大陆科学钻探工程进展与成果（2001）

中国大陆科学钻探工程在2001年内取得了较为显著的进展，项目在完成国家的立项审批程序、现场基建、施工招标和各项准备工作后正式开工，进入了实质性的实施阶段。并且开局效果较好，主要进展和成果如下。

1、完成项目立项审批和审查程序

2001年8月2日，国家计委对国土资源部分别于2001年元月和2月上报的中国大陆科学钻探工程项目初步设计和开工报告进行了批复，宣告该项目完成了立项审批程序，进入正式实施阶段。国家计委在批复中核定，该项目的工程投资概算由1.496亿元(立项批复中的投资概算额)增加到1.6619亿元。此外，该项目还通过了财政部委托北京市财政局投资评审中心对项目概预算进行的审查。 

2、组建现场指挥部

为保证实施好中国大陆科学钻探工程，在项目的实施地点江苏省东海县毛北组建了施工现场指挥部。现场指挥部受工程中心领导，下设生产调度室、钻探技术室、测井监督与技术室、岩石构造实验室、岩石物性实验室、流体化学实验室、现场办公室、后勤服务室和信息中心。指挥部的任务是指挥、调度在现场实施的钻井、测井、地球物理测量、实验测试分析、信息网络系统的运行以及后勤保障服务等各项活动。

3、地球物理工作

通过综合研究孔区地质、地球物理资料和以往钻孔的岩心资料，对孔区10平方千米范围内的岩石、构造和地震波速进行了建模。在广泛征求专家意见后，设计了CCSD钻孔的坐标，预测了钻孔岩性柱状剖面。 

完成了约700千米长的天然地震探测剖面的资料处理，获得了地震层析和接收函数的新资料，绘出了深250千米的构造模式，使用宽频地震仪器进行了低成本的人工折反射地震方法试验，获得了地壳速度模型与泊松比。

4、完成项目各子工程的施工招标

按照国家有关规定和国家计委对重大科学工程项目实施程序的要求，为保证各项施工能在有限的经费范围内以最佳的质量完成，该项目各子工程的施工队伍采用招标方式选定。遵循公开、公平和公正的原则，通过施工招标优选出以下施工单位： 

钻井施工：中原石油勘探局钻井三公司

测井施工：胜利油田测井公司

录井施工：胜利油田地质录井公司

钻井监督：华北石油钻井研究院

三维地震测量：胜利油田地球物理勘探开发公司

VSP测量：长安大学和物探局物探采集软件中心

在确定施工队伍后，对施工队伍进行了专门的技术培训

5、完成现场基础设施建设

完成了现场基础设施（包括道路、房屋、水电供应设施等）的建设以及现场实验室设备仪器安装调试等各方面的准备工作。完成的基建工作包括：租用和征用土地40亩；修建彩钢房(现场实验室和指挥部工作人员住房)3100平方米；建筑二级沥青路面公路2.4千米；完成钻进深度96米、出水量8.4吨/小时的基岩供水井一口；建设变压器总容量3600千伏安、线路长度7.5千米的输变电工程一项。

6、完成实验室建设

完成了四个地学研究实验室（包括位于施工现场的岩石构造编录室、流体地球化学实验室和岩石物性实验室以及位于北京的微区实验室）的建设，包括购置或从国外引进实验设备和器材；进行设备的安装、调试；制定实验分析程序和规范、实验室管理规章制度以及样品选取和分配的管理办法等，为项目开工后能同步开展地学研究打下了基础。此外，在施工现场建成了能容纳5000米岩心的岩心库。

7、完成信息网络系统建设

建成了由位于北京的工程部、地学部和位于东海的钻井现场三个局域网组成的信息网络系统。局域网之间采用DDN光纤专线连接。此外地学部局域网通过国际互联网Internet与ICDP（国际大陆科学钻探计划组织）相连。三个局域网可以较高的速度互传文件及访问互联网。各局域网可实现科研、分析测试、学术交流、工程管理等方面的数据采集、录入、存储、备份、管理，分析处理后的数据发送到北京中国大陆科学钻探工程信息中心。

建成并完善了中国大陆科学钻探工程的Internet主页，每天在互联网上分别以中、英文发布该项目的最新进展情况和信息。

8、举办中国大陆科学钻探工程开工典礼

中国大陆科学钻探工程开工典礼于2001年8月4日在项目的施工现场江苏省东海县毛北举行，国家领导人和有关省、部的领导人以及国内外著名的地学专家、国内有关部门的代表和国际组织的代表共约300人出席了典礼仪式。典礼仪式热烈而隆重，举办得十分成功，在国内外地学界甚至普通的民众中引起了强烈的反响。

