陆相页岩油效益开发的若干问题

我国陆相页岩油已经取得一系列重大勘探开发突破,但大规模开发的抗风险能力和可持续发展能力存在较大挑战.实现陆相页岩油规模效益开发,理念变革是关键,为此提出“全生命周期可接受经济指标条件下最大化采收率、最小化环境影响为根本目标”的效益开发理念.为了支撑上述开发理念,提出需系统性评价陆相页岩油的流动能力、改造能力和提高采收率能力并梳理出关键评价内容,对前人较少关注的页岩油原油性质空间非均质性、微观润湿性、大分子滞留、细观-宏观多尺度力学性质、主动应力干扰机理等关键评价问题进行剖析阐述.指出：页岩油流动能力是甜点评价和提高采收率的基础,地质时间尺度页岩油流-固耦合演化过程形成的累积效应具有控制性作用;页岩复杂组构多尺度力学性质及诱导应力场动态演化行为是改造能力的关键,可通过主动应力干扰提高“人工渗流体”的有效性;陆相页岩油在工作介质介入条件下的可流动能力是微观驱油效率的核心,在立体开发条件下构建和强化特殊的提高采收率机制;流体非均质性、微观润湿性、细观力学性质及人工渗流体基质有效渗透率是需要高度关注的基础性评价参数并强化其定量表征和理论建模.建议加强针对性实验装备研制和实验方法创新,强化陆相页...     

地面救援车载钻机的研制

矿山发生事故导致人员被困井下时,通过地面钻孔进行救援是一种有效的手段。救援车载钻机可适应多种钻进工艺,具有地层适应性广、机动性高、事故处理能力强等优点,是矿山事故救援的理想机型。鉴于国产车载钻机在生命保障孔及大直径救援井施工中存在的不足,研制了ZMK5550TZJF50/120型车载钻机,开发了适应多种工艺的大能力动力头,采用大通孔主轴、大通径冲管、气举反循环气管安设接口等设计,转速转矩调节范围宽,可满足多种钻进工艺,实测最大转矩51350 N·m,具备施工大直径钻孔和处理事故能力;设计了油缸?钢丝绳伸缩式桅杆给进装置,实现长工作行程14 m,短运输尺寸13.6 m,实测最大起拔力1205 kN,具备孔内事故强力解卡的能力。将动力及电液控制系统集成至动力泵站,为车载钻机、钻杆输送系统、井口平台提供动力源和控制源,分体式布局解决了钻进能力提升与整机质量尺寸间的矛盾,满足道路运输要求,能充分发挥钻机的高机动性。为提高起下钻效率、机械化程度,减少工人数量并降低劳动强度,研制了钻具自动加卸系统,通过HG2-01型换杆装置、液压提引装置、自动拧卸装置协同作业,实现起下钻具效率小于3 min/根。钻机在宁夏梅花井矿完成了直径830 mm、深度624.1 m救援井的施工,平均机械钻速3.1 m/h,透巷井深654.1 m,具备600 m深度的钻孔救援能力,为我国矿山灾害救援提供了装备保障。      

坑道钻机模块化双泵站功率匹配实验研究

为解决坑道钻机动力泵站重量大、搬迁运输难题,提出通过模块设计,将泵站进行拆分,采用小排量双动力双泵合流解决方案。化整为零,可有效减小单个泵站的运输尺寸及重量,并可根据工况需求选择单泵站或双泵合流提高钻机使用的灵活性,同时降低能耗。负载敏感系统具有节能、负载适应性好、调速方便等优点,然而双负载敏感泵系统合流时,2个泵的输出功率不平衡,钻机输出参数不符合设计要求是亟需解决的难题。理论分析指出,两个负载敏感泵与负载敏感阀之间的反馈管路差异影响2个泵的功率平衡,然后建立双动力双泵负载敏感系统动态模型。基于该模型,动态分析双负载敏感泵系统压力流量特性,重点分析反馈管路以及压力补偿器对双泵站功率平衡的影响,并提出双负载敏感泵系统功率匹配方法。通过台架实验对理论分析结果进行验证,结果表明, 管路差异对双泵双动力负载敏感泵合流系统输出特性有较大的影响。在反馈管路中设置阻尼并根据管路匹配阻尼参数,可实现双泵输出参数的基本平衡。通过微调压力补偿器弹簧预压缩量,可使系统达到较好平衡,消除管路差异影响。该方法解决了2个泵站输出功率不平衡问题,该方法有较强的普适性和应用价值,对坑道钻机液压泵站的模块化设计具有重要的参考意义。      

