鄂尔多斯盆地马家沟组二氧化碳地质封存有利区优选

CO_2地质封存(CCS)技术是目前国际上实现CO_2大规模低成本减排的最佳选择之一,而CO_2地质封存的首要问题是CO_2封存有利区优选。针对鄂尔多斯盆地马家沟组CO_2地质封存有利区优选研究不足的现状,本文借助大量的地质、钻井、地球物理及测试分析,对鄂尔多斯盆地马家沟组地层水矿化度条件、温压条件、储层条件、构造条件及盖层条件进行研究分析,从而对CO_2地质封存区域边界进行确定。在此基础上,出于CO_2地质封存技术性和经济性考虑,进一步再优选出储层条件优越、距离CO_2捕集装置较近、勘探程度较高、地层埋深合适且对其他矿产开发影响甚微的地区进行CO_2地质封存。结果表明:(1)确定鄂尔多斯盆地适宜CO_2地质封存的地区位于摆宴井—沙井子断裂以东、渭北隆起北缘断裂以北、黄河断裂以西、伊盟隆起以南的广大地区,主要包括伊陕斜坡和天环坳陷内的除中央古隆起缺失区以外的马家沟组分布地区;(2)乌审旗—靖边—延安岩溶斜坡区(Ⅰ_1)为盆内最佳CO_2地质封存区;(3)榆林—米脂岩溶盆地区(Ⅰ_2)是CO_2地质封存的有利场所。     

基于数值模拟探讨提高咸水层CO2 封存注入率的途径

咸水层CO2地质封存是减少大气中CO2排放量的有效途径。CO2注入率是衡量咸水层中CO2注入能力的有效因素,因此,研究注入速率的变化规律及提高的措施是很有工程价值的。在很多区域,地层的低渗透性限制了CO2的注入率。针对鄂尔多斯盆地的水文地质条件,通过数值模拟,探讨在低渗透性咸水层中提高CO2注入率的途径,包括改变储层中的盐度、采用水平井注入、增加注入井段的长度以及采取水力压裂等工程措施。其中改变储层中的盐度可通过在注入CO2前向储层中注入一定量的水来实现。模拟结果表明,这些方式可以有效地提高CO2注入率,其中水平井改造方式和水力压裂工程措施效果显著,盐度改造措施在地层初始含盐度较高时,会有更好的效果。研究结果可为鄂尔多斯盆地和类似地区的咸水层CO2地质封存项目提供参考。     

四川盆地埃迪卡拉晚期层序地层特征和沉积演化

近年来,在四川盆地川中古隆起和外围斜坡区埃迪卡拉晚期地层（震旦系灯影组）天然气勘探相继取得了重大发现和突破。深化埃迪卡拉晚期地层和沉积等方面研究,对四川盆地非继承性构造斜坡区灯影组勘探具有重要指导意义。综合利用地质、地球物理测井和地球化学资料,并结合前人研究成果,对川中古隆起和川北斜坡区灯影组沉积晚期地层SQ4进行IV级层序划分和对比,探讨了体系域的沉积演化。结果表明:1）SQ4可以划分为5个IV级层序。受沉积古地貌影响,川北斜坡区发育SQ4-1、SQ4-2和SQ4-3,古隆起高部位区发育SQ4-3、SQ4-4和SQ4-5;2）川北斜坡区灯影组SQ4由下向上为低位体系域和海侵体系域沉积,低位体系域为多期丘核—凝块石滩沉积演化,海侵体系域为丘间—丘核—砂屑滩—丘盖沉积演化。川中古隆起高石梯—磨溪地区SQ4由下向上为海侵体系域和高位体系域沉积,其中海侵体系域与川北斜坡区为等时沉积,高位体系域为丘间—砂屑滩—凝块石滩—丘坪沉积演化;3）川北斜坡区灯四段低位域具备形成岩性圈闭条件,其中SQ4-1、SQ4-2两套低位域面积分布大,是岩性圈闭勘探的有利区。     

