断裂输导体系研究现状及存在的问题

在前人研究成果的基础上,对断裂输导体系的内部结构、动力学机理、输导能力的控制因素、流体活动特征的识别、与其有关的优势通道等方面进行了综述.脆性断裂带内部的流体输导通道包括伴生裂缝、无黏结力的断层岩带和诱导裂缝3种类型,塑性断裂带只具有断裂伴生裂缝一种类型的输导通道.断裂带流体排驱的动力学机理包括突发性构造事件、超压与构造活动联控、超压主导和浮力驱动4种基本类型.气烟囱、沸腾包裹体、MnO等微量元素与包裹体均一温度异常等是判断或追踪断裂带流体活动特征的有效指标.与断裂输导体系有关的优势通道包括流向优势和断面优势两种类型,它们对油气的分布具有重要的控制作用.最后提出了断裂输导体系研究中存在的问题及进一步研究的方向.     

东营凹陷梁家楼油田有效输导体系研究

综合运用油源对比、断裂-砂体研究、油藏充注史分析等方法,对东营凹陷梁家楼地区输导体系进行了研究,认为梁家楼油田下第三系沙三中、下亚段及沙四上亚段有效烃源岩主要通过同生断层与沙三上亚段储层连通,垂向运移是本地区油气主要运移方式,断层是输导体系的主要组成部分,断层活动期次控制油气运移期次,有效烃源岩分布和断裂活动方式共同决定了油气运移模式,进而提出有效输导体系概念是油气运移路径空间有限性及时间有效性的统一表现。     

输导体系研究综述

输导体系作为联结生、储、盖、圈的桥梁和纽带,是油气运移成藏研究的关键,也是现油气运移研究的薄弱环节。输导通道宏观上主要分为储集层、断裂和不整合输导体系,且其具有独立性、时空性、复杂性、输储转化性以及运移油气时的非均一性和幕式运移等特点。储集层、断裂、不整合输导体系及各输导体系的空间组合或时空配置不同时,其输导机制和输导性能不同。在综述前人对输导体系的研究后,总结现输导体系研究的问题并提出今后研究的主要体现。     

不整合运移通道类型及输导油气特征

在对不整合空间结构特征研究的基础上,提出了油气沿不整合运移的通道类型:宏观上,存在由不整合面之上底砾岩和不整合面之下半风化岩石两种高效运载层组合成的双运移通道型和单运移通道型两种通道类型;微观上,底砾岩连通孔隙、半风化岩石构造卸荷风化裂缝系统及溶蚀孔洞系统可作为油气运移的主要通道。通过对不整合面上、下岩石物性分析,认为半风化岩石“孔洞缝”系统较底砾岩连通孔隙有更高的输导油气的能力。研究结果表明,不同的运移通道类型具有不同的输导油气特征。在地史时期,构造裂缝系统和溶蚀孔洞系统一直是不整合输导油气的主要通道;对于软地层构成的不整合来说,开始应是卸荷、风化裂缝系统和底砾岩连通孔隙共同构成不整合输导油气的主要通道,当上覆沉积载荷达到一定程度后,主要是底砾岩连通孔隙起输导油气通道作用;对于脆硬地层构成的不整合来说,卸荷、风化裂缝系统和底砾岩连通孔隙一直是不整合输导油气的主要通道。     

断裂输导系统及其组合对油气成藏的控制作用

断裂输导系统是油气在地下进行垂向运移的主要通道。它是由裂缝或裂缝－孔隙网络构成的，具有穿层，长距离垂向运移和周期性二个特点，断裂输导系统还可以与连通砂体，不整合面组合形式断裂－连通砂体，断裂－不整合面和断裂－连通砂体－不整合面复合输导系统，它们不仅控制油气成藏模式，而且其沿伸层位控制着油气的空间分布层位。     

