三度体球冠模型重力异常计算方法及其重力归一化总梯度场特征

提出利用铅垂柱体薄片作为面元的面元积分法,计算三度体球冠重力异常的计算公式,用三度体球冠模型模拟三度背斜体,计算了均匀密度球冠模型、非均匀密度储油球冠模型的重力异常。最后通过误差分析,验证了该方法的可行性。采用波数域重力归一化总梯度计算方法,计算了均匀密度球冠模型、非均匀密度储油气球冠模型G^H场,发现似三度背斜体与二度背斜体有相似的G^H场等值线特征,似三度贮油气藏背斜构造的G^H场亦表现出明显的“两高夹一低”的储油典型标志。所以,可以用非均匀密度三度体储油球冠模型模拟三度贮油气藏背斜构造。     

利用DCT法计算重力归一化总梯度

利用重力归一化总梯度方法可以寻找场源位置,通过“两高夹一低”的典型场特征可以检测油气构造,传统的方法主要采用的是别列兹金法（即傅立叶级数法）和傅立叶变换法。利用DCT法计算重力归一化总梯度是最新研究方法。从理论上给出了基于DCT的重力异常转换公式,进而研究了无限长水平圆柱体、三度体非含油气球冠以及储油球冠模型G_H场特征。模型实验证实：随着地质体埋深的增大,谐波数会逐渐减小,G_H场奇点极大值向下移动,且呈现线性衰减的特征;储油球冠G_H场等值线表现出明显的“两高夹一低”的储油气藏典型标志;用DCT法计算的G_H场具有优良的稳定性,而且能够增加向下延拓的计算深度。     

基于泰勒级数迭代的重力归一化总梯度

针对重力归一化总梯度常规计算方法中向下延拓计算的不稳定性,提出了基于泰勒级数迭代法进行快速稳定向下延拓的重力归一化总梯度场( GH 场) 计算模式。水平圆柱体模型试验表明: 该方法的GH 场表现为单一高值特征,而且极大值位置与模型体质心位置相吻合。非均匀( 含油气) 球冠模型表明: 在油气含量较低时,Fourier 级数法和Fourier 变换法无法识别出“两高夹一低”的储油特征,而本文方法可以清晰地识别。这充分说明基于泰勒级数迭代的重力归一化总梯度计算方法不仅提高了计算结果的稳定性,而且还提高了异常的分辨率。     

含油气球冠模型三维重力归一化总梯度场特征

重力归一化总梯度的三维计算中,将圆滑滤波因子分别引入向下延拓和导数换算响应因子中,推导了其计算公式及数值实现过程,同时给出了具体的计算步骤;对含油气球冠模型的三维归一化总梯度场特征进行了分析与研究。研究结果表明,对于含油气球冠模型来说,不同于均匀球冠模型在各个深度的切平面等值线图中表现出单峰异常的特征,其三维归一化总梯度场的特征表现为:无论在过中心剖面的等值线图还是在某个深度的切片图中,只有当截止频率取值适当时才可以表现出"两高夹一低"的典型储油气藏标志特征,若取值不当,其表现出来的特征与均匀球冠模型相似。此外,归一化总梯度场等值线图中出现"两高夹一低"的位置,往往是含油气球冠所在位置和深度。     

覆盖层影响下典型地-井模型瞬变电磁法正演

地-井瞬变电磁法是用于地质找矿的有效方法之一,开展该方法的三维正演研究能对资料处理与解释提供帮助。在时间域有限差分算法的基础上,建立了三维地质模型和覆盖层模型,模拟了该模型下的地-井瞬变电磁响应;引入了参数EA,分析了方形低阻体和覆盖层的响应特征以及覆盖层影响因素。结果显示：低阻体位于发射场源下方时,其响应曲线呈现“双高一低”的极值特征,高峰值分别对应低阻体上下边界,低峰值对应低阻体中心;低阻体位于发射场源旁边时,其响应曲线呈现单极值特征,该特征与覆盖层响应特征相同。当覆盖层电阻率较低时,“趋肤效应”作用使覆盖层的响应强度强于低阻体;但当发射场源离钻孔足够远时,覆盖层影响可以忽略,低阻体响应强度更与覆盖层-低阻体电阻率的比值有关。孔中发射能有效降低覆盖层影响。     

