式研究
白清俊
國內領先
省教委
2004.12
9 水資源管理理論研究與實踐
林洪孝
正式出版
水利部
2005.3
10 用水管理理論研究與實踐
林洪孝
正式出版
水利部
2005.3
11 小開河引黃生態灌區建設與管理模式研究 林洪孝 國內領先 省科技廳 2006.4
主要科研項目
序號 項目、課題名稱
項目來源
負責人
1 生態建設措施與涵養城市水源的關系研究
省科委
白清俊
2 缺水山區雨水集蓄利用系統優化模式研究
省教委
白清俊
3 玉米作物的調虧灌溉節水模式研究
山東農大博士科研基金
白清俊
4 科爾沁沙地退化草地植被恢復與重建技術示範
科技部
范世香
5 科爾沁沙地典型地區荒漠化定位監測
國家林業局
范世香
6 科爾沁沙地西部退化土地可持續經營示範研究
內蒙科委
范世香
7 科爾沁沙地退化草地生態恢復與畜牧業經營研究
中日合作項目
范世香
8 生態建設與水資源有效利用研究
山東農大
范世香
9 小型水電站運行研究與對策
省水利廳
李天科
10 汶源水庫規劃研究
萊蕪市
李天科
11 水資源管理理論研究與實踐
水利部
林洪孝
12 用水管理理論研究與實踐
水利部
林洪孝
13 臨沂市水資源綜合規劃研究
臨沂市水利局
林洪孝
14 臨沂市城市飲水安全保障規劃研究
臨沂市水利局
林洪孝
15 小開河引黃灌區生態建設與管理運行模式研究
濱州市水利局
林洪孝
16 濱州市平原水庫建設與科學管理研究
濱州市水利局
林洪孝
17 威海市城市節約用水規劃研究
威海市水利局
林洪孝
18 城市水務系統循環規律與評價指標體系研究 校青年科技創新基金 林洪孝
19 水庫灌區自動化量水無線數自動檢測調度系統研究
水利廳
馬樹升
20 城市供水監視、監控系統研究
濱州市
馬樹升
21 大棚果蔬微灌系統微機自動控制研究
水利廳
馬樹升
22 大汶河流域水資源承載能力及其調控戰略研究 山東省水利廳 龐清江
23 中小城市（以泰安市為例）分質供排水系統模式研究
泰安市科技局
龐清江
24 集約化養殖精準生產技術平台的研究開發與應用示範
山東省科技廳
龐清江
25 涌流節水灌溉技術水力自動裝置研究
省教育廳
王春堂
26 作物控根節灌技術研究
學校
王春堂
27 滴灌條件下土壤鹽分的運動規律試驗研究
學校
王春堂
28 城市供水水源地地下水環境模擬與安全供水對策研究
水利廳
王開章
29 適應市場經濟要求的工程報價管理體系的研究
山東省科技廳
徐學東
30 建設項目智能招標管理系統的研究與開發
泰安市科技局
徐學東
31 中國建築業企業生產方式的變革與國際化的比較研究
建設部
徐學東
32 用炭纖維加固混凝土結構關鍵技術研究
省教育廳
翟愛良
33 山東省經濟自立灌區管理模式研究與示範
山東省科技廳
張慶華
34 WUA規范運行研究
省農業綜合開發項目辦公室
張慶華
35 WUA建立、支持與運行成本研究
省農業綜合開發項目辦公室
張慶華
36 岩石破壞機理的非線形動力學分析及其混沌控制 校青年科技創新基金 劉傳孝
37 岩體微地震精確定位及震源機制反演研究 校青年科技創新基金 史紅
38 非線性統計理論及其應用研究 校青年科技創新基金 董潔
39 邊坡岩體穩定性影響因素敏感性分析的神經解釋理論與方法 校青年科技創新基金 曹茂森

③ 試驗成果

(一)二氧化碳驅油技術能夠使特低滲透扶楊油層建立起有效驅動體系

通過井溫、壓力梯度測試，搞清了注入的液態CO₂在井筒內的相態分布，系統分析了注入井、采出井動態變化特徵。

1.應用井溫、壓力梯度測試技術，搞清了CO₂在井筒內的相態分布

為搞清液態CO₂在井筒內的相態、溫度、壓力變化情況，在正常注入的情況下，錄取了井筒內的壓力、溫度梯度資料。從測試結果看，液態CO₂大約在1300m開始氣化，氣化後放熱使溫度梯度增大，壓力梯度減小。井底壓力為29.5MPa，折算井筒中液態CO₂平均比重(相對密度)為0.89;井底溫度63.8℃，比油層溫度低22℃左右(圖6-21)。