渤海湾盆地冀中坳陷大柳泉地区F8断裂不同时期输导油气能力对油气成藏贡献

为了研究渤海湾盆地冀中坳陷大柳泉地区F8断裂附近油气分布规律,在F8断裂不同时期输导油气通道及分布特征研究的基础上,通过F8断裂活动期伴生裂缝通道及停止活动后凸面脊通道输导油气能力评价,结合F8断裂附近油气分布规律,对F8断裂不同时期输导油气能力对成藏贡献进行了研究,结果表明：F8断裂第二条伴生裂缝通道输导油气能力明显强于第一条伴生裂缝通道输导油气能力,第二条伴生裂缝通道输导油气能力从沙四上亚段（即古近系沙河街组四段上亚段,余类推）至沙三中亚段增强,从沙三中亚段至沙三上亚段减弱,而第一条伴生裂缝通道输导油气能力从沙四上亚段至沙三中亚段增强较慢,从沙三中亚段至沙三上亚段输导油气能力增强较快。F8断裂第1、2条凸面脊通道输导油气能力明显较第3、4条凸面脊通道输导油气能力要强,第1条凸面脊通道输导油气能力从沙三下亚段至沙三中亚段明显减弱,但从沙三中亚段至沙三上亚段变化不大,第2条凸面脊通道输导油气能力从沙四上亚段至沙三中亚段增强,从沙三中亚段至沙二段减弱,从沙二段至馆陶组快速增强;第3条凸面脊通道输导油气能力由沙四上亚段至沙三下亚段变化不大,从沙三下亚段至沙三上亚段快速增大,从沙三上亚段至沙二段变化不大,从沙二段至馆陶组快速减小。第4条凸面脊通道疏导油气能力从沙三下亚段至沙三上亚段快速增加,从沙三上亚段至沙二段快速减小,从沙二段至馆陶组减小缓慢。F8断裂活动期伴生裂缝通道输导油气能力对成藏的贡献无论是在平面上还是在剖面上均大于停止活动后凸面脊通道输导油气能力对成藏的贡献。     

渤海湾盆地冀中坳陷大柳泉地区F8断裂不同时期输导油气能力对油气成藏贡献

为了研究渤海湾盆地冀中坳陷大柳泉地区F8断裂附近油气分布规律,在F8断裂不同时期输导油气通道及分布特征研究的基础上,通过F8断裂活动期伴生裂缝通道及停止活动后凸面脊通道输导油气能力评价,结合F8断裂附近油气分布规律,对F8断裂不同时期输导油气能力对成藏贡献进行了研究,结果表明：F8断裂第二条伴生裂缝通道输导油气能力明显强于第一条伴生裂缝通道输导油气能力,第二条伴生裂缝通道输导油气能力从沙四上亚段（即古近系沙河街组四段上亚段,余类推）至沙三中亚段增强,从沙三中亚段至沙三上亚段减弱,而第一条伴生裂缝通道输导油气能力从沙四上亚段至沙三中亚段增强较慢,从沙三中亚段至沙三上亚段输导油气能力增强较快。F8断裂第1、2条凸面脊通道输导油气能力明显较第3、4条凸面脊通道输导油气能力要强,第1条凸面脊通道输导油气能力从沙三下亚段至沙三中亚段明显减弱,但从沙三中亚段至沙三上亚段变化不大,第2条凸面脊通道输导油气能力从沙四上亚段至沙三中亚段增强,从沙三中亚段至沙二段减弱,从沙二段至馆陶组快速增强;第3条凸面脊通道输导油气能力由沙四上亚段至沙三下亚段变化不大,从沙三下亚段至沙三上亚段快速增大,从沙三上亚段至沙二段变化不大,从沙二段至馆陶组快速减小。第4条凸面脊通道疏导油气能力从沙三下亚段至沙三上亚段快速增加,从沙三上亚段至沙二段快速减小,从沙二段至馆陶组减小缓慢。F8断裂活动期伴生裂缝通道输导油气能力对成藏的贡献无论是在平面上还是在剖面上均大于停止活动后凸面脊通道输导油气能力对成藏的贡献。     