CSAMT电场y方向视电阻率的定义及研究

在准静态近似条件下,利用水平电偶源在均匀半空间表面激发电磁场的计算公式,讨论了可控源音频大地电磁法（CSAMT）水平电场y分量E_y的观测范围、特点和由其定义视电阻率的应用优势;E_y与常规标量CSAMT测量的E_x、H_y幅值范围不同,采集并利用E_y数据可以扩大CSAMT野外观测扇区,减少采集成本。依据电法及电磁法勘探中视电阻率定义的基本原则,提出了E_y视电阻率的定义,说明了其具备频率测深的意义;通过几种典型层状模型（均匀半空间,两层D、G,三层H、K以及四层KH、HK型）的数值计算,对比了E_y视电阻率和E_x、H_y、Z_xy、Re(Z_xy)等对应的波区视电阻率及E_x、Z_xy等对应的全区视电阻率对地电断面电性特征的反映效果。结果表明：E_y视电阻率的求取仅需测点的坐标和一个方向的电场值,计算方便、不必迭代,并且在曲线低频端收敛于一稳定值,可以明显改善非波区的畸变效应。     

基于重磁场特征的敦化盆地构造格架研究

依据重力、磁力异常数据及其处理结果( 水平梯度模和斜导数) ,对敦化盆地边界、基底起伏、断裂位置及以火成岩为代表的磁性体分布进行了研究。盆地重力异常的分析和水平梯度模及斜导数的计算结果表明,盆地基底具南部凹陷、中央凸起和北部凹陷的“两凹一凸”的起伏形态特征,盆地内断裂以SW--NE 向为主,盆地为单断半地堑式盆地。依据航磁异常,将盆地划分为4 个异常区: 东北部磁异常区、中部低磁异常区、西南高磁异常区和西南边部相对低磁异常区。结合磁异常水平梯度模和斜导数的计算结果显示,以火成岩为代表的磁性体受SW--NE 向构造控制。     

四川盆地五峰-龙马溪组页岩储层非均质性特征

通过对比焦石坝、长宁和威远气田五峰-龙马溪组页岩产层段的岩矿、物性、含气性以及可压裂性等地质参数及其纵向变化规律,综合分析了页岩储层的平面和纵向非均质性及其对“甜点”优选和储层改造的影响。研究表明,纵向非均质特征在不同地区具有总体一致性：石英含量、有机碳含量和含气量均呈现下高上低的基本趋势;底部深水陆棚沉积层段普遍具有高有机碳含量、高脆性、高孔隙度和高含气量的特征,一系列属性参数的相互耦合和匹配决定了五峰组-鲁丹阶成为“甜点”的主要发育层段。平面非均质特征主要表现为储层品质以及“甜点”发育层段和厚度的区域差异：长宁和威远地区的钙质含量明显高于焦石坝地区,发育钙质硅质混合页岩相;焦石坝地区的水平应力差明显低于长宁和威远地区,且天然裂缝更为发育;长宁和焦石坝地区的“甜点层”发育于五峰-鲁丹阶下部,而威远地区的“甜点层”则发育于鲁丹阶-埃隆阶中部。页岩储层的非均质性决定了“甜点”的分布范围、发育层段和厚度;矿物组成、天然裂缝、岩石力学参数和地应力场的空间变化是进行压裂设计的重要依据。     

吉林磐石地区鹿圈屯组的牙形刺

吉林中部的鹿圈屯组自建组以来, 一直被归入到“下石炭统”。在磐石明城附近鹿圈屯组上部的4个样品中发现的牙形刺化石,以Idiognathoides corrugatus , Id. lanei,Id. sinuatus,Id. sulcatus,Idiognathodus sinuosus等晚石炭亚纪（宾夕法尼亚亚纪）巴什基尔期典型分子为特征,表明鹿圈屯组上部存在晚石炭亚纪早期的沉积。其中Idiognathodus和Streptognathodus较为原始分子的出现,表明鹿圈屯组上部的时代与巴什基尔期的中、晚期相当。     

金湖凹陷金南-腰滩地区戴南组一段高分辨率层序构型与砂体展布特征

应用高分辨率层序地层学理论、技术方法,综合地震、钻井岩芯及测井资料对金湖凹陷金南-腰滩地区戴南组一段
进行了高分辨率层序地层研究,识别出层序界面和洪泛面两类转换面,并进一步划分出1 个长期、2~3 个中期及4~7个短期
旋回层序,短期、中期旋回层序以向上“变深”型和向上“变深”复“变浅”型为主,向上“变浅”型不发育,长期旋回
层序则以向上“变深”复“变浅”为主。在此基础上,依据旋回等时对比法则,建立了研究区戴南组一段层序地层格架,
对各中期旋回层序砂体进行了等时追踪对比,发现MSC3 时期金南地区吕庄构造带及腰滩石港断裂上升盘沉积缺失,砂体
主要沿金南工区西部及石港断裂下降盘呈条件状展布,地层超覆特征明显,此类砂体是隐蔽油藏勘探的有利目标。     

