汶川地震科学钻探实时流体分析仪器及应用.pdfVIP

2010年第2期 分析仪器 ≯士簟业业●_坐簟业坐￥ ；仪器研制与改进：} 矗蒂蒂带弗带带乔齐帚蒂∥ 汶川地震科学钻探实时流体分析仪器及应用 唐力君王健王晓春李迎春王广樊兴涛 闵 诎 (国家地质实验测试中心，北京。100037) 摘 要科学钻探实时流体分析是科学钻探的重要组成部分。实时流体分析仪器(包括质谱仪、测氡仪及自 行研制的钻探泥浆脱气装置)，已在汶川地震现场安全、稳定、可靠的运行，仪器的准确性可满足野外分析的要求。 实时流体分析提供了实时、准确的数据，为及时采集气体样品提供了帮助，为汶川地震科学钻探提供了直接数据和 不可再现的样品，具有重要的应用价值。 关键词 实时分析 科学钻探 异常气体 质谱仪测氦仪 泥浆脱气装置 1前言 的2次3．9级地震的对应分析，推测出地下流体异 科学钻探是为了研究地壳深部岩石圈、生物圈、 震科学钻探是我国第一次围绕大地震而进行的科学 水圈(含地下流体)的组织结构，物质成分，形成机 钻探，也是世界上对大地震实施最快的科学钻探，是 理等而进行的钻探工程。实施科学钻探的目的是为 一次极为珍贵的科学研究机遇[1叶]。汶川地震科学 了寻找地球深部固体矿产资源，勘探与开发深部能 钻探将对钻探的岩芯、岩屑和流体样品进行多学科 源，监测地震与火山灾害等等。在钻探过程中获取 观测、测试和研究，进行全程实时流体分析，分析流 的岩心、岩屑、岩层中的流体，为地学研究人员提供 了大量可靠的且用其他方法难以得到的地学信 分。探讨地下流体在地震发生过程中的变化情况， 息‘1‘引。 有助于弄清楚地震前可能存在何种流体变化前 流体是地壳中最活跃的物质，最容易在钻探过 兆‘21．23]。 程中迁移，实时流体分析可对钻探过程中携带到地 面的流体进行分析检测，为科学钻探提供及时、准 2钻探过程的流体分析 确、可靠的分析数据和有用的地学信息，以探索流体 与钻探工程间的关系，揭示气体实时数据与地下流 2．1泥浆循环 体之间的规律。实时流体分析已在中国大陆科学钻 在钻探过程中，为了清洁井底、冷却和润滑钻 头、将岩屑从井内携带至地表，必须使用钻探泥浆。 探工程(CCSD)中成功实施，全程分析钻探过程中 泥浆在一定压力下，通过钻杆内外的空间进行循环， 的流体组分，主要包括：He、C02、CH。、H2、N2、oz、 不断在地下和地面进行交换，同时把钻探过程中的 Ar、C2H6、C3H8、n—C4Hlo、H2S、CO、Rn等组 分[6。1引。利用在线流体化学数据可以监测气体地球 地下岩屑、流体等携带到地面。随着越来越多的科 学钻探的实施，对钻探泥浆的要求也越来越高，科学 化学异常对远程大地震的响应，例如：2004年12月 26日发生在印度尼西亚苏门答腊的9．3级地震和钻探使用的泥浆必须尽可能不对采取的岩心、孔内 2001年11月14日发生在昆仑山口西