汶川地震断裂带科学钻探项目的钻探技术研究及应用.pdf

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1、2013年12月地质装备3汶川地震断裂带科学钻探项目的钻探技术研究及应用张伟(中国地质调查局，北京100037)摘要：文章介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目的钻探施工情况，包括钻探施工进展、施工中遇到的技术难题以及为解决这些技术问题采取的技术措施和取得的成果。关键词：地震；科学钻探；复杂地层；钻探技术中图分类号：P634．53文献标识码：A文章编号：1009—282X(2013)06—0003—061项目的钻探施工概况表l汶川地震断裂带科学钻探钻孑L布置及其进展情况汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)项目的科学钻孔设计终孔名称孔深／m直径／mm钻孔地点进展

2、情况目标的是：通过在位于四川的龙门山断裂带施工科学钻孔，获取地下深处的地学信息，研究地震活动的WFSI都江堰市2009年7月以1201．15m)-1120076规律和发震机理。完钻后，在钻孔内安放地震探测虹口乡深度完钻。仪器，建立长期地震观测站，为未来地震的监测、预都江堰市2012年4月以2283．WFSD2200015O虹口乡56m完钻。报或预警提供基本数据。该项目作为科技部科技支绵竹市2009年l2月以551．撑计划的一个专项，由国土资源部和中国地震局共WFSD一3一r40076九龙镇54m完钻。同组织实施，国土资源部为项目负责部门。项目的绵竹市2

3、012年2月以1502．3mWFS[3120015O具体实施工作由中国地质调查局汶川地震科学钻探九龙镇完钻。工程中心承担。该项目于2008年10月启动，原计平武县2012年8月6日开钻，划于2011年12月结束，由于地震断裂带地层强烈WFS4335015O南坝镇2013年8月25日8：00井深为2284．65m。破碎，钻探施工难度很大，进展比预期要慢，经科技部批准延期到2014年6月。突然释放，形成地震。由于产生地震的根源一直存汶川地震断裂带科学钻探项目总共计划施工5在，因此一次地震产生和地应力得到释放后，岩体中口科学钻孔，其主要参数见表1。目前，除W

4、FSD-4的地应力又重新开始积累，直到下一次地震产生。还在施工，其它4口钻孔已经完钻。这种过程一直在循环进行，因此龙门山断裂带历史经历了许多次地震。2钻探施工的困难及其原因在多次地震的作用下，龙门山断裂带地下岩层汶川地震断裂带科学钻探项目的钻探施工遇到整体破碎，“体无完肤”，严重程度罕见(图1～3)，仅了极大的困难，主要是地层强烈破碎和复杂所致，而WFSD-1孔0～1200m孔段就钻遇约2O条断层。这一切的总根源是龙门山断裂带历史上的多次地有的钻孔从开钻到完钻基本上全部在破碎地层中钻震。资料对汶川地震发生的原因进行了介绍：印度进，钻进条件十分恶劣，钻进

5、施工中钻孔垮塌、扩径、洋板块向亚欧板块俯冲，造成青藏高原快速隆升。缩径和漏失等诸多困难同时存在，除了给取心和钻高原物质向东缓慢流动，在高原东缘沿龙门山构造进带来了很大困难之外，还导致钻探和测井事故频带向东挤压，遇到四川盆地深部刚性地块的顽强阻发，处理事故耗费了大量的时间和经费。挡，造成构造应力能量的长期积累，超过岩石的强度在钻进施工过程中，孔壁岩石受到各种机械扰极限后，岩石发生破裂，地应力能量以地震波的形式动作用，包括：收稿日期：2o13—09—01基金项目：科技部科技支撑计划专项“汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)”项目之“科学钻探与科学测井”课题。

6、作者简介：张伟(1954一)，男(汉族)，湖北恩施人，探矿工程专业，博士，中国地质大学(武汉)客座教授，中国地质调查局汶川地震科学钻探工程中心总工程师，负责组织汶川地震科学钻探项目的钻探和测井施工，E-mail：zhangwei@wfsd．org。