9、施工PP3孔

在江苏省赣榆县岗上的超基性岩体中，施工了一口700米深的取心钻孔（CCSD-PP3孔），目的在于全面了解东海地区不同类型超基性岩的特征、它们与表壳岩在超高压变质过程中的关系，探讨超高压变质带的形成和折返机制，更好地实现"中国大陆科学钻探工程"项目的总体科学目标。

10、施工科钻一井

从2001年6月25日试钻至年底，中国大陆科学钻探工程科钻一井施工现场完成的主要工作包括：
先导孔于12月31日24:00钻进到1268.48米深度。从地表至井深101米为全面钻进，从井深101米处开始连续取心钻进。从101米至1268.48米，取心进尺1167.48米，平均日进尺6.14米,平均机械钻速0.86米/小时，平均回次长度2.42米，平均岩心采取率95%，1260米处井斜角为3.9°。

在井深101米、500米和1208米处进行了三次综合性的地球物理测井，采用了18种测井仪器或方法，获取了地下岩层的电、磁、声、热、核、震等各种物理场的原位观测数据。

完成了101米不取心井段的岩屑编录和1167.48米取心井段的岩心编录，包括岩石、构造和矿化三方面的编录以及岩心的光学扫描和自然γ能谱扫描。

连续对地层中的流体进行监测包括气体的在线监测和高采样频率的回流泥浆检测。

对钻进获取的岩心进行了七种物性参数（渗透率、孔隙度、平均磁化率、电阻率、密度、波速、热导率）的测定。

完成的样品采集工作包括：

l 泥浆样品1261件

l 岩屑样品1201件

l 岩石物性样品 69 件

l 岩石薄片427片

l 构造定向片427片

l 全岩化学成分样品234件

l 矿化样品40件

l 微生物分析样品：岩心和泥浆样品各18件

11、国际合作

开钻前在钻探施工现场开办了科学钻探技术培训班，由国际大陆科学钻探计划（ICDP）的钻探、测井、实验测试和管理方面的专家授课，介绍德国和世界各国实施科学钻探的先进技术和施工管理经验，工程中心人员和施工队伍参加了培训。

与ICDP保持着密切的合作，落实了该组织向中国大陆科学钻探工程提供的顶驱系统、绳索取心钻具、岩心扫描仪、测氡仪、测井仪等设备器具。

8月在东海施工现场召开了第二届中国大陆科学钻探工程学术报告会，来自于德国、美国、波兰和俄罗斯的10多个外国专家出席了为期两天的会议。

进行了广泛的国际合作和交流。合作单位包括德国波茨坦大学、德国波茨坦地学研究中心、德国基尔大学、德国哥廷根大学、美国斯坦福大学、法国雷纳大学、东京工业大学、加拿大达霍西大学等，重点开展岩石学、同位素年代学、流体化学、微生物学、构造地质学等领域的合作。

12、主要成果和发现

①完成了1000米岩心剖面、构造剖面、矿化剖面、扫描岩心剖面、自然伽马异常剖面，并准确进行了岩心深度归位和方位归位；

②揭示了施钻地点800米以上主要岩性为榴辉岩及金红石榴辉岩矿体，800米以下为片麻岩、超基性岩及榴辉岩；

③金红石榴辉岩矿体的厚度从前人推测的600米增加至736米；

④确定了重要的构造岩片边界；

⑤地质和地球物理探测结果表明，800-1000米深的地震反射体可能由超基性岩、榴辉岩及片麻岩组成；

⑥在400米和700多米处发现具有重要科学价值、可能为深源气的高甲烷气体异常，在500多米处发现含铀的高伽马异常；

⑦在100米以浅地层的岩屑中发现可能来自深部的新矿物；

⑧试验成功的螺杆马达+液动锤+金刚石取心钻进系统属世界首创，在提高钻进效率和回次进尺长度以及防斜、降斜方面具有显著效果；

⑨研制开发出了一整套用于大直径、硬岩、深井取心钻进的金刚石取心钻进系统（包括钻头、扩孔器、取心管、螺杆马达和液动锤等），全套系统在恶劣的钻井条件下使用经受了考验，得到了改进和完善； 

⑩在国内首次利用测井资料对长井段岩心进行空间归位，为实现CCSD的科学目标，查清深部地质构造，提供了一种有力手段。