不同应力路径下英安岩声发射b值特征及破坏前兆

对英安岩岩样开展单轴、常规三轴加荷和三轴卸荷试验,并对试验过程进行声发射监测,研究在3种应力路径下英安岩变形破坏过程的声发射b值特征差异,探索声发射b值在岩石破坏前兆方面的规律。研究结果表明:英安岩岩样的声发射b值特征与加载的应力路径关系密切,加荷路径即单轴路径和常规三轴路径下b值变化规律相似,加荷与卸荷路径下b值变化规律差异较大。单轴和常规三轴加荷试验中,围压对声发射b值特征有较大的影响。围压越大,岩样在破坏前,b值的整体水平越高。岩样在破坏时,声发射b值下降幅度越大、降低速率越快,且b值达到整个过程中的最小值。三轴卸荷试验中,围压对声发射b值特征影响不明显。与常规三轴试验相比,三轴卸荷试验在卸荷至一定水平后,其b值整体水平更低,最终破坏时b值的最小值更小。提出当岩样峰值强度后存在明显的应力跌落,此时声发射b值的快速下降可以作为破坏前兆。b值的临界值要通过大量室内岩石声发射试验的统计结果来确定。将声发射b值快速下降、临界值突破0.6作为试验英安岩岩样的破坏前兆。     

准噶尔盆地南缘页岩气形成条件与有利区预测

通过对准噶尔盆地南缘泥页岩分布情况、厚度、面积、总有机碳含量、热演化程度、有机质类型、矿物岩石成分等因素的分析,确定了准噶尔盆地南缘侏罗系八道湾组、三工河组和西山窑组、二叠系芦草沟组、红雁池组以及石炭系是页岩气发育的有利层位。经过对有利层位的页岩气富集条件分析,并利用镜质体反射率(Ro)等值线、泥岩厚度等值线和总有机碳含量(TOC)等值线进行叠加的分析方法,最终确定霍玛吐背斜带西北缘、沙湾凹陷和莫南凸起三者过渡区域的侏罗纪地层,阜康凹陷与阜康断裂带过渡区域的侏罗纪地层,柴窝堡坳陷达坂城凹陷和永丰凹陷二叠纪地层埋藏较浅处,以及齐古断褶带石炭纪地层埋藏较浅处等4处为页岩的有利发育区。     

琼东南盆地深水区浅表层水合物稀有气体地球化学特征及意义

琼东南盆地深水区具备形成天然气水合物藏的地质条件,是我国海洋天然气水合物两个勘探开发先导示范区之一。本文选取深水区浅表层水合物为研究对象,基于天然气地球化学、稀有气体地球化学分析,开展了其与深部常规天然气藏的对比研究。结果表明:本次研究的浅表层气体碳同位素与深部常规天然气碳同位素的特征类似,气源主要为深部热成因气,生物气的贡献不明显,气体的成因类型为煤型气,推测气源岩为崖城组煤系烃源岩。轻稀有气体Ar同位素组成显示,气源岩和第三系相关;样品中³He/⁴He值偏高,指示了部分幔源气的贡献。因此,在富生烃凹陷背景下,讨论深部热成因气对水合物成藏具有重要意义,深部热成因气藏与浅层水合物藏在垂向上可以形成立体的天然气藏,为未来的“多气可采”提供理论支持,也有助于提高深水区天然气水合物矿藏开发的经济性。     

卸荷条件下高边坡大规模开挖的“地质-力学”响应研究——以西藏如美水电站右坝肩为例

以西藏如美水电站近700 m开挖边坡为例,通过现场卸荷的详细调查,对复杂地质条件下的岩质高边坡大规模开挖离散元模拟的变形响应进行了研究,得出此类边坡在卸荷条件下开挖后的变形响应过程、基本规律及地质-力学模式。模拟结果表明:高边坡大规模开挖之后,边坡的变形与开挖部位具有较强的联系,开挖面上部往往变形较大;边坡主要以浅表部碎裂岩体及深部的“滑移-拉裂”地质-力学响应为主导模式;边坡变形与开挖之后岩石卸荷有必然联系。随着开挖的继续,随着开挖面越来越远,坡体下部变形逐渐衰减,变形主要向开挖面上部累积,最终趋于稳定的响应特征。     