南天山—北山—索伦—长春缝合带的性质与演化

南天山—北山—索伦—长春缝合带作为古亚洲洋的最终闭合位置,其形成与演化特征一直以来都是中亚造山带相关研究的焦点与热点问题。对于该缝合带形成时代以及俯冲极性等方面的研究,有利于揭示中亚造山带的增生与演化历史,为古亚洲洋构造演化模型的建立提供理论支持。笔者等依据南天山—北山—索伦—长春缝合带内的大地构造背景、构造岩石组成、闭合方式和闭合时代的差异,自西向东将其分为4段：① 南天山缝合带位于缝合带西段,形成于塔里木板块向北俯冲与哈萨克斯坦—伊犁地块发生拼贴的过程中,根据高压变质年龄、钉合岩体以及不整合盖层等证据来综合分析,其闭合时代应为晚石炭世;② 北山缝合带位于缝合带中段,形成于敦煌地块和阿拉善地块向北俯冲与北部图瓦—蒙古板块发生拼贴的过程中,根据带内蛇绿岩的年代学证据限定其闭合时代应为早—中二叠世。阿拉善地块北缘的两条蛇绿岩带作为北山缝合带与索伦—长春缝合带之间的连接带,分别代表了古亚洲洋在该区域闭合时形成的缝合带和弧后盆地,其形成时代应当为中二叠世—晚二叠世早期;③ 索伦—长春缝合带位于缝合带中—东段,古亚洲洋在该地区同时发生了南北两侧的双向俯冲,两侧地块在中二叠世—早三叠世完成拼贴;④长春—延吉缝合带形成于中三叠世前后华北板块与佳木斯—兴凯地块的俯冲增生过程中,其较西侧索伦—长春缝合带的形成时间（270~250 Ma）晚20~30 Ma。因此长春—延吉缝合带与索伦—长春缝合带的形成时代与构造背景存在显著的差异,不属于其东延部分。在上述分析基础上,笔者等认为古亚洲洋沿南天山—北山—索伦—长春缝合带自西向东发生了4个阶段的演化过程,闭合时代自西向东逐渐变年轻,整个过程从晚石炭世一直持续到了三叠世,其中长春—延吉缝合带记录了古亚洲洋和古太平洋构造域叠加与转换的地质过程。     

辽宁五龙地区中生代火成岩成因及其找矿意义

辽宁五龙金矿是辽东地区大型岩浆热液型矿床之一,成矿作用主要与中生代火成岩有关,为了进一步理清五龙地区中生代火成岩成因,本文对五龙金矿区大量花岗斑岩脉、闪长岩脉、三股流岩体和其中的各类脉岩进行了单颗粒锆石LA-ICPMS U-Pb测年和岩石主、微量元素地球化学研究。结果表明,五龙地区岩浆岩形成时代主要有晚侏罗世和早白垩世,矿区内近南北向展布的花岗斑岩脉形成于晚侏罗世（154.3±0.9~155.6±1.1 Ma）,指示矿区在晚侏罗世受到区域最大主应力方向为近南北向;三股流岩体成岩最新年龄（116.8±0.8~117.3±0.7 Ma）基本位于前人报道的年龄范围（111~129 Ma）;地球化学数据表明各类岩浆岩属于高钾钙碱性—钾玄岩系列,具有相同源区特征,形成于活动大陆边缘俯冲伸展环境下的弧岩浆,并且具有壳幔混合及进一步演化特征;结合不同深度标高成矿元素丰度特征,指示闪长岩与成矿作用密切相关,并且越往深部成矿潜力越大,对该地区找矿预测具有重要指导意义。     

鄂尔多斯盆地陇东地区长7段重力流砂体构型及其主控因素

鄂尔多斯盆地陇东地区长7段重力流砂体规模巨大、油气资源丰富,但不同层系不同地区砂体的形态、规模及叠置关系差异巨大,砂体构型特征及发育规律认识程度低,制约了其油气滚动勘探和开发效率。在岩心观察基础上,基于单井砂体构型界面识别和区域性连井砂体对比,结合砂体沉积微相类型开展了砂体构型划分和发育特征研究。研究认为陇东地区长7段重力流砂体规模较大,主要发育西南物源体系,其次为东北物源。发育典型的重力流水道—湖底扇沉积,可细分为侵蚀型水道、过渡型水道、沉积型水道、溢岸、沟道化朵叶体、板状朵叶体和浊积席状砂7种沉积微相。自三角洲前缘斜坡至深湖沉积中心,除砂体形态从条带状向扇形转换外,砂体规模、垂向叠置关系、横向迁移方式等构型特征亦呈现规律性变化,平面上呈现良好的分带性。在靠近三角洲前缘斜坡的近岸半深湖区,单砂体厚度小,呈孤立条带状分布,叠置关系以薄互层或单层型为主;向盆地内部,单砂体厚度增大,横向连通性增强,砂体叠置导致垂向连通性增强,逐渐向连续叠加型转化;靠近沉积中心地区,单砂体厚度略有减小,但横向连通性显著增强,连片性明显,呈间隔叠加型。综合分析认为,该区重力流砂体构型受控于重力流沉积微相、基准面旋回变化以及物源供给速率。     