鄂尔多斯盆地马家沟组四段岩相古地理新认识及勘探区带优选

准确的岩相古地理恢复对鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段有利储集层预测及勘探选区选带具有重要意义。依据野外露头剖面勘查、大量新钻井岩心和岩石薄片观察、单因素图分析、测井岩石结构组分解释和地震资料解译,建立了马家沟组四段台地—台缘—盆地的沉积模式,认为台地边缘带主要沿中央古隆起展布,同时受继承性发育的寒武纪乌审旗古隆起控制,台地内发育近北东向展布的榆林—志丹次级低隆带,低隆带两侧发育台内洼地,进而形成台地内部隆洼相间的沉积格局。重磁及地震资料解释表明,鄂尔多斯盆地中晚元古代发育沿北东向展布的裂陷槽,结合怀远运动构造背景,认为该裂陷槽对马家沟期沉积格局具有重要影响。受古地貌和古裂陷槽的共同作用,马家沟组四段颗粒滩主要发育在中央古隆起和榆林—志丹低隆带,总体呈北东向近似雁列式分布,藻丘发育在盆地东部神木—米脂盐隆地区。综合构造、沉积、储集层特征及勘探实践,优选出榆林—志丹次级低隆带和神木—米脂藻丘发育带是马家沟组四段天然气大规模成藏的有利勘探区。研究结果可为鄂尔多斯盆地马家沟组四段有利储集层的预测及勘探区带优选提供重要依据。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段构造- 岩相古地理新认识及勘探意义

米探1井取得天然气勘探突破表明鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段具有巨大勘探潜力,然而,对盆地奥陶纪马四期古构造格局和岩相古地理研究还存在争议,制约了下步天然气勘探进程。为此,基于地震、野外露头、钻井、岩芯、微观薄片和测井等基础资料,对马家沟组四段构造- 岩相古地理开展了系统研究,确定了盆地奥陶纪马四期古构造格局,并恢复出马家沟组四段岩相古地理,预测了有利勘探区。研究结果表明：① 鄂尔多斯盆地奥陶纪马四期发育“两陆三隆四坳”的古构造格局,其中两陆为伊盟古陆和阿拉善古陆,三隆分别为中央古隆起、中条古隆起和神木- 志丹低隆起,四坳为西南边缘坳陷、桃利庙坳陷、府谷坳陷和柳林坳陷;② 马四期为碳酸盐岩内缓坡和中缓坡沉积,其中内缓坡又发育白云岩坪、含云膏坪、微生物丘、灰泥丘、砂屑滩、丘滩间海和灰质潟湖等7类微相;③ 古构造格局控制马家沟组四段沉积分异,微生物丘、灰泥丘和砂屑滩等3类有利储集相主要沿中央古隆起和神木- 志丹低隆起等古地貌高部位分布。因此认为,神木—靖边地区是有利储层发育区,且处于岩性相变带,生储盖配置关系好,具有良好的成藏条件,是天然气勘探的有利靶向区。     

鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶储层控制因素分析

鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶储层演化经历了多期次的叠加。根据古岩溶的演化期次,分别编制了奥陶系地层厚度图、前石炭纪岩溶古地貌图及奥陶系顶面构造图。结合岩溶发育机理,系统分析了各个阶段岩溶储层发育的控制因素,进而综合预测了岩溶储层发育的有利区带,为奥陶系的油气勘探指出了有利方向。同沉积期,鄂尔多斯盆地存在伊盟古隆起、中央古隆起和韩城古隆起,这3个隆起带共同控制着岩溶储层的发育,隆起的鞍部、斜坡带以及坳陷中的微隆起带是岩溶储层发育的有利地区;裸露风化壳期,古岩溶地貌和古沟槽的展布是岩溶储层发育的主控因素,古岩溶坡地为岩溶作用的进一步发生创造了条件;埋藏期,奥陶系顶面起伏形态始终处于中部高、东西低,中部隆起与东部坳陷之间存在一陡坡带,中部隆起带为压释水运聚的有利方向,而陡坡带为压释水的强烈转换区,这一特征决定了岩溶储层的最终分布。因而,同沉积期隆起斜坡带、裸露风化壳期岩溶坡地以及埋藏期陡坡带的叠加位置将是岩溶储层发育的有利区域。     

柴达木盆地石油地质条件、资源潜力 及勘探方向

通过对柴达木盆地石油地质条件的分析,总结建立了富烃凹陷古构造成藏、源外古隆起-古斜坡成藏、源上晚期构造成藏以及富烃凹陷周缘斜坡致密油-岩性成藏等4类石油成藏模式,优选类比法和成因法客观评价了盆地不同区带、不同区块、不同层系的常规油及致密油资源,得出常规油地质资源量为29.59×10~8 t,致密油资源量为8.58×10~8 t。结合盆地石油勘探现状,理清了剩余常规石油地质资源及其分布,明确柴西地区为剩余常规石油地质资源最丰富、资源丰度最大的地区。指出盆缘古隆起及斜坡区、盆内凹陷-斜坡区、盆内大型晚期构造带是近期重点勘探领域:狮子沟—大乌斯构造带、油泉子—开特米里克构造带、阿尔金山前西段是常规石油有利勘探目标,柴西南区的跃东—扎哈泉—乌南和红柳泉—跃进一带,以及柴西北区的小梁山—南翼山等地区是致密油勘探现实有利区。     