圖6-21 壓力、壓力梯度曲線

2005年4月，對注氣井進行了壓力降落試井，累計關井576h，壓力從29.85MPa下降到28.95MPa，壓降速度為0.0016MPa/h。用有限導流垂直裂縫模型和均質徑向流油藏模型解釋的結果見表6-30。兩種解釋方法得到的結果基本一致，井筒儲存系數很大，油藏滲透率很低((1.26～1.28)×10^-3μm²)，屬特低滲透油藏。表皮系數低於-5.9，說明注入的CO₂對近井地帶地層有顯著的改善作用。

表6-30 注入井芳188-138試井資料解釋結果

2.注氣壓力較低、油層吸氣能力較強

未壓裂的芳188-138注氣井自2004年7月以來，平均日注液態CO₂20～40t;注入壓力表現出穩中有降的趨勢，由2004年7月的13.0MPa下降到2007年的10.5～11.0MPa。尤其是2006年下半年以來，隨著2口見氣較早的井(芳190-136，芳190-140井)氣油比上升，注氣井注入壓力下降幅度有所加快，與室內實驗結果基本一致。

未壓裂的注氣井在日注液態CO₂20～40t(相當於日注水40～70m³)的情況下，比州2試驗區壓裂投注的注水井(平均日注水30m³左右)注入壓力低5MPa左右。

另外，從州2試驗區注水井與芳48注氣試驗區注氣井霍爾曲線對比情況看(圖6-22)，未壓裂的注氣井注入能力是壓裂投注注水井的4.8倍。可見，扶楊油層注氣壓力較低，吸氣能力較強。

圖6-22 州2與芳48試驗區霍爾曲線對比

3.采出井見到較為明顯的注氣效果

試驗區於2002年12月投產，截至2007年底累計注氣20674t(0.413PV)，累計注采比為2.93;累積產油9690t，采出程度6.09%，採油速度0.90%;綜合含水7.0%。

(1)注CO₂驅油滲流阻力小，油井見效快

由於CO₂具有黏度和密度小的特點，注CO₂驅油滲流阻力小，注氣井和採油井間壓力分布與注水驅高滲透油藏類似，注氣井和採油井井底壓力損失小，注采井間壓力梯度大，從而使特低滲透油藏建立起有效驅動體系。

試驗區正常注氣後，大致3個月左右，滲透率相對較高的芳190-136和芳190-140井陸續見到注氣效果，日產油穩中有升。而與之鄰近的州2注水開發試驗區自投產以來產量一直呈下降趨勢，未見到受效顯示。如芳190-136井，2004年8月開始受效，日產油上升，到2005年7月上升到最高點2.5t/d，隨後受見氣影響，產量逐漸下降(圖6-23)。

圖6-23 芳190-136井日產油曲線

(2)產量恢復程度較高

試驗區5口油井中，芳188-137井未壓裂直接投產，初期日產量0.02t，其餘4口井均為壓裂投產，見效後產量恢復程度為44.1%～71.0%(表6-31)。2006年1月試驗區產量恢復到最高，日產量達8.3t，產量恢復程度達61%。注氣累計增加原油占總產量的57.8%。

表6-31 芳48試驗區見效情況分析

受效高峰期的採油速度高達1.89%，平均採油強度0.25t/d·m，是相鄰注水開發區塊的3倍以上。分析油井受效較好，主要有以下原因:一是氣驅控製程度高(100%)，試驗區只選取了主力層(FⅠ7)注氣，該層為分布穩定的河道砂體，連通較好，氣驅控製程度高達100%;二是注入速度高，2004年7月以來，試驗區注入速度保持在0.15～0.18PV/a，使油井見到了較好的氣驅效果。

(3)油井見氣後產量呈雙曲規律遞減

根據試驗區進入產量遞減階段以來的實際產量(圖6-24)，進行擬合求解，得出試驗區日產油量呈雙曲遞減規律，遞減指數2.371，R=0.9980。

松遼盆地三肇凹陷特低滲透扶楊油層開發理論與實踐

式中:q_t為開始遞減第t月時日產量;q_i為遞減前日產油;D_i為初始遞減率。

圖6-24 實際日產油與計算日產油對比

(4)見氣井地層壓力保持水平較高

2005年4～6月，對注氣井組進行了整體試井，芳190-136和芳190-140井關井末點壓力分別為11.6和13.1MPa，明顯高於其餘3口井(表6-32)。由於這兩口井為試驗區的主要見效井，隨著油井見氣後地層壓力上升;芳188-137井盡管井距較近，但由於該井未壓裂，且受效較差，壓力恢復曲線表現為典型的特低滲透儲層特徵;關井15d最高壓力僅3.6MPa。

表6-32 注氣試驗井組試井資料解釋結果

(二)氣體示蹤及微地震氣驅前緣測試技術，有效指導了氣驅試驗的分析與調整

1.氣體示蹤劑監測技術

2006年5月，以室內實驗為基礎，優選了性能穩定的F6氣體為示蹤劑，並進行了礦場試驗，監測結果見表6-33。從表中可以看出，注入氣體向芳190-140井推進速度最快(5.45m/d)，芳190-136井次之(3.13m/d)，芳188-137井較慢(0.99m/d)，芳187-138井未見氣，芳190-138井見氣較晚，未檢測到示蹤劑。