渤海湾盆地渤中凹陷下第三系烃源岩生烃史

渤海湾盆地渤中凹陷主要发育有两套烃源岩:Es₃烃源岩与Ed₂烃源岩。由于该区地处海域,埋藏较深,对成烃史一直较少涉及。应用生烃动力学方法,对该凹陷沉积中心及斜坡带烃源岩生烃史进行了模拟计算。结果表明,该凹陷中心Es₃生油岩主生油期出现在20～14Ma,主生气期出现在15～10Ma;Ed₂生油岩主生油阶段出现在10～5Ma,目前仍处在主生气阶段。该凹陷斜坡带Es₃生油岩主生油期出现在10～5Ma,目前仍处在主生气阶段,Ed₂生油岩尚处在主生油阶段。结合渤中凹陷储盖组合及运聚、圈闭条件,本研究认为目前在该凹陷及其周围发现的油气藏主要来源于该凹陷10Ma以后生成的油气,油源区主要是斜坡带Es₃与Ed₂生油岩,而凹陷中心烃源岩主要对天然气藏有一定贡献。     

深部咸水层CO2地质封存数值模拟参数的全局敏感性分析:以苏北盆地盐城组为例

基于对苏北盆地盐城组下段砂岩储层概化建立二维径向剖面模型,运用TOUGH2/ECO2N程序模拟深部咸水层中CO₂迁移分布过程。采用定性(Morris法)和定量(Sobol和EFAST法)全局敏感性分析方法,以储层中注入井处的压力、气相CO₂总量及CO₂气相羽扩散距离作为模型响应变量,对储层的水平渗透率、孔隙度、残余液体饱和度、孔隙分布指数、压缩系数、进气压力的倒数和盐度7个参数进行全局敏感性分析,讨论了咸水层的水文地质参数、盐度及其他模型参数对CO₂封存运移泄漏过程的影响。Morris和Sobol法的敏感性分析结果都表明,对于不同的响应变量,参数的敏感性排序不同：以注入井处的压力为响应变量时,孔隙度的敏感性最高;以气相CO₂总量和CO₂羽扩散距离为响应变量时,水平渗透率的敏感性最高。EFAST 1阶及总敏感度分析结果与Sobol分析结果基本一致,但EFAST法相对Sobol法计算更高效稳健,需要的样本数较少。     

古龙南地区低阻油层胶结指数和饱和度指数影响因素实验

采用变胶结指数m和饱和度指数n的阿尔奇公式仍是目前定量评价低阻油层饱和度的主要方法之一。然而,由于不同地区低阻油层的成因不同,从而使得低阻油层m和n的影响因素随地区不同而发生变化。因此,针对不同地区低阻油层,有必要研究其阿尔奇公式m和n的影响因素及变化规律。依据古龙南地区葡萄花低电阻率油层划分标准以及考虑岩性、物性、电性变化,选取了低阻油层岩样,设计了岩样岩石物理实验。基于岩石物理实验数据,绘制m和n与物性参数、孔隙结构参数、黏土附加导电能力参数的交会图。经分析可知：低阻油层的m和n值小于常规油层的m和n值,并随孔渗综合指数、中值半径、平均半径、半径均值的增大而增大。低阻油层的m值随泥质体积分数、阳离子交换容量、微孔隙体积与可动流体体积之比的增大而减小,随核磁共振测量的T₂几何平均值的增加而增大;n值随孔隙度、孔隙度和泥质体积分数比值的增加而增大。低阻油层的m值与T₂几何平均值、微孔隙体积与可动流体体积之比关系较好,n值与孔渗综合指数、平均半径、最大半径、半径均值的相关性非常好。研究表明,低阻油层的m值受孔隙结构和泥的影响较大,而n受孔隙结构影响较大。可用T₂几何平均值或微孔隙体积与可动流体体积之比确定低阻油层的m值,可用孔渗综合指数、平均半径、最大半径、半径均值确定低阻油层的n值。     

Contrasting mineral parageneses in high-temperature calc-silicate granulites: examples from the Eastern Ghats, India

