塔里木盆地塔中地区奥陶系地层沉积特征

新疆塔里木盆地塔中地区是重要石油天然气产区。奥陶系是烃源岩，也是主要勘探层系之一，具有分布广，纵、横向变化大的特点。下奥陶统与寒武系相似，碳酸盐台地发育，以灰岩、白云岩为主。中上奥陶统岩性分区以塔中Ⅰ号断裂为界，分为两大地层、岩性区。为碳酸盐台地与外源碎屑岩同时发育时期。寒武－下奥陶统是该区分布最广的烃源岩，中上奥陶统烃源岩只分布在浅海台地区。     

东营凹陷古近系砂岩透镜体钙质界壳形成机理及其对油气成藏的影响

砂岩透镜体 / 泥岩接触带钙质界壳是含油气盆地泥岩（烃源岩）－流体（油、气、水）－砂岩（储集岩）相互作用过程中的产物。烃源岩－地层水相互作用生成的有机酸促使烃源岩中矿物、特别是碳酸盐矿物的溶解。烃源岩中生成的烃类流体和地层水，在驱动力的作用下，向临近的砂岩透镜体内运移，同时携带含碳酸盐的有机酸一起运移。烃源岩－水溶液作用后的流体重新进入到一个新的储集岩，在新的物理化学环境中要与储集岩再次发生作用。流体与储集岩作用的直接结果是方解石和白云石沉淀到储集岩中，它们将占有原岩的部分孔隙空间，形成胶结物，进而形成钙质界壳。这样形成的碳酸盐胶结物为晚期胶结物，主要为含铁方解石和铁白云石。砂岩透镜体碳酸盐胶结物含量与孔隙度、渗透率和含油饱和度存在很好的负相关性。钙质界壳的存在使得孔隙结构也发生变化：原生孔隙被碳酸盐胶结物充填，发育的次生孔隙是碳酸盐胶结物的晶间和晶内微孔隙；压汞曲线较陡，排驱压力和中值压力高；喉道偏细，分选较差。东营凹陷牛35井沙三中段2 939 ～3 003 m井段6个主要砂层组的精细解剖表明，砂岩透镜体 / 泥岩接触带钙质界壳是控制砂岩透镜体成藏的重要因素。     

含片钠铝石砂岩的基本特征及地质意义

含片钠铝石砂岩是一种含片钠铝石自生矿物的砂岩，一般为富含长石的砂岩，与片钠铝石稳定共生的自生矿物主要为铁白云石、菱铁矿等碳酸盐矿物。砂岩中片钠铝石的含量变化较大，其存在与否不受砂岩结构的制约。含片钠铝石砂岩往往分布在断裂和岩浆岩体附近，既可以作为CO2气储层，又可以作为油气储层。含片钠铝石砂岩是一种具有特殊地质意义的砂岩，表现为：①含片钠铝石砂岩记录了深、浅部层圈之间及烃源岩—储层之间的物质转移；②在含油CO2气藏和油藏中，含片钠铝石砂岩记录了CO2与油气双重充注，其中含油CO2气藏中的含片钠铝石砂岩记录了CO2充注驱油现象；③含片钠铝石砂岩是进行CO2地下储存研究的理想的天然实验室。     

未熟烃源岩中矿物低温催化脂肪酸脱羧生烃动力学模拟实验研究

在150～160 ℃和未熟烃源岩矿物的催化下,使十八烷酸脱羧生烃,用测定反应放出的CO2量随时间的变化关系直接研究了我国7个油田未熟烃源岩对脂肪酸催化脱羧生烃的动力学.由所得到的动力学参数与未熟烃源岩中碳酸盐含量的关联中发现,在低温、常压、无水条件下或低温、高压、碱性盐水条件下未熟烃源岩对脂肪酸催化脱羧生烃的动力学参数与其碳酸盐的含量有关,一般碳酸盐含量高反应速率常数大,而反应活化能低.     