高邮凹陷汉留1号断层输导通道的时空分布特征

汉留1号断层是苏北盆地高邮凹陷深凹带北侧边界断层。为了明确该断层输导通道的时间与空间分布特征,通过断层面几何形态、关键时期断层活动速率计算,阐释了汉留1号断层在两个油气主运移时期的输导能力,判识了输导通道的空间位置。研究表明,汉留1号断层在三垛组沉积期活动速率>25 m/Ma,断层开启具有输导能力,另一方面,汉留1号断层的断层面存在3个明显的凸面和2个凹面区域,因此,在该沉积期该断层在3个凸面区域发育3条输导通道。而在随后的盐城组至今的沉积期,断层活动强度减弱,活动速率<10 m/Ma,输导能力弱,垂向上主要起封闭作用。因此,空间上断层通道发育于断层面凸面位置;时间上,断层活动速率>25 m/Ma时通道开启,<10 m/Ma时通道关闭。就聚集而言,断层通道开启时油气沿断层向上运移聚集于上部滚动背斜圈闭中,闭合时聚集于下部断层圈闭中。     

准噶尔盆地车排子凸起沙湾组油藏输导体系研究

新近系沙湾组是准噶尔盆地车排子凸重要的油气富集层位。在对沙湾组油藏分布、油性进行分析的基础上,结合前 人研究成果,将沙湾组油气的成藏过程分为两个阶段：古油藏阶段和次生调整阶段,并分别论述各阶段的输导体系及其时 空组合关系。古油藏阶段主要发育白垩系底部不整合面和红车断裂带同生逆断层组成的输导体系,研究区北部的白垩系底 面不整合有效输导厚度大,向西逐渐减薄为0;同生逆断裂是控制红车断裂带发育演化的主干断裂,形成时间早,断距 大。次生调整阶段则发育有沙湾组一段底部砂体、红车断裂带后生正断层、艾卡断裂带、凸起之上新近系张性断裂组成的 输导体系,沙一段砂体在凸起之上分布广泛,沉积连续而稳定,呈“毯状”自南向北逐渐减薄,做为最底部的砂体层,是 该阶段主要的横向输导体系;新近纪末期红车断裂带发育了一期正断裂,断裂活动强度大且规模较大,凸起之上则发育一 期与红车断裂带后生正断层同期形成的新近系正断层,凸起南部四棵树凹陷的艾卡断裂活动期长、断距大、延伸远,这些 断层构成了次生调整阶段的纵向输导体系。利用运移通道指数（MPI） 及颗粒荧光定量分析（QGF） 分别预测了白垩系底 不整合面及沙一段毯状砂体的优势运移区。平面上将运移通道指数在0.3以上的区域作为不整合输导层的优势运移区,将 QGF指数值大于3.8的区域作为沙一段毯状砂体的优势运移区。通过分析多套输导体系在油气成藏的不同阶段的空间组合以 及油气分布与输导体系的关系,明确了输导体系对油气成藏的控制作用,预测609井区具备油气输导的有利条件,可作为 下步勘探目标区。     

准噶尔盆地流体输导格架及其对油气成藏与分布的控制

准噶尔盆地是一个大型叠合盆地, 不同构造单元具有不同的演化历史、流体动力学环境、流体输导格架和油气充注历史.盆地西北缘处于正常压力环境, 发育自源岩至圈闭的断裂-不整合面贯通型流体输导格架, 主要油气聚集期为三叠纪-侏罗纪.由于高效流体输导网络的发育, 西北缘油气聚集期与主力源岩生排烃期一致, 是该盆地油气最为富集的区域.盆地中部断裂密度低, 深、浅部断层被三叠系白碱滩组区域封闭层分隔, 在超压发育前和超压积蓄期为双断分隔型流体输导格架, 超压的发育导致地层发生水力破裂和封闭性断层的开启, 从而形成断裂-水力破裂连通型流体输导格架, 构成流体和二叠系源岩生成油气的穿层运移通道.由于地层水力破裂及其控制的断裂-水力破裂连通型流体输导格架的形成晚于主力源岩的主生油期, 盆地中部油气的主要聚集期晚于主力源岩的主生油期, 且原油的成熟度较高.研究证明, 输导格架控制区域性流体动力学环境、油气优势运移通道、油气的充注层位和充注历史.      