塔里木北缘震旦纪—寒武纪转折期碳同位素漂移事件及成因机制

震旦纪—寒武纪转折期是地球演化的关键节点,这一时期的碳-氧同位素记录在塔里木保留完整却关注较少。选取苏盖特布拉克露头震旦系与寒武系交界地层实测采样,并开展了古生物、镜下鉴定、碳同位素漂移事件的综合分析,探讨了N1(BACE)、P1(ZHUCE)等碳同位素漂移事件的成因机制。样品的δ¹³C_carb和δ¹⁸O_carb相关系数(R²=0.05)、δ¹⁸O_carb和Mn/Sr相关系数(R²=0.09)及岩石学特征表明,后期成岩改造并未导致碳-氧同位素的显著分馏,原始碳同位素特征得以基本保留。由下至上,在该剖面识别出P-1事件(δ¹³C_carb峰值1.9‰2.4‰)、N1事件(-6.8‰-10.3‰)、P1事件(1.4‰4.1‰)、N2a-c事件(-0.4‰-2.8‰)、P2a-c事件(0.2‰0.6‰)和N3事件(-3.4‰)。综合碳同位素演化特征与古生物、年代学数据,确认了玉尔吐斯组底部硅质页岩与奇格布拉克组顶部藻云岩的分界面为塔里木震旦系与寒武系的分界线,并实现了该露头与老林、肖滩、三峡、西伯利亚、阿曼和摩洛哥剖面的地层对比。分析认为,塔里木北缘震旦纪—寒武纪转折期的碳漂移事件,更多受控于古海洋氧气含量变化引起的固碳率f_org的波动。玉尔吐斯组早期海侵背景下的大规模缺氧事件导致的初级生产力和固碳率降低,是N1负漂移事件(BACE)的主因;随后海退中氧气含量的增加引起生产力重建和固碳率增加,形成了P1正漂移事件(ZHUCE)。这一成果性认识有助于塔里木盆地寒武纪古环境研究与深层超深层油气远景资源评价。     

塔里木地台北缘早寒武世古海洋氧化-还原环境与优质海相烃源岩发育模式

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组是国内已发现的最优质海相烃源岩（TOC=29.8%）,但针对该层段开展的古环境地球化学研究较匮乏.选取柯坪地区于提希剖面,开展野外勘查、薄片鉴定、主微量元素及总有机碳含量测试,探究富有机质烃源岩形成环境.研究表明,玉尔吐斯组岩石富集了包括V、U、Ni、Ba、Mo、Cu、Zn等微量元素;其底部硅质页岩展现的“负Ce异常、正Y异常、正Eu异常”的左倾稀土配分模式,较低的Ce/Ce*（均值0.45）,较高的Y/Ho（均值39.77）和极高的Eu/Eu*（均值35.32）与重晶石、磷结核等,表明塔里木地台北缘在早寒武世初期处于硫化还原和强烈热液活动的海水背景.氧化还原指标U/Al、V/Al、Th/U、V/Sc及Mo-U共变分析,揭示了早寒武世塔里木地台北缘是开阔海;同时,海水经历了“硫化缺氧（玉尔吐斯组A组Th/U_avg=0.070）→次氧化（B组Th/U_avg=1.21;C组Th/U_avg=0.62;D组Th/U_avg=1.21）→硫化缺氧（肖尔布拉克组Th/U_avg=0.13）”的变化过程;并具备较高的古生产力（TOC_max=17.2%,玉尔吐斯组ex-Ba_avg=8 634.85×10-6）和有利的有机质保存条件.据此,建立了玉尔吐斯组“周期性缺氧事件-热液活动-沿岸上升洋流”背景的缓坡型海相烃源岩发育模式.研究可为塔里木盆地深层-超深层远景油气资源评价与我国西北地区早寒武世古环境演化研究提供重要科学参考.      