祁连山冻土区天然气水合物伴生碳酸盐C、O同位素特征及其地质意义

伴生碳酸盐矿物在海底与天然气水合物伴生是一种普遍现象,但在陆上冻土区中报道较少。以近两年在祁连山冻土区发现天然气水合物伴生的碳酸盐矿物为研究对象,根据对含碳酸盐样品的显微镜观察及矿物分析,确定了伴生碳酸盐的矿物种属及赋存状态。按碳酸盐矿物组成及地质产状的不同,其赋存状态分成4种类型,即白色薄层状、烟灰色菱形晶簇状、深灰色薄壳状、微细浸染状。根据不同赋存形态碳酸盐的C、O同位素特征,认为烟灰色菱形晶簇状方解石或呈(云烟状)微晶方解石可能与天然气水合物分解有关。碳酸盐C、O同位素随深度变化特征表明在一定深度处可能存在着烃类物质的活动,即天然气水合物分解,导致碳酸盐的矿物生成。     

海底天然气水合物分解与甲烷归宿研究进展

综述了近年来天然气水合物分解与甲烷归宿等方面的研究成果。天然气水合物的汇聚与地质构造或地层圈闭有关,其溶解受物质转换控制,分解则受热转换控制。水合物释放甲烷的运移方式包括分散式、中心式和大规模排放式。缺氧氧化和耗氧氧化是甲烷在海洋环境中的2种主要转化方式。天然气水合物释放甲烷的最终归宿主要为：①重新形成天然气水合物;②形成化能自养生物群落和沉淀出碳酸盐沉积;③与氧发生氧化后转变为CO2;④直接排放进入到大气中。沉积物中的微构造、化能自养生物群落、自生碳酸盐矿物及其碳氧同位素组成是水合物释放事件的指纹记录。     

黄铁矿风化表面高含量的碳:微生物活动的证据

位于尾矿或废石堆中的黄铁矿，其表面的碳常有3种来源：(1)吸附的CO2，(2)沉淀的碳酸盐矿物或吸附的[CO3]^2-，[HCO3]^-；(3)黄铁矿表面的微生物。XPS分析显示，在鸡冠山废岩堆中，黄铁矿表面的碳含量普遍较高，仅用来自大气中CO2的吸附是难以解释的。这些黄铁矿处于废岩堆氧化带的酸性环境中，决定了在它们的表面不可能存在第二种来源的碳，XRD谱也证实在这些黄铁矿的表面风化层中不存在碳酸盐矿物。微生物Thiobacillus ferrooxidans和Leptospirillum ferrooxidans等常富集于低pH的尾矿或废石堆的氧化带中，参与并催化硫化物矿物的氧化。因此，黄铁矿表面高含量的碳是吸附的CO2和附着的微生物耦合的结果，反映了微生物的存在。     

论碎屑岩储层成岩过程中有机酸的溶蚀增孔能力

碎屑岩储层成岩过程中,烃源岩中有机质热演化能够释放大量有机酸并强烈溶蚀铝硅酸盐和碳酸盐矿物,进而形成规模性次生孔隙的观点为石油地质学家所普遍接受。笔者以国内外有机质热解生成有机酸的实验为依据,系统计算了单位质量干酪根的生酸潜力。以东营凹陷北部陡坡带为例,在计算古近系沙河街组沉积地层泥砂比、主力烃源岩有机质丰度及主力烃源岩最大生排酸潜力的基础上,分别计算了有机酸溶蚀铝硅酸盐和溶蚀碳酸盐矿物对储层的最大增孔能力。然后以全球范围油气储层地层水有机酸浓度为参考,结合室内有机酸溶蚀碳酸盐矿物的实验,探讨了碳酸盐矿物的规模性溶蚀作用与地层酸性流体供给能力的匹配关系。结果表明：在缺少断层和不整合等优势运移通道时,有机质热演化过程中释放的有机酸溶蚀铝硅酸盐矿物能够产生的最大次生孔隙度约4.49%~7.48%,这一数据在一定程度上与现有认识一致;而有机酸溶蚀碳酸盐矿物能够产生的最大次生孔隙度约1.54%~2.56%,这一数据要大大低于多数学者的主观认识。在缺少足够的碳酸盐溶蚀证据的情况下,将中深层异常高孔隙度储层中大量的粒间孔隙界定为早期碳酸盐胶结物完全溶蚀形成的次生孔隙的观点值得商榷。     