断裂输导油气的机制及侧向分流控制因素探讨

断裂是具有复杂内部结构的地质体,是地下油气运移的重要通道。断裂可向空间各个方向输导油气,其中,纵向输导加侧向分流是断裂输导油气成藏的基本方式。在断裂活动周期的不同阶段,断裂输导油气的机制存在差异,特点也不尽相同;用圈闭充满度作为评定侧向分流强度的依据,分别比较储层、上覆泥岩、断层各要素与其相关性,综合评定认为上覆泥岩厚度是控制侧向分流的主要因素,储层厚度次之;总结认为,断裂输导具有“断-盖”联控的特点;珠一坳陷断裂输导成藏具有“双峰型”特征,区域性盖层与输导机制耦合控制了充注高峰分布。     

岩浆通道成矿系统

全球最主要的岩浆铜镍硫化物矿床基本特征是:(1)矿石与围岩边界平直,呈侵入接触关系;(2)"矿浆"在岩浆成矿系统的晚期上侵就位;(3)矿体赋存于岩浆通道中.已有的成矿模型不能同时解释这三个基本特征,暗示必须进一步理解岩浆铜镍硫化物矿床的形成机制.最近几年我们的研究发现岩浆铜镍硫化物矿床中典型矿石具有如下特征:(1)矿石中存在流体晶矿物组合,它们既不同于岩浆岩中的矿物组合,也不同于变质岩中的矿物组合,推测是从流体中直接结晶的产物;(2)铜镍硫化物矿床中不同部位矿体中矿石存在显著的成分变化,前锋端矿石以富Ni为特点,尾端矿石富含Cu、Pt、Pd.据此,本文提出了"岩浆通道成矿系统"的新模型,试图整合解释岩浆铜镍硫化物矿床中的各种观测事实.所谓岩浆通道成矿系统,系指岩浆演化晚期,"矿浆"运移和就位的空间及其相关成矿要素的组合.该模型强调:(1)深部岩浆房在岩浆矿床的形成过程中起着非常重要的作用,"矿浆"定位于岩浆成矿系统演化的晚期;(2)矿浆具有整体的流动性,因而提出了"岩浆通道前进方向"的概念;(3)所谓的"矿浆"实际为富含矿熔体-流体流,后者因失去挥发份而呈"矿浆"状,以大的流体体积和流体/熔体比值为特征.数值模拟表明,往硫化物矿浆加入挥发份流体可以显著提高矿浆的上升能力.当加入的挥发份流体达到30vol.%时,受到质疑的密度问题将不复存在,矿浆具有快速上升到浅部地壳的能力.但是,如此富含挥发份的矿浆也不再是传统概念上的矿浆,而是含矿熔体-流体流.此外,由于流体超压等原因,含矿熔体-流体流利用先存的构造薄弱面快速上升,形成岩浆通道,并在有利的部位卸载成矿金属形成矿体.因此,矿体常常侵入切割围岩.     

基于Modflow的岩溶管道概化与模拟探讨

在复杂岩溶介质中,由于岩溶形态存在小尺度的溶缝到大尺度的岩溶管道的变化,岩溶地下水流呈现为层流-紊流多种流态共存的复杂系统。对含水层中岩溶管道的准确概化是精确模拟复杂岩溶介质地下水流动的前提。在较为成熟的三维有限差分地下水流动模型（等效多孔介质）条件下寻找一种概化岩溶管道的方法,基于Modflow地下水流动模型,分别讨论模型软件中的单元渗流计算子模块（ BCF ）、排水沟子模块（ DRN ）、河流子模块（ RIV ）以及溪流子模块（ STR）对岩溶管道的概化模拟效果,发现河流子模块（ RIV）与溪流子模块（ STR）是概化岩溶管道的最优模块。     

基于CFP的岩溶管道流数值模拟研究——以桂林寨底地下河子系统为例

为了描述岩溶多重含水介质存在非达西流问题,研究管道流CFP模型在岩溶区数值模拟中的应用。在分析管道流CFP基本原理的基础上,通过建立概念模型算例(5个管道,上下临界雷诺数分别为2 000和4 000),探讨不同管道水文地质参数对出口流量及水流状态的影响,并对参数敏感性进行分析,最后将CFPM1模型应用于广西寨底岩溶地下河系统,探讨在实际应用中的管道流模型适用性。概念模型结果表明,参数敏感度从大到小依次为:管道直径、水力梯度、管道渗透系数、弯曲度及粗糙度,流量与雷诺数随管道参数增大而增大,水流状态从层流变为紊流。寨底岩溶管道流模型中3个观测井及地下河出口实测流量表明CFPM1能较好地模拟出岩溶地下水水位变化趋势。得出结论:CFPM1管道流模型允许岩溶管道与基岩含水层进行水流交换,能够较好地刻画岩溶区管道介质非达西流特征,但管道参数获取较为困难,且不能刻画岩溶管道形态变化。该方法具有一定通用性,可为实际应用提供指导。     