鄂尔多斯盆地奥陶系古隆起东侧马家沟组中组合储层特征及成藏演化

鄂尔多斯盆地奥陶系古隆起东侧马家沟组中组合白云岩储集体以晶间孔、晶间溶孔、溶蚀孔洞为主要储集空间。建立了马家沟组中组合气藏演化模式:加里东运动末期的岩溶作用改善了中组合白云岩的储层物性;海西运动中期,石炭系—二叠系煤系地层覆盖在中组合白云岩储集体之上,两者组成了有利的生储盖组合;侏罗纪末期至早白垩世,上古生界烃源岩到达生排烃高峰期,中组合形成了广泛的上生下储式气藏;早白垩世以后,构造调整导致先存天然气藏调整,在有侧向遮挡的部位形成了现今的气藏。预测了古隆起东侧中组合有利区,岩性圈闭是重点勘探目标。     

CO2深部咸水层封存选址的地质评价

深部咸水层封存是目前最具前景的CO2地质封存方式。本文通过调研CO2地质封存相关文献，对CO2咸水层封存选址地质评价依据进行分类，总结咸水层封存涉及的定量研究方法并探讨目前CO2地质封存中的不确定性问题。主要认识有：① CO2咸水层封存选址的地质依据可根据在评价中的作用分为两类，第一类是用于可行性评价的通用依据，第二类是用于进一步筛选优选靶区的封存适宜性和安全性指标，其中封存适宜性评价针对的是更加细致的储层特征（相较于可行性评价），而安全性评价则集中在盖层适宜性、场地地震安全性、水文地质条件、地面场地地质条件、储层盖层空间分布和构造六个方面；② 封存潜力评价方面，大范围的可行性评价可首选资料要求较低的面积法进行封存潜力评价，对小范围的优选靶区采取精度更高的容积法和包含更多封存机制的容量系数法；③ 目前CO2地质封存中的不确定性问题主要在于相同依据在不同评价方面产生的不同影响、CO2- 水- 岩反应对储集物性的影响、研究发现的特殊现象、多场耦合模拟研究不系统以及封存潜力计算中参数不确定问题。     

鄂尔多斯盆地祁连海域奥陶纪岩相古地理特征及演化

根据鄂尔多斯盆地西部及南部奥陶纪露头勘察结果,尤其是中奥陶统平凉组页岩在盆地的西部及南部普遍存在,结合地表露头及盆内钻孔资料,系统分析研究了鄂尔多斯盆地祁连海域早古生代奥陶纪不同时期沉积环境特点,分析了各沉积期的岩相古地理特征。受中央古隆起形成和祁连海向东逐渐海侵影响,马家沟组一期到五期,地形坡度较缓,鄂尔多斯盆地古地理格局由祁连海向盆地内部分别发育开阔海台地、局限海台地到蒸发台地相沉积。马家沟组六期和平凉期以及其上的上奥陶统沉积时期,主要为开阔海台地、斜坡相和深水盆地相沉积,在台地向斜坡的转换部位发育一些生物碎屑灰岩及由珊瑚组成的生物礁滩相沉积,斜坡部位发育平凉组笔石页岩斜坡相沉积,构成了华北盆地边缘中—上奥陶统一套特殊的局部天然气勘探组合。鄂尔多斯祁连海域奥陶纪岩相古地理研究具有重要的地质意义和实际生产意义。     

乌尔逊凹陷含片钠铝石砂岩分布

海拉尔盆地乌尔逊凹陷发现含片钠铝石砂岩，片钠铝石为一种成岩自生矿物。将含片钠铝石砂岩和CO2气的井位综合对比，结合该区构造断裂带分布与γ5花岗岩分布特征以及含片钠铝石砂岩与CO2气纵深分布数据的研究，确定含片钠铝石砂岩的分布与断裂带以及γ5花岗岩的分布具有耦合关系，同时含片钠铝石砂岩与CO2气的分布也具有区域相关性。从而可以确定片钠铝石可以作为CO2气的示踪矿物。     