土著微生物对CO2地质储存过程中水岩作用的影响

为了研究土著微生物对CO2地质储存过程中水岩作用的影响,进行了摇瓶实验和高压釜模拟实验。结果表明:细菌的作用促进了含钙碳酸盐的形成;真菌使固碳离子的溶出量增大;放线菌促进了含铁碳酸盐的形成。细菌实验组与高压釜模拟实验中岩石样品表面均形成了未知的硅铝酸盐矿物,这些硅铝酸盐的沉淀为CO2的固定起到积极的作用。如果反应时间足够长,溶液中的碳酸盐就可能以方解石、菱镁矿、菱铁矿等矿物的形式析出,从而实现CO2在地下的永久储存。     

碳酸盐烃源岩排烃的若干特点

通过典型碳酸盐型油气田的野外调查研究和对未成熟碳酸盐生油岩在外加温、外加压条件下所作的生烃一排烃模拟实验结果，获得下列新的认识：（１）碳酸盐烃源岩排烃的驱动力主要不是来自地层的压实作用，而是由于生烃过程中分子体积膨胀所产生的内应力（即生烃增压）。该应力与周围环境形成潜在的压力梯度，这是排驱动力的内在因素。但是单凭此因素尚不足以造成排烃，只有当后来烃源层受到外力作用（如导致微裂隙产生的区域性构造活动、造成溶蚀交代出现缝缝洞洞的地下水活动等）生成裂隙空间，并在源岩与裂隙间出现真正的压差时，才引发烃源层中积蓄的应力释放，从而造成排烃。因此、区域性的外力作用是排烃的控制因素。（２）碳酸盐烃源岩中生烃时间甚早，一般在Ｒ＿０为０．４５％左右时就开始生成低熟原油。但由于碳酸岩岩石粒间孔径甚小，虽有低熟油生成，却不能象泥质烃源岩那样在其烃浓度超过最低石油运移饱和度时就可排烃。事实证明，无论生烃量多大，只要碳酸盐烃源岩中不出现有效的通道，排烃作用可能永远不会进行。因此，当碳酸盐烃源岩中油气生成之后，裂隙发生的时间就成为决定碳酸盐烃源岩排烃时间的基本因素。（３）碳酸盐烃源岩中烃类初次运移基本上是以全烃相进行的，这与碳酸盐岩在后     

塔里木盆地顺托果勒-满加尔地区寒武系、奥陶系沉积特征

顺托果勒－满加尔地区勘探程度相对较低,通过对地震资料的解释分析,结合钻井、地表露天资料初步查明了寒武－奥陶系的沉积特征及与烃源岩发育的关系。其中寒武系－下奥陶统主要为欠补偿的半深海盆地－斜坡－台地边缘－碳酸盐台地沉积,有利于烃源岩发育,特别是半深海盆地及斜坡相沉积。中上奥陶统刚为超补偿的半深海盆地（以厚度巨大的浊积岩为特征）－混职陆棚沉积,总体不利于烃源岩发育。     

CO_2流体与储层砂岩相互作用机理实验

储存于地下岩层中的CO2与矿物发生化学反应导致次生碳酸盐矿物的沉淀,CO2将以碳酸盐矿物的形式长时间地固结在储层岩石中,从而有效减少CO2向大气中的排放。通过对不同温度下CO2-H2O-砂岩相互作用机理的研究,以及反应后样品的扫描电镜观察、质量损失量和剩余反应液中总矿化度变化的分析发现:砂岩样品的溶蚀程度随温度的升高而逐渐增强;100℃和175℃时样品表面分别有方解石和白云石生成,250℃时新生成的矿物因温度过高而溶解。这表明CO2能够以碳酸盐矿物的形式固定在矿物中,175℃为本实验所证明较适合的贮存温度。     