表6-33 芳188-138井注氣氣體示蹤劑(F6)監測結果

從示蹤劑峰值看，芳190-140井最高(20792μg/m³)，芳190-136井次之(256μg/m³)，芳188-137井盡管見到示蹤劑最早，但峰值最低(61μg/m³)，表明注入的示蹤劑優先向滲透率較高的芳190-140井運移，其次為190-136井和188-137井。示蹤劑峰值高低與儲層物性和氣油比高低具有較好的一致性。

2.微地震氣驅前緣監測技術

微地震法氣驅前緣監測技術基於地球物理、岩石力學、信號處理及震波傳輸等理論和油田生產實際情況，通過監測注氣引起微裂縫重新開啟及造成新的微裂縫時產生的微震波，確定微震震源位置，進一步確定監測井的氣驅前緣、注入氣波及范圍和優勢注氣方向，為注氣方案優化調整提供科學依據。2005年8月對注氣井組進行了微地震氣驅前緣測試(圖6-25)，結合該井的注入數據及測井等資料，取得了以下認識:

一是CO₂氣驅存在主、次流兩個方向，主流方向呈東南164.6°及西南260.8°兩個走向，次流方向略呈北偏東43.3°走向。

二是CO₂氣驅前緣波及面形狀呈不規則的「Y」字型，分析氣驅前緣形態主要受該井區儲層非均質性影響，注入CO₂氣推進速度不均勻，在東南及西南方向CO₂氣推進速度較快，在北西及北偏東方向的CO₂氣推進速度次之;而其他方向的CO₂氣推進速度相對較慢。

三是CO₂氣驅前緣波及面積約為7.6×10⁴m²。

四是芳190-140井和芳190-136井位於CO₂氣驅前緣的兩個主流方向上，為主要見效井;芳188-137井為次要見效井，因為CO₂氣驅前緣向前發展的趨勢明顯且已接近該井;芳187-138井處在氣驅前緣的次流方向上，但由於該井距氣驅前緣相對較遠，受效也不明顯;芳190-138井的方向氣驅前緣推進較慢，未見到注氣效果。

3.脈沖注氣有效提高了CO₂利用率

通過氣體示蹤及微地震氣驅前緣測試技術搞清了扶楊油層非均質特徵。為防止CO₂氣大量突破後造成資源浪費，改善注氣驅油效果，應用數值模擬技術優選了脈沖注氣方案(注氣時關突破井，停注時突破井恢復生產)為實施方案，取得了較好效果。

設計了6套方案，考慮了不同的注入速度、注入量和脈沖周期(表6-34)。

圖6-25 微地震測試結果

表6-34 脈沖注氣方案設計參數

注:5∶2表示關生產井注氣5個月，然後停注採油2個月。

從各方案預測的開發指標(表6-35)可以看出，脈沖注氣開發效果主要與注氣速度、注氣量及脈沖持續時間有關。綜合考慮，持續高速度大排量脈沖注氣效果較好。

表6-35 脈沖注氣開發指標預測結果

綜合以上方案預測指標，采出程度最高的是方案F106，交替周期為6個月(注4個月，停注後采出2個月)。因此優選方案F106(注氣速度為40t/d，注4個月，停注後采出2個月)為實施方案。

根據方案優選結果，2006年開展了脈沖注氣試驗，先後分3個段塞注入液態CO₂5239t。取得了以下認識:

一是注氣壓力略有下降。2006年脈沖注氣後，前面兩個段塞，日注氣量在37t左右，注氣壓力穩定在12.5MPa左右;最後一個段塞注入時，注氣壓力下降到11.5MPa，下降了1.0MPa。說明注氣井有較強的吸氣能力，井組之間有較好的連通關系，停注期間采出井開井，恢復注氣後注氣壓力有所下降。

二是見氣井開井後，氣油比下降，CO₂利用率明顯提高。以芳190-136井為例(圖6-26)，該井2006年5月因出氣量大關井，燜井一段時間後，於2006年9月恢復生產。氣油比由465m³/m³下降到130m³/m³。之後持續生產，氣油比逐漸上升到2007年4月份的337m³/m³，比見氣高峰期低210m³/m³。表明通過脈沖注氣減小了注采壓差，改變了地層流體的液流方向，使見氣井出氣量大幅度減小，降低了氣油比，提高了CO₂利用率。

圖6-26 芳190-136井氣油比變化曲線

另外，為進一步減少油井生產過程中造成的CO₂損失，對油井開井制度進行了優化。芳188-137井不同關井時間的產量變化情況見圖6-27，關井3d後恢復生產1d的產量最高。優選確定了關3d開井1d的生產工作制度，平均日產油1.0t左右。其餘3口見氣井與芳188-137井不同關井時間的產量變化趨勢基本相同，也執行了關3d開井1d的工作制度。