中国东部橄榄岩包体和榴辉岩中CO2流体包裹体的碳同位素组成

应用阶段段加热技术,对中国东部新生代玄武岩中的橄榄岩包体和大别造山带超高压榴辉岩进行了裹体ＣＯ２的碳同位素组成测定,结果表明,榄岩的δ＾１３Ｃ值变化较大,从－２２．８％到＋０．７‰到＋４．６‰,同样明显不同于前人报道的低δ＾１３Ｃ值（－３０‰２０～－２０‰）特征,大别造山带榴辉岩的δ＾１３Ｃ变化从－１８．５‰到＋４．６‰,同样明显不同于前人报道的低δ＾１３Ｃ值（－３０‰～－２０‰）特征。榴辉;岩的     

我国CO2捕集与封存的技术路线探讨

地球温暖化问题已引起全球的密切关注,CO2是促成地球温暖化的主要因素。为了缓解地球温室效应,将大气温室气体浓度稳定在一个安全的水平上,必须减少CO2排放。CO2捕集与封存（CCS）是一种新型岩土工程,具有规模大、潜力大、成本较低、技术成熟度较高、与化石能源结构相容性好等特点,被认为可能具有较高减排贡献度,能够降低综合减排成本和减缓能源结构转变带来的经济冲击。国外已投入了很大的研发资金并且制定了研发路线。中国的研究才刚刚起步,尚未制定开发路线。根据大量调查分析,提出了中国中长期CCS研发技术路线。     

土地利用和覆被变化对岩溶区土壤CO2浓度的影响

通过选择3个具有不同地质背景、气候条件等环境特征的山西汾阳马跑-郭庄岩溶泉域、湖南湘西大龙洞地下河流域、广西桂江流域,对流域内具有代表性的不同土地利用方式和覆被类型下垫面土壤20~50cm深处CO2浓度进行检测。结果显示,土地利用方式和覆被变化对3个流域岩溶土壤中20cm、30cm、40cm和50cm深处CO2浓度具有明显的影响作用:湖南湘西大龙洞地下河流域多数样地土壤CO2表现为随土层的加深先增加后降低的双向梯度;山西马跑-郭庄泉域玉米地的土壤CO2浓度比种植马铃薯的高,且随着覆被条件由草地→灌丛→林地的改善,土壤的扰动性变小,CO2浓度差趋于减少,变幅趋于稳定。各个流域相同覆被类型,群落结构和优势种变化越小,土壤CO2浓度变幅越小。      

松辽盆地幔源成因CO2气藏分布规律及控制因素

通过深部15s大剖面解译和典型CO₂气藏解剖,深入剖析了松辽盆地幔源成因CO₂气藏分布规律及控制因素。纵向上CO₂气主要富集在营城组火山岩和泉头组三、四段砂岩储层中。与深部热流体（热流底辟体和侵入体）直接相连的、控陷的、控制火山通道的铲式基底断裂控制着CO₂气藏呈串珠状分布的特征,断裂走向拐点、端点和侧列叠覆区控制了CO₂气出气点。深部热流体是CO₂气藏主要的气源。与之相衔接的基底断裂活动导致幔源岩浆充注盆地,同时携带的CO₂气释放进入早期喷发的火山岩中形成营城组火山岩CO₂气藏。基于控藏断裂多为断陷期和泉头组晚期-青山口组早期活动的基底断裂,推测营城组CO₂气藏主要成藏时期为泉头组晚期-青山口组早期。松辽盆地强烈的构造反转发生在明水组末期,挤压应力自南南东向北北西方向衰减的过程中,基底断裂复活形成正反转断层,CO₂气从热流底辟体中脱出上运而聚集在反转构造带上,断层式反转构造南部比北部发育,西部比东部发育,因此松辽盆地南部比北部、西部比东部CO₂气更富集。     