烃源岩—流体相互作用模拟实验研究

为了探讨烃源岩与孔隙流体之间相互作用过程和机理以及有机酸的生成及其影响因素,我们开展了烃源岩-流体相互作用模拟实验研究。实验结果表明：Ⅱ型干酪根形成有机酸的能力大于Ⅰ型干酪根,水的矿化度对有机酸的形成影响甚微,随着温度升高,流体中有机酸的含量也随之增大。pH值对有机酸形成的影响非常明显,中性和碱性条件更有利于生成有机酸。其中乙酸的形成有利于碳酸盐矿物的溶解,而草酸的形成不利于碳酸盐的溶解。温度对烃源岩的影响与烃源岩的矿物组成有很大的关系,对于富碳酸盐烃源岩,Ca、Mg、Na三元素在水中的溶解量,与温度呈反相关的关系,对于贫碳酸盐烃源岩,与反应温度之间则呈现出正相关的关系。而无论碳酸盐含量高低,Si在溶液中的含量都会随着温度的升高而增大。酸性溶液对烃源岩的溶解能力最强,无论原始反应溶液的酸碱性,反应结果都最终趋于弱碱性。流体的含盐量对烃源岩中Mg的溶解影响差异较大,低盐度的流体有利于Mg溶解。     

烃源岩—流体相互作用模拟实验研究

为了探讨烃源岩与孔隙流体之间相互作用过程和机理以及有机酸的生成及其影响因素,我们开展了烃源岩-流体相互作用模拟实验研究。实验结果表明：Ⅱ型干酪根形成有机酸的能力大于Ⅰ型干酪根,水的矿化度对有机酸的形成影响甚微,随着温度升高,流体中有机酸的含量也随之增大。pH值对有机酸形成的影响非常明显,中性和碱性条件更有利于生成有机酸。其中乙酸的形成有利于碳酸盐矿物的溶解,而草酸的形成不利于碳酸盐的溶解。温度对烃源岩的影响与烃源岩的矿物组成有很大的关系,对于富碳酸盐烃源岩,Ca、Mg、Na三元素在水中的溶解量,与温度呈反相关的关系,对于贫碳酸盐烃源岩,与反应温度之间则呈现出正相关的关系。而无论碳酸盐含量高低,Si在溶液中的含量都会随着温度的升高而增大。酸性溶液对烃源岩的溶解能力最强,无论原始反应溶液的酸碱性,反应结果都最终趋于弱碱性。流体的含盐量对烃源岩中Mg的溶解影响差异较大,低盐度的流体有利于Mg溶解。     

祁连山木里三露天天然气水合物层段碳酸盐矿物学地球化学特征

祁连山木里三露天天然气水合物与碳酸盐相伴产出是一种常见现象。为探讨这些碳酸盐的形成环境,对碳酸盐进行了矿物X射线衍射分析、主微量元素 测试以及碳氧同位素测试。X射线衍射结果表明,样品中碳酸盐矿物主要由方解石、白云石以及少量菱铁矿组成。微量元素和稀土元素特征显示碳酸盐形成于干旱氧化环境。δ¹³C_VPDB为-2.3 ‰~3.77‰,平均为2.43‰;δ18OVPDB为-17.90‰~-10.69‰,变化范围不大,碳氧同位素显示碳酸盐矿物中的碳可能为天然气水合物分解、白云石沉淀和湖水混染等联合作用所致,氧的 来源可能受大气降水影响。     