Abstract Three types of mineral associations are described from calc-silicate granulites from the Eastern Ghats, India, where geothermobarometry in associated rocks suggests extremely high P–T conditions of metamorphism ( c . 9 ± 1 kbar, 950° C). These mineral associations are: (i) calcite + quartz + scapolite + plagioclase, (ii) calcite + scapolite + wollastonite + porphyroblastic garnet + coronal garnet and (iii) calcite + quartz + wollastonite + scapolite + porphyroblastic garnet + coronal garnet, all coexisting with K-feldspar, titanite and clinopyroxene. The first two associations evolved through nearly isobaric cooling retrograde paths, whereas the third evolved through a nearly isothermal decompression path followed by an isobaric cooling retrograde path. Textural and compositional characteristics suggest the following mineral reactions in the calc-silicate granulites: calcite + quartz = wollastonite + CO₂, calcite + plagioclase = scapolite, calcite + scapolite + wollastonite = porphyroblastic garnet ± quartz + CO₂, CaTs + wollastonite = coronal garnet (association ii) and wollastonite + scapolite = coronal garnet (association iii) + quartz + CO₂. Andradite content in garnet was buffered by the redox equilibria wollastonite + hedenbergite + O₂= andradite + quartz (association iii) and wollastonite + andradite + CaTs + scapolite = hedenbergite + calcite + grossular + O₂ (association ii). The contrasting mineral parageneses have been ascribed to interplay of variables such as X _CO2, f _O2, f _HCl in the fluid, bulk Na content and the nature of the retrograde P–T–X _CO2 paths through which the rocks evolved.     

大同盆地地下水中碳硫同位素组成特征及其对碘迁移富集的指示

为深入探究地下水系统中影响碘迁移转化的主控水文生物地球化学过程,对大同盆地典型高碘地下水区完成样品采集,分析地下水样品基础理化性质及碳硫同位素组成特征.结果表明,大同盆地地下水碘含量变化范围为14.40~1 030.00 μg/L,高碘地下水（I>100 μg/L）主要分布在盆地中心排泄区.地下水中溶解性无机碳的δ13C_DIC值变化范围为-12.11‰~-9.79‰,硫酸盐δ34S_SO4值介于4.04‰~16.63‰.δ13C_DIC和DOC之间存在较明显的正相关关系,表明有机质的微生物降解过程是区域地下水无机碳的重要来源之一.同时,δ13C_DIC与δ34S_SO4一定的负相关关系表明硫酸盐是有机质微生物降解过程中潜在电子受体之一,且地下水水环境以偏还原环境为主.高碘地下水表现出低δ13C_DIC、高δ34S_SO4的同位素特征,表明有机质的微生物降解过程是控制地下水中碘迁移释放的主要过程之一,与该过程相伴而生的碘形态转化进一步促使碘以碘离子的形式在偏还原的地下水环境中发生富集.      

贝尔凹陷油成藏要素空间匹配关系及对油成藏的控制作用

通过贝尔凹陷油成藏要素--南屯组源岩、裂缝及断层圈闭和源断裂的空间匹配关系研究得到,贝尔凹陷裂缝和断层圈闭与南屯组源岩在空间上有4种接触关系,第一种是布达特群裂缝圈闭位于南屯组源岩侧上方,由T₅-T₁源断裂连接;第二种是南屯组断层圈闭位于南屯组源岩内,由T₂₃-T₁源断裂连接;第三种是南屯组断层圈闭位于南屯组源岩外侧,由T₂₃-T₁断裂沟通的砂体连接;第四种是大磨拐河组二段断层圈闭位于南屯组源岩之上,由T₂₃-T₁断裂连接。贝尔凹陷3个成藏要素空间匹配关系对油成藏与分布的控制作用表现在以下3个方面:①南屯组源岩分布控制着油藏分布;②油藏均沿源断裂分布;③圈闭距南屯组源岩距离越近越有利于油藏形成。     

2012—2013年重庆雪玉洞洞穴系统碳循环特征

重庆雪玉洞洞内CO₂浓度之高,在国内外皆罕见,但此洞穴系统碳循环特征及控制因素仍不清楚.利用土壤二氧化碳分压(P_CO2-soil)、洞内大气二氧化碳分压(P_CO2-cave)、地下河水二氧化碳分压(P_CO2-eq)、方解石饱和指数(SIc)、地下河水溶解无机碳同位素(δ13C_DIC)等指标来研究雪玉洞洞内CO₂浓度变化、控制因素以及地下河对洞内碳循环的影响.结果表明:雪玉洞上覆P_CO2-soil雨季高,旱季低;降雨量是控制上覆P_CO2-soil的重要因子.雪玉洞P_CO2-cave变化规律明显,暖季高,冷季低;温度变化导致洞内外气流频繁交换是P_CO2-cave突变的重要原因,地下河水CO₂脱气能够在短时间内让P_CO2-cave上升到较高值.雨季由于土壤CO₂效应,地下河水具有低SIc、高P_CO2-eq特性,矿化度较高,并且部分月份地下河水具有溶蚀性;旱季由于土壤CO₂效应及降雨较少,地下河水呈现高SIc、低P_CO2-eq特性,矿化度较低,以沉积为主.