圖6-27 芳188-137井不同關井時間產量變化曲線

可見，通過脈沖注氣和油井生產制度優化，有效提高了CO₂利用率。

(三)氣油比分析技術進一步驗證了芳48斷塊為非混相驅

1.氣油比分析技術

氣油比是評價注氣驅油效果和效益的一項十分重要的指標，由於芳48注氣井組產量低，無法現場測試生產氣油比。因此，我們通過對采出氣的組分變化分析，對生產氣油比進行了估算，在現場得到較好應用。

設原始氣油比為GOR₁，目前氣油比為GOR₂，CO₂氣未突破時地面氣組成為y_1i，其中CO₂的摩爾含量為y_1CO2，注入CO₂氣組成為y_2i，CO₂摩爾含量為y_2CO2。設地面條件下氣的摩爾體積為M(mol/m³)。那麼未突破時采出1m³油時，采出氣為GOR₁m³;CO₂突破後采出1m³油時，采出氣為GOR₂m³。采出氣的摩爾數分別為:GOR₁/M;GOR₂/M。突破後的氣相當於未突破時的氣混入了一定量的CO₂氣，那麼對采出1m³油來考慮，見氣前後采出氣中的非CO₂氣組分的摩爾量是相等的，因此有:

松遼盆地三肇凹陷特低滲透扶楊油層開發理論與實踐

因此氣突破後的氣油比GOR₂為:

松遼盆地三肇凹陷特低滲透扶楊油層開發理論與實踐

利用該公式計算了芳188-137井、芳190-136井、芳190-138井、芳190-140井的氣油比，2007年底，4口井的氣油比在117～273m³/m³(表6-36)。

表6-36 4口見氣井2007年底氣油比計算結果

2.芳48斷塊非混相特徵分析

理論和實踐均證明:混相驅的驅油效率遠高於非混相驅，而注氣開採的驅油效率很大程度上取決於驅替壓力。只有當驅替壓力高於最小混相壓力(Minimum Miscibility Pres-sure，MMP)時才能達到混相驅替。也就是說，混相驅和非混相驅應用的界限就是最小混相壓力。我國多數油田由於原油性質較差，達不到混相條件，只能是非混相驅替。在礦場實際過程中可通過氣油比的變化特徵判斷混相或非混相驅替。

非混相驅替過程中，注入孔隙體積與氣油比的關系大致可分為3個階段。第一階段和第二階段氣油比變化不明顯，第三階段氣油比急劇上升。即氣體突破前，氣油比基本不變。突破後，氣油比有所增大，但由於建立了油氣混合帶，隨之又出現了一個明顯的台階，持續一段時間以後，氣油比才迅速增大(圖6-28)。也就是說，在氣油比迅速上升之前存在一個明顯的過渡性台階。圖6-28所對應的實驗壓力為20.6MPa，比混相壓力(29MPa)低8.4MPa，為非混相驅替。

圖6-28 芳48非混相驅長岩心實驗壓差、氣油比變化曲線

混相驅與非混相驅的氣油比變化規律則明顯不同。由於混相驅替建立的油氣混合帶較窄，因此，采出端見氣後，氣油比迅速上升(圖6-29)，中間沒有明顯的過渡帶。圖6-29對應的實驗壓力為50MPa，比混相壓力(29MPa)高21MPa，為典型的混相驅。

圖6-29 芳48混相驅長岩心實驗壓差、氣油比曲線

根據室內實驗得出的混相與非混相驅的氣油比變化規律，為芳48試驗區的混相特徵分析提供了依據。

試驗區見氣較早的芳190-136井的氣油比變化曲線見圖6-26。該井於2005年3月見氣，之後氣油比逐漸上升，到2006年8月氣油比達到最高(600m³/m³左右)，這期間共注氣11500t，折算地下體積0.23PV，後期由於採取脈沖注氣使氣油比明顯下降。根據室內實驗得出的混相與非混相驅的氣油比判斷標准，芳48試驗區為典型的非混相驅。

(四)腐蝕狀況監測表明，地面及井下管柱無明顯腐蝕，滿足了開發需要

2006年9月，開展了注氣試驗區腐蝕現狀調查研究。對芳188-137、芳190-140井地面管線進行了實驗室分析，並對這2口井安裝了腐蝕試驗試片。另外，在芳190-138井油套環空內放置了J55鋼腐蝕試驗試片，進行井下腐蝕狀況監測，取得了以下認識:

1.地面管道無明顯腐蝕現象

從芳188-137、芳190-140井地面管道直管段及彎頭部分剖開後的外觀情況看，管道基本完好，內表面無蝕坑、破損、裂紋等現象，未見有明顯腐蝕現象發生。2006年9月28日在這2口井的地面管線內部放置20^#鋼腐蝕試驗試片，2006年11月15日取出，試驗周期47d，除去表層油污後，仍可見金屬光澤，試片表面無蝕坑、破損等現象，在試驗期內腐蝕掛片未見有明顯腐蝕現象發生。