岩浆—热液体系成矿流体演化及其金属元素气相迁移研究进展

本文从火山喷气、岩浆热液矿床的成矿流体性质、金属元素在蒸汽相中的溶解及在蒸汽/卤水相的分配实验等方面概述了有关金属元素气相迁移及CO2在成矿过程中作用的研究现状。火山喷气的凝结物中高浓度的Cu、Zn、Pb、As、Ag和Au,以及斑岩型矿床中低密度流体包裹体（蒸汽相）中硫化物矿物的存在,预示着上述金属是以蒸汽相搬运的。金属元素在蒸汽相中溶解实验研究表明,金属元素在蒸汽相中以［MeXm·(H2O)n］水合物的形式存在,其溶解度随着H2O逸度和HCl逸度的增大而增加;熔体—流体体系分配实验研究揭示,NaCl—H2O体系中存在蒸汽—卤水相分离,在含S条件下Au、As等元素通常以HS-离子络合物的形式优先溶于蒸汽相,Fe、Zn、Pb、Mn、Cs等元素以Cl-离子络合物的形式优先富集于卤水相;Cu在富S热液中优先进入蒸汽相,在富Cl贫S热液中通常富集于卤水相,表明Cu在岩浆热液中是以HS-和Cl-两种络合物的形式迁移的。CO2在Au、Cu等金属元素迁移和沉淀过程中可能起重要的作用,不仅促进NaCl—H2O体系相分离,并且促使HS-络合物在蒸汽相富集以及调节成矿流体的酸碱度。斑岩型Cu—Au矿床的矿化过程可概括为3个阶段：高侵位的斑岩分异出的少量岩浆流体主要形成了青磐岩化带和部分钾硅化带,矿化通常不成规模;深部岩浆房早阶段去气作用分异出的岩浆流体主要在斑岩体早期钾化基础上叠加蚀变并形成广泛的浸染状矿化和石英—硫化物细脉,在斑岩体上部形成高级泥化带并形成低温热液型Cu—Au矿化,此阶段为主矿化期;深部岩浆房晚阶段去气作用形成的岩浆流体可能主要使斑岩体和部分围岩形成绢英岩化,并伴随晚期石英—(方解石)—硫化物脉的沉淀。     

内蒙古商都地区CO2气成因及其意义

为了认识商都地区CO2气的成因、指导CO2气勘查,分析了气体组分、碳同位素、氦同位素、氢同位素等地球化学特征。结果表明:商都地区CO2气体积分数为97.23%~97.85%,δ13C值为-6.5‰~-5.2‰;伴生气体He同位素3He/4He为(1.69~3.35)×10-6,δD(H2)值为-760‰~-860‰,计算幔源氦的份额可达69.7%~84.8%。以上特征显示,CO2气具有明显的无机成因特征。同时,该区深大断裂发育、岩浆活动强烈及汉诺坝组玄武岩包裹体中CO2广泛分布的地质特点,表明该区具有幔源CO2形成、运聚的地质条件和过程。商都地区幔源岩浆成因的CO2气为无机成因气。商都地区地质条件及已有勘探成果,预示本地区具有良好的CO2气勘探前景。     

砂岩中自生绢云母的成因及意义——以海拉尔盆地乌尔逊凹陷乌19井为例

形成于中低温条件下的绢云母不仅仅分布于火成岩,变质岩中,而且在盆地砂岩中也有赋存,大量前人文献证实砂岩中绢云母的形成与热流体有关。本文以海拉尔盆地乌尔逊凹陷乌19井南屯组和铜钵庙组砂岩中绢云母为例,选取26个有代表的薄片做岩石学分析,绢云母质量分数介于1%～17%之间,产状主要以充填孔隙为主。与绢云母共生的自生矿物间的共生序列为:菱铁矿、钠长石、方解石、绢云母、白云石。研究发现凹陷内燕山期花岗岩造成盆地内局部高地温梯度异常,为绢云母形成提供热源。结合近几年对绢云母矿及金矿的研究,得出绢云母的形成还与CO2注入有关,是含CO2的水作用于碱铝硅酸盐矿物,在中或中低温条件下形成。     

我国二氧化碳排放的区域分析

利用我国能源统计数据,对我国及各省区的CO2排放总量、排放强度、人均排放量和排放密度进行了计算.通过分析发现我国CO2排放具有较为明显的东西部差异,总体表现为东部发达省区排放总量大、排放强度低、人均排放多、排放密度高的特点,而中西部尤其是西部地区则表现出相反的特征.在分析我国CO2排放区域特征的基础上,分析出现以上地域差异的主要原因,并针对区域减排行动可能存在的问题进行了探讨,提出以省区为单位,降低排放强度可以取得实际的、可跟踪的减排效果,但需要考虑到全国各省区在功能定位、减排成本、资源环境条件等方面的差别,以及建立基于技术与资金合作的联合减排机制的可行性和障碍等因素.