含矿岩浆通道对于岩浆铜镍硫化物矿床找矿工作的意义

“深部熔离-贯入式”岩浆铜镍硫化物矿床具有矿化比例极高、岩体岩相分带及矿体产状与原地分异、熔离机制不协调的特征.我国对这类矿床深部勘探策略和方法的研究相对滞后,尚未开展深部找矿工作.本文以金川矿床为重点,系统总结和归纳其地质特征和成矿有利部位,对比了与之成因类似的加拿大Voisey＇s Bay超大型岩浆Gu-Ni-Co硫化物矿床的成功勘探经验,阐述了这类矿床沿岩浆通道找矿的前景和巨大潜力.以金川矿床为实例,提出了这类矿床沿含矿岩浆通道开展深部找矿的策略和方法.     

金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式

金川矿床是目前世界第三大在采铜镍硫化物矿床,其成岩成矿过程及侵位机制一直存在争议。近年来,岩浆通道系统成矿被越来越多的人所接受,正是由于岩浆通道系统这样特殊的开放系统为＂小岩体成大矿＂提供了成矿条件。通过对岩体的形态,以及岩体与围岩接触处的宏观和地球化学特征的研究,指出在岩体侵入前存在一组由F1、F2等拆离断层所组成的正断层系统,为金川岩体的控矿构造,且是与上一级岩浆房贯通的岩浆通道。而对不同矿体Cu、Ni及铂族元素变化趋势的总结和Ⅰ6行富铜隐伏矿体、Ⅱ2号矿体33-41行特富矿的研究,发现Ⅰ24号、Ⅱ1号与Ⅱ2号矿体的矿浆分别由两个不同的岩浆通道形成,指出了岩浆通道的可能产出位置,探讨金川铜镍硫化物矿床的岩浆通道系统成矿模型。     

中卫断裂带断层类型划分及其构造意义

中卫断裂带在晚更新世以来的左旋走滑运动中,先存的挤压逆掩、逆冲断裂带发生了分化。某些断层或断层段继续活动;另一些先存断层在晚更新世以来不再活动;此外,还发育了一些新断层。因此,我们把中卫断裂带划分出三种断层类型,即新生断层、继承性断层和遗弃断层。新生断层就是指：在某次构造运动中新发育的断层。具体到中卫断裂带来说,就是指晚更新世以来新发育的断层。这类断层是中卫断裂带左旋走滑运动的产物。在早期的挤压逆断运动中这些断层并不存在。通过对新生断层的调查研究可以获得以下资料。①反演晚更新世以来的构造应力场;②确定晚期构造运动的起始时代;③估算断层的断错幅度和速率。继承性断层就是指：在早期的挤压逆掩（冲）活动中就已经存在的断层或断层段,在晚期的左旋走滑运动中继续活动。继承性断层的最大优点是包含了较多的信息量。①继承性断层记录了多期构造运动的信息;②继承性断层是中卫断裂带多期活动的见证;③继承性断层是研究构造演化过程的重要依据。遗弃断层就是指：某些断层或断层段在早期构造运动中是主体断裂带的一部分,其活动习性与主体断裂带基本一致。当早期的构造运动终止之后,这些断层或断层段在后继的构造运动中不再活动,也就是说这些断层被遗弃。遗弃断层的作用就在于它保留了早期构造运动的大部或全部信息,这些信息基本上没有受到后期构造运动的干扰破坏。因而通过对遗弃断层的研究可以获得早期构造运动的主要信息。①确定早期构造运动终止的年代;②反演早期构造应力场方向;③研究断层的滑动方式,即粘滑和蠕滑。     

钻机立轴导管工艺分析与专用心轴设计

结合立轴导管加工中出现的一些问题,通过认真分析、研究,找到了产生问题的原因,制定了相应的解决措施,并重点介绍了一种新的专用心轴设计思路及过程。