2.井下試片腐蝕現象不明顯

2006年9月28日，在芳190-138井油套環空內放置J55鋼腐蝕試驗試片，2006年11月15日取出，試驗周期47d，也未見腐蝕現象發生。

3.腐蝕速率評價

芳48斷塊注氣試驗井組現場腐蝕試驗分析結果見表6-37。地面和井下試片均未見明顯腐蝕，介質腐蝕性等級為低級，平均腐蝕速率為0.0028～0.0032mm/a。

表6-37 芳48斷塊典型介質現場腐蝕試驗結果

分析芳48注氣試驗區地面及井下管柱腐蝕較弱，主要有以下原因:一是油井含水率低。芳188-137井、芳190-138井基本不含水，芳190-140井含水也在10%以下，這是試驗井腐蝕較弱的主要原因;二是試驗周期短，對腐蝕試驗效果有一定影響。

(五)結論及認識

1)CO₂驅油技術能夠使特低滲透扶楊油層建立起有效驅動體系，作為一項難采儲量動用技術，具有廣闊的發展前景。

2)室內實驗測得扶楊油層最小混相壓力為29MPa，比原始地層壓力(20.4MPa)高8.6MPa，結合現場試驗氣油比變化規律綜合分析表明，芳48斷塊CO₂驅油為非混相驅。

3)室內可行性評價實驗和油藏地質建模、數值模擬研究，較好地指導了試驗方案優化設計，礦場試驗表明，方案符合程度較高。

4)井溫、壓力梯度測試技術搞清了井筒中CO₂的相態分布特徵;氣體示蹤及微地震氣驅前緣測試技術揭示了扶楊油層非均質性強的特點，有效指導了氣驅試驗的分析與調整。

5)脈沖注氣結合油井工作制度優化能夠有效解決因儲層非均質性強引起的油井受效不均衡，提高了CO₂利用率;CO₂吞吐作為注氣驅油的一項引效措施，具有操作方便，成本低等優點。

6)注CO₂驅油實現了特低滲透扶楊油層的有效動用，主要表現在油井見效快、產量恢復程度高，見效高峰期的採油速度是同類型注水開發區塊的3倍以上;油井見氣後產量呈雙曲遞減。

7)適合CO₂驅油的撬裝注氣裝置、KQ65-35-FF注入井井口、油管防腐和油井防氣工藝技術，基本滿足了試驗區開發需要。

8)油藏深部封竄技術抑制了CO₂驅油過程中氣竄的影響，可作為提高注入氣波及體積、改善注氣開發效果的儲備技術。

④ 中國地質科學院地質力學研究所

中國地質科學院地質力學研究所在構造地質、新構造與地質災害、地應力與區域地殼穩定性評價、油氣地質及礦田構造、第四紀地質與環境等研究領域具有專業優勢。國際工程地質與環境協會（IAEG）新構造與地質災害專委會、中國地質學會地質力學專業委員會、第四紀地質與冰川專業委員會和古地磁專業委員會掛靠在本所，主辦學術刊物《地質力學學報》。

2008年承擔各類項目總計182項，其中國家（科技部）科技項目21項，國家自然科學基金項目17項，國土資源部項目18項，國土資源大調查項目19項，其他類項目100餘項。

2008年承擔各類科研項目總經費9568萬元。其中，國家（科技部）科技項目經費3908萬元；國家自然科學基金項目經費195萬元；國土資源部項目經費993萬元；地質大調查項目經費2736萬元；其他類項目（包括所長基金及橫向項目）經費1735萬元。

2008年有12項科技成果通過專家評審和驗收，其中地調項目評審成果7項，6項優秀，1項良好；自然基金項目5項通過結題驗收。本所作為第二獲獎單位和第三獲獎單位獲得2008年度國土資源科學技術獎二等獎2項，作為第二獲獎單位獲2008年度河北省科技進步獎三等獎1項。本所青藏高原新構造與古大湖研究成果入選2008年度中國地質學會十大地質科技成果；阿爾金山東段鐵礦找礦新進展被評為2008年度中國地質科學院十大科技進展。2008年發表各類學術論文115篇，出版專著4部。

副所長趙越研究員

黨委副書記、紀委書記何長虹高級工程師

副所長李貴書研究員

所長龍長興研究員

2008年度主要科研成果

滇藏鐵路沿線地殼穩定性調查評價：屬國土資源大調查項目，主要完成人員：張永雙、胡道功、吳中海、張加桂、吳樹仁、趙希濤、蔣良文、郭長寶、石菊松等。項目組開展了滇藏鐵路沿線第四紀地層對比研究，首次編制了鐵路沿線及周邊夷平面分布圖，對區內51條活動斷裂（帶）的展布、最新活動時代、分段性和活動方式等進行了研究和總結，對與鐵路相交或近距離平行的20條活動斷裂進行了重點調查、探槽揭露和取樣測試，重新釐定了鐵路沿線14條重要的晚更新世以來的活動斷裂。對可能遇到的地質災害和重大工程地質問題進行了系統調查和預測評價，深入研究了鐵路沿線特殊岩土體的主要工程地質特性，提出了實用性的工程判別指標。綜合活動斷裂、地震活動、地熱場、構造應力場、地形變場、工程地質岩組及地質災害等因素，採用基於Arc GIS的信息加權疊加方法，開展了滇藏鐵路沿線地殼穩定性綜合評價和工程近期規劃段工程地質穩定性綜合評價，提出了線路比選和優化方案，在指導鐵路選線方面發揮了重要作用。