湖北铜绿山铜铁矿床中煌斑岩的矿物学特征及岩石成因初探

湖北铜绿山矽卡岩型铜铁矿床处于长江中下游铁铜成矿带西部的鄂东南矿集区。最近我们在该矿区工作中采集到两条侵入于含矿石英二长闪长玢岩中的煌斑岩脉。本文对这些煌斑岩脉进行了详细的镜下岩相学观察,并对其中造岩矿物黑云母、辉石和长石进行了电子探针成分分析。根据这些数据本文论述了煌斑岩的物源、形成环境以及岩浆体系的物理化学条件。研究表明,煌斑岩中云母为富镁黑云母,其形成的岩浆体系处于中低氧逸度(近Ni-Ni O);黑云母与全岩都具有高钛特征,表明煌斑岩的物源深度可能来自较深部地幔(如软流圈)。煌斑岩中辉石为单斜辉石,环带较为发育,有韵律环带和正环带,其韵律环带的形成可能是由于岩浆温压环境存在振荡性变化而形成的。铜绿山矿床中煌斑岩属于云煌岩;其岩浆来源具幔源性,受到地壳的混染作用不强。     

高温高压下石英砂岩的电导率实验研究

利用交流阻抗谱实验技术,在0.5~2.0 GPa、573~873 K和10-1~106 Hz条件下,借助YJ-3000t紧装式六面顶高压设备和Solartron-1260阻抗/增益-相位分析仪测定了石英砂岩的电导率。实验结果表明:在测定的频率范围,样品的复阻抗的实部、虚部、模和相角对频率有很强的依赖性。随着温度升高,电导率增大,lgσT与1/T之间符合Arrhenius线性关系。通过拟合计算,获得了表征样品电学性质的指前因子、活化焓、活化能、活化体积等物性参数。杂质离子导电机制对高温高压下石英砂岩的导电行为提供了合理的解释。     

湘西北页岩层地震反射波组特征研究

湘西北地区发育寒武系下统牛蹄塘组、志留系下统龙马溪组两套富有机质黑色页岩。通过合成地震记录和已知地质特征推断反射层位的方法,对两套含烃黑色页岩层的地震地质特征、波组层位识别、波组特征进行了分析对比,总结出湘西北地区页岩层地震反射波所具有的典型特征:龙马溪组存在3~4个强相位,主频集中在30Hz左右;牛蹄塘组存在3个强反射界面,因深度加大,其主频集中在20Hz左右。由于龙马溪组和牛蹄塘组二组地层间距达2 500~3 000m,因此在湘西北地区将二组地层的反射波视作一个波系,其二维地震剖面存在3个波组4个反射层位或3个波组3个反射层位,三个波组分别为龙马溪组,中寒武底界及牛蹄塘组。另外因龙马溪组砂质泥岩段具有低速、低密度、低电阻率、高放射性等特征,其界面波阻抗差异较大,可作为本区的地震波标志层位。     

宽成分谱系岩墙群的岩石成因及其构造与成矿意义

在综述国际上为数不多的宽谱系岩墙群（WSDS）研究实例的基础上,以太行山板内造山带中的岩基后岩墙群为例,详细论证了WSDS的形成机制,并简要讨论其构造与成矿意义。研究认为,①WSDS是一类非常特殊的岩石组合,其岩石组成的多样性主要取决于岩浆起源,因而不同于已知的其他火成岩组合;②WSDS直接的构造指向是造山带岩石圈拆沉作用;③WSDS的产生必须有大规模流体活动的参与,因而是成矿作用的指示器;④岩浆系统是一种复杂性动力系统。在理想系统的框架下,由WSDS识别出的许多成因信息是相矛盾的。但是,在复杂系统的框架下,这些信息可以得到整合解释;⑤板内造山作用是一种特殊类型的造山作用,与板缘构造力没有直接的联系。WSDS同样适用于板内与板缘2种造山类型,具有普适性,都与岩石圈加厚拆沉有关。