琼东南盆地中央峡谷天然气水合物成藏模式

琼东南盆地是天然气水合物勘查开发先导示范区.选取琼东南盆地中央峡谷为研究对象,基于地球化学分析、地震资料解释和天然气水合物成藏条件等资料,分析天然气水合物成藏模式.结果表明:琼东南盆地天然气水合物的气源具有"热成因气为主、混合成因气为辅"的特征,主力气源岩具备充足的供烃能力.研究区发育的"通源连储"断裂、气烟囱—泥底辟—麻坑、海底滑塌体构成主要运移输导体系和储集体,在水合物形成聚集过程中具有重要控制作用,其中气烟囱为高效运移输导体,是有利勘查目标.琼东南盆地中央峡谷气田天然气水合物成藏模式为热成因气型渗漏型、渗漏—砂体复合型和生物成因气型扩散型3种.该结果为琼东南盆地天然气水合物资源评价和勘查提供参考.     

琼东南盆地水合物富集区储层特征及勘探启示

天然气水合物是海洋新能源的重要开拓领域,南海琼东南盆地是水合物富集区和热点研究区.为进一步摸清琼东南水合物富集区储层特征,选取国产自主技术装备收获的水合物岩心开展分析并获得第一手资料.通过粒度、岩矿分析（含扫描电镜）、随钻测井、红外热成像、氯离子饱和度法等综合分析,测得储层主要是由石英（含量23%）、斜绿泥石（含量17%）、绢云母（含量15%）、钠长石（含量14%）等组成的硅铝质粘土沉积,储层粒度中值15.1～34.1μm,饱和度分布3%～54%,揭示了水合物储层“细粒性、未成岩、易溃散、高电阻、高声速、强非均质性”等六大特征;结合气源、储层分析和勘探认识,建立了“异地热成因气充注、本地微生物成因气补充、气烟囱顶部运移聚集、海底扇内横向成藏”的成藏模式,重点对123 mbsf和153 mbsf(mbsf全称为meter below seafloor,表示海底以下深度,以“m”为单位)两件原位保压岩心进行X射线和CT扫描,识别出泥质粉砂孔隙型储层（海底扇横向为主）和南海新发现的水合物储层类型泥质粉砂微裂缝型储层（气烟囱垂向为主）两类主要储层;提出了“以古气候-地质事件为节点关注珠江口-琼...     

世界热点地区高饱和度天然气水合物有利沉积储集条件

天然气水合物是全球未来能源的接替资源，高饱和度(S_h>50%)水合物储层是未来面向工业化开采的首要选择。截止到目前，高饱和度天然气水合物有利沉积相带与储层条件之间的关系仍缺乏系统研究。根据公开发表的文献资料，系统总结了墨西哥湾、日本南海海槽、韩国郁陵盆地、印度Krishna-Godavari盆地以及南海神狐海域等全球5个天然气水合物热点钻探区64口井取芯及井-震联合资料，对含水合物储层岩性、沉积环境、水合物饱和度等参数进行的详细总结分析表明：在必要的温压环境和气源条件下，深海平原区块体搬运沉积和浊流等高沉积速率的深水砂质沉积物赋存孔隙型水合物，水合物可分布在砂岩、极细砂岩、粉砂岩、粉砂质黏土和泥等粒级沉积物中，但高饱和度水合物主要赋存于粉砂-细砂岩中，储层孔隙度与饱和度具有一定的正相关性。中国南海神狐海域发现含有孔虫黏土质粉砂或粉砂质黏土这种特殊的细粒沉积物，其水合物饱和度可达到中高水平(20%～76%)。上述研究成果及认识奠定了下一步寻找优质天然气水合物储层的地质基础，也可为高饱和度水合物商业化勘探开发提供理论依据。