瀾滄江斷裂帶

項目組人員在進行斷裂測量

技術人員在柴達木盆地獅子溝沙山安裝微地震台站設備

技術人員在安裝微地震台站

微地震台陣網天然地震層析成像技術應用：屬中石油青海油田分公司負責的柴達木盆地油氣資源戰略調查及評價（XQ-2004-01）全國油氣資源戰略選區調查與評價項目的課題之一，主要完成人員：王小鳳、馬寅生、馮梅、安美建、史大年、陳宣華、區明益、王連慶、霍光輝、李會軍、范桃園、李國岐、田曉娟、張西娟、蔣榮寶、李麗。總體目標任務是運用微地震台陣網天然地震層析成像技術進行英雄嶺凹陷及周邊地區深層地質構造解析，結合柴達木盆地西部地、物、化、遙資料綜合分析，探索復雜地形區深部構造勘探的新方法。經過艱苦的野外施工、數據採集、數據處理、波速反演和地質解釋，首次在國內將微地震台陣網天然地震層析成像技術應用於油田深部構造探測，在國內沒有可借鑒實例的條件下，經過近4年的引進—吸收—再創新的實踐，初步建立了中等尺度微地震台陣網深部構造探測的技術方法體系；建立了運用微地震台陣網進行中等尺度構造探測的台站部署原則、記錄參數選取、高質量數據採集標准和數據處理工作流程；確立了中等尺度天然地震層析成像速度結構反演的工作流程和成果圖件；初步形成中等尺度天然地震層析成像結果地質解釋的准則；獲得了自然條件惡劣、地形地貌復雜、人工地震難以實施的柴西獅子溝—游園溝地區、乾柴溝—鹹水泉地區的深部構造信息；在油氣資源評價新技術方法研究方面取得顯著進展。其成果曾被評中國地質科學院2006年十大科技進展。

獅子溝地區地震反射剖面速度結構圖

東部疊合盆地深層油氣成藏潛力評價：屬國土資源大調查項目，成果為優秀等級。主要完成人員：龍長興、周新桂、張林炎、劉和甫、范昆、李濤、王宗秀、肖偉峰。項目組以地質力學理論為指導，多學科結合，對渤海灣—南華北盆地深層油氣成藏潛力進行了系統研究。認為盆地形成演化主要受緯向構造體系和新華夏構造體系聯合復合控制。首次提出了渤海灣—南華北盆地深部存在多層次滑脫拆離，晚中生代—現今為統一伸展背景下形成的盆—山變形系統的新模式；首次編制了渤海灣—南華北盆地1:100萬前古近系和前侏羅系地質圖，研究了中生代以來盆地疊加改造對古生界油氣成藏的影響；首次編制了渤海灣—南華北盆地1:200萬上、下古生界生儲蓋組合分布及其自生自儲油氣成藏潛力評價圖，並結合3次資評、深層油氣勘探及成藏必要條件，圍繞「有效生烴區和有利保存單元」兩個核心問題，評價了深層油氣成藏潛力，明確指出了深層油氣有利勘探區帶。

吉黑東部山區內生金銅礦床找礦模型研究：屬中國地質調查局國土資源大調查項目，主要完成人員：孟憲剛、邵兆剛、朱大崗、王津、韓建恩、余佳。經過野外調查與室內綜合研究，本項目取得以下進展：查明了區域構造體系及其在歷史演化過程中的控岩控礦作用，吉黑東部豐富的內生金銅多金屬礦產的成岩成礦過程主要受新華夏系、緯向系、經向系和北西向構造帶控制。劃分了吉黑東部岩石圈單元和成礦區帶，在本區進行了構造帶礦化特徵對比，構造層含礦性與構造演化階段對比，劃分了構造成礦序列。構建了本區宏觀的構造動力成岩成礦三維地質模型，在宏觀構造動力成岩成礦三維地質模型中，簡述了金銅礦成岩成礦物質來源及過程。對典型礦床進行構造控礦分析，根據X光岩組和磁組構分析，進行了分階段的運動學、動力學分析工作。總結了本區最特徵的構造控礦類型，修正、完善、建立了8個控礦類型和模型，首次建立了吉黑東部地區的有限單元法數學模型和該區金銅礦床找礦模型。