温度对甲烷渗漏背景下自生矿物形成影响的实验

<正>海底冷泉是指来自海底沉积地层的气体以喷涌或渗漏的方式注入海洋中的一种海洋地质现象[1]。冷泉沉积物一般由碳酸盐和硫化物组成,这些自生矿物一方面将渗漏甲烷和海水中的硫转化并固定在海底沉积物中,显著地调控着全球甲烷收支平衡;另一方面,几乎所有的天然气水合物产地均发现有自生碳酸盐和硫化物的存在。因此,自生碳酸盐和硫化物对下伏天然气水合物具有指示作用,是天然气水合物赋存的地球化学找矿标志和含甲烷冷泉流体渗漏的地球化学标志[2]。自生碳酸盐和硫化物的形成与甲烷     

火山碎屑岩对CO2的矿物捕获能力

CO2矿物捕获是指将大气中排放的CO2气注入到地下深部的含水层、油气田等渗透性储层中,通过一系列物理、化学反应,最终将CO2气以碳酸盐矿物的形式“固结”在岩石中。火山碎屑岩具有铁、镁离子含量高且容易释放及分布广泛等特点,是有前途的矿物捕获岩石类型。塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中发育大量的片钠铝石特征矿物,进一步证实了火山碎屑岩的矿物捕获能力。在火山碎屑岩中,CO2注入之后形成的矿物有片钠铝石、铁方解石、铁白云石等碳酸盐矿物,碳酸盐总量高达30%,说明CO2矿物捕获的能力较大。     

片钠铝石的成因及其对CO2天然气运聚的指示意义

片钠铝石作为胶结物、自生矿物或脉体，不仅分布在海相白云岩、油页岩中，而且还广泛分布在陆源碎屑岩及煤系地层中。大量的实例及人工合成片钠铝石实验表明，片钠铝石的形成需要碳酸溶液或过量的CO2气，片钠铝石的分布往往与CO2天然气藏相伴生。CO2气的来源决定了片钠铝石具有无机和有机两大成因类型，其中，无机成因包括岩浆成因和碳酸盐热解成因。然而，不论源于有机成因CO2气还是无机成因CO2气，片钠铝石均可作为富CO2流体运移或聚集的“示踪矿物”，地质过程中片钠铝石的出现或富集表明该区曾存在大量CO2运移或聚集。     

珠江口盆地文昌A凹陷烃源岩特征及热成熟演化史

在烃源岩分布特征及有机质丰度、类型和成熟度分析的基础上,运用含油气盆地数值模拟技术,定量恢复了烃源岩热成熟演化史.研究表明,文昌A凹陷各层系烃源岩分布广,厚度大,有机质丰度高;有机质类型文昌组偏Ⅱ1型,恩平组偏Ⅲ型,二者现今多处于高成熟—过成熟阶段.凹陷内烃源岩成熟时间早（文昌组约45.5 Ma）,成熟度高,以干气生成为主;凹陷边缘烃源岩成熟时间较晚（文昌组约30.0 Ma）,成熟度相对较低,以石油生成为主.凹陷内气藏及凹陷边缘油藏的分布格局受制于有机质类型差异和不同的热演化史.气藏的天然气来自文昌组石油裂解气以及恩平组自身生成的天然气,油藏的石油来自文昌组和恩平组,且油气勘探的方向：凹陷内以天然气为主,边缘以石油为主.     

铀在海相烃源岩中富集的条件及主控因素

国内外沉积盆地中铀的富集不同程度地伴随烃源岩的形成。铀作为一种兼具催化、氧化和放射性的特殊元素,其对有机矿产的形成及演化可能具有重要的促进作用,通过调查并统计国内外烃源岩中铀含量,在分析铀与各类矿物、有机质及微生物等相互作用的基础上,讨论了铀在海相烃源岩中的富集条件及主控因素,提出古大气和古海洋的氧化程度是烃源岩中铀富集的主要控制因素,陆地含氧风化和海底热液可能是海相沉积铀的2个主要来源,含铁矿物组成、有机质、磷酸盐矿物、黏土矿物及一些微生物等均可导致铀价态转化,并作为载体,通过吸附或络合作用使铀在沉积物中富集。因此,铀富集可能是烃源岩形成的一个伴随结果。