華北北緣東西向右旋逆沖斷層帶考察

專家組驗收項目成果現場

小西南岔金銅礦北山礦脈與礦石產狀

九三溝銅金礦床礦化脈

青藏鐵路活動斷裂調查與監測：屬地質調查工作項目，項目負責人為吳珍漢研究員，項目成員包括胡道功研究員、吳中海副研究員、王雙緒研究員、彭華研究員、陳群策研究員、苗放教授、王連捷研究員等。相關成果入選2006年度中國地質科學院十大科技進展。對庫賽湖斷裂、西大灘斷裂、溫泉盆西邊界斷裂、安多盆北邊界斷裂、崩錯斷裂、谷露盆西邊界斷裂及當雄—羊八井活動斷裂，通過高解析度遙感解譯、斷錯地貌分析、探槽工程揭露和高精度測年，揭示了晚更新世與全新世斷裂活動期次、運動速率和古地震周期。在拉薩地塊中段沿青藏鐵路建立由15個測點組成的GPS觀測區域網，完成3期GPS測量，為分析青藏鐵路沿線現今地殼運動和斷層速率積累了高精度實測資料。完成西大灘180m、五道梁150m、安多120m、羊八井300m、曲水150m地應力鑽探和水壓致裂法地應力測量，獲得青藏高原不同地塊地應力隨深度變化曲線；建立西大灘體應變綜合監測站、安多體應變綜合監測站、羊八井體應變綜合監測站、曲水三分量應力綜合監測站，實現了監測數據遠程自動傳輸，初步建成青藏鐵路沿線應力應變綜合監測系統。運用三維有限元數值模擬方法和ANSYS軟體，計算分析了斷裂誘發移動冰丘的形成機理、災害效應及工程影響；發現83道班移動冰丘與錯那湖沙害等災害隱患，為青藏鐵路沿線地質災害防治提供了重要依據。項目公開發表學術論文24篇，包括國際核心期刊論文3篇，出版專著1部。

安多盆地北部活動斷層探槽剖面照片

項目成員沿青藏鐵路開展冬季野外觀測

吳珍漢研究員參加青藏鐵路通車典禮

青藏高原東緣第四紀環境調查與評價：屬國土資源大調查項目，完成人員：趙志中、王書兵、喬彥松、王燕、徐剛、傅建利、李朝柱、姚海濤、劉宗秀、蔣復初、錢方、彭陽、李永昭、牟傳龍、徐建民。成果如下：

（1）通過調查，若爾蓋土地沙化呈近南北向分布，主要位於山前沖洪積台地及山間盆地中。分析沙化因素，自然與人為因素的影響幾乎是同等的，降水和風速是草地沙化自然因素的主因素，在人為因素中以人口和牲畜量及開墾規模為主，提出對策建議。

（2）川西黃土紅土磁性地層均出現了B/M 界限以及賈拉米洛事件，川西黃土在空間上具有很好的對應關系。川西黃土兼具風塵和冰川特徵，說明物質主要源於青藏高原及其周緣的冰水沉積物。紅土成因分析說明其為風塵成因。

（3）昔格達古湖主要形成於高斯期，青藏高原東緣大湖階段形成約4-3Ma BP。典型剖面記錄了5個旋迴，15個階段，有機碳記錄了涼→暖的9個古氣候變化階段，孢粉和同位素分析也記錄了4-2.6Ma BP間古氣候環境周期變化規律。

甘孜黃土剖面與磁性地層

項目組成員在野外合影

測量黃土地層剖面

西氣東輸西段（玉門—武威）地殼穩定性調查評價：屬國土資源大調查項目，主要完成人員：陳柏林、張永雙、劉建民、董誠、彭華、劉建生、王春宇、吳乃芬等。取得主要進展：

研究表明祁連山北緣斷裂、河西走廊中西段盆地內斷裂、龍首山南緣斷裂和阿爾金斷裂東段等斷裂屬於晚更新世—全新世活動斷裂。發現高台車站斷裂、新民堡斷裂等是祁連山北緣前展式逆沖推覆構造中最前緣斷裂，形成時代最新、全新世活動性最強。首次獲得肅北當今山口現今地應力數據，特別是肅南地震和民樂地震前後的地應力值變化的寶貴資料。通過14個地區穩定性評價因素的量化，計算了區內128個評價單元的綜合評價參數，劃分了3個極不穩定—不穩定區、2個次不穩定區。針對西氣東輸管線穿越極不穩定區的實際情況，提出「在新民堡、高台車站活動斷裂、豐樂活動等地段進行必要的現今地應力監測和位移速率監測」的建議。

西氣東輸西段（玉門—武威）地質構造略圖

西氣東輸西段（玉門—武威）地殼穩定性綜合評價圖

西部地區主要沉積盆地形成演化及油氣資源富集成藏規律綜合研究（柴達木部分）：屬中國地質調查局綜合研究類項目，主要完成人員：王小鳳、馬寅生、陳宣華、李會軍、王連慶、馮梅、李國歧、武紅嶺、蔣榮寶、李麗、安美建、田曉娟、王治順、李中堅、王寶瑜、張梓歆、郭輝、尹成明、彭德華、江波。

主要進展：從柴達木盆地地質構造特徵及其演化歷史、石炭系地層特徵與岩相古地理、構造應力場、流體勢場和油氣分布規律與油氣資源前景四個方面對盆地形成演化及油氣資源富集成藏規律進行了綜合研究。劃分了柴達木盆地構造體系，明確了盆地大地構造歸屬；編制了盆地及其周邊地區石炭紀各門類生物地層對比表，進行了石炭系地層劃分與對比；編制了盆地地質構造系列圖件；開展了盆地應力應變測量和構造應力場模擬研究；對石炭系、中新生界油氣分布規律與油氣資源前景進行了綜合評價。2008年12月27日，中國地質調查局組織對項目成果進行評審，結果為優秀。

柴達木盆地盆地內向斜構造

項目組人員在盆地內進行現場考察

⑤ 開發利用技術

我國利用地面鑽井進行煤層氣開發始於20世紀70年代。當時出於煤礦生產安全的考慮，煤炭企業先後在湖南里王廟、河南焦作、山西陽泉、遼寧撫順等煤礦採用探礦鑽機、ZST－6/600水源鑽機、ZJ10和ZJ15鑽機鑽了幾十口煤層氣井，井深170～500m，採用直徑為108mm或127mm套管完井。80年代後期至90年代初，聯合國開發計劃署資助原煤炭工業部和地質礦產部在山西柳林、晉城、陽泉及安徽淮南、河南安陽、河北唐山、遼寧鐵法等地區進行有針對性的煤層氣鑽探試驗。同時，美國的ICF、ARI、Enron、ARCO、Philips等公司也介入中國煤層氣的勘探開發，其鑽井完井技術基本上利用我國現有技術。1996年國家成立了中聯煤層氣有限責任公司。「九五」期間，中國石油天然氣集團公司進行了較大規模的煤層氣綜合研究和工藝性勘探開發試驗，先後在華北大成、山西晉城和陝西吳堡地區共鑽了20口煤層氣試驗井^［125］。「十五」以來，我國煤層氣開發進入快速發展階段，地面煤層氣開發技術有了長足發展。煤層氣地面垂直鑽井技術已經比較成熟，在我國許多不同地質構造盆地獲得成功。空氣鑽進技術適用於低壓低滲透煤儲層，鑽井效率高，已在遼寧沈北項目試驗成功，並在山西潘河示範項目中得到應用。多分支井技術是20世紀90年代中後期在常規水平井和分支井的基礎上發展起來的一項新的鑽井技術，它吸收了石油領域的精確定位和穿針、定向控制與水平大位移延伸、多分支側鑽和欠平衡鑽井等尖端技術成果，形成了一種兼具造穴、布縫和導流效果的煤層氣開發應用技術。它通過在煤層中部署水平分支井眼，擴大井筒與煤層的接觸面積，有效克服了儲層壓力和導流能力不足的缺陷，對低滲和低壓儲層增產效果顯著。與常規直井技術相比，它具有服務面積廣、採收率高、投資回收快和綜合成本低等優勢^［126］。國土資源部以國資發［2005］23號文批準的中聯煤層氣有限責任公司的煤層氣開發示範工程———端氏多分支水平井項目，現已完成41km二維地震勘探，2口多分支水平井(DS01井、DS02井)，每口多分支水平井包括1口工程井和1口生產井。DS01井鑽井總進尺達6526m，預計日產氣量可超過30000m^3［127］。多分支水平井技術積極推廣，極大地推動了我國煤層氣資源開發和煤礦瓦斯治理技術的進步。目前已經施工的多分支水平井超過30口，大幅度提高了煤層氣單井產量。另外，煤層氣壓裂裂縫監測技術、測井評價技術、煤層氣變排量和變液性有效壓裂技術都有了較大進展，繩索取心技術發展較快。「十五」期間，推廣應用大地電位測量、同位素示蹤、微地震、地球物理測井等技術，提高了對煤層含氣量、水分、灰分、孔裂隙系統發育程度解釋的准確率。

煤礦瓦斯抽采利用技術有了較大發展。廣泛採用本煤層抽采、鄰近層抽采和采空區抽采等技術，形成了比較適用的瓦斯抽采技術體系。6%～25%的井下煤礦低濃度瓦斯輸送及安全發電技術研究科技成果通過專家鑒定，為大規模利用瓦斯積累了經驗。

2008年6月，國務院批准了大型油氣田和煤層氣開發重大專項實施方案，目前該方案已進入實施階段。2008年，全國新增地面煤層氣井1050口，年底達到3496口，形成20×10⁸m³產能規模，產量5×10⁸m³，利用量3×10⁸m³;井下瓦斯抽采量53×10⁸m³，利用量16×10⁸m³。