鄂尔多斯盆地奥陶系压释水岩溶地球化学模拟

鄂尔多斯盆地的压释水岩溶是在中深埋藏条件下,富含有机酸的压释水渗入碳酸盐岩含水层所产生的溶蚀作用过程及岩溶化结果.从矿物的化学成分上来看,具有较低的Sr,较高的Fe、Mn含量,反映了埋藏较深、温度较高的成因环境.包裹体的大小、形态和分布特征显示矿物形成于水流交替缓慢,温度、压力及溶液浓度变化较为稳定的环境;包裹体的化学成分表明压释水岩溶作用较强的地区,溶解离子含量较低,pH值较低;包裹体同位素分析结果显示溶蚀孔、缝充填物的(D值较高,形成于氘富集的热卤水环境.通过压释水岩溶的地球化学模拟试验与系统分析得出:压释水的溶蚀动力源于有机酸的介入;压释水的溶蚀过程是一个缓慢的渗流扩散过程;压释水的溶蚀强度与有机酸的含量密切相关.     

鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气的地球化学研究

鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气的地球化学参数显示出煤成气的特征为高一较高的甲烷化系数、低一较低的C2 组分含量、低凝析油含量、烃类组分均相对富同位素^13C、轻烃(C6～C7)中高环烷烃含量等，其源岩无疑是石炭-二叠系(C2b-P1s)海陆交互相腐殖型母质为主的煤系气源岩。天然气地球化学参数中的甲烷化系数在平面上和纵向上的变化趋势与气层组的热演化程度存在着良好的相关性，反映出上古生界低渗透储层天然气的“广覆式生(供)气、持续运聚成藏”特征，天然气的主要成藏时期与气源岩的大量生、排烃时期(J2-K1)相匹配。局部地区的石千峰组发育晚期(K1抬升后)形成的天然气藏。气源岩母质的非均质性、成熟度的差异、运移与成藏特征等多因素叠加作用是引起天然气地球化学参数的变化在总体上的规律性与局部的复杂性共存的主要原因。     

天然气水合物与油气成藏的相关性研究

对天然气水合物的形成机理与分布特征、现今和地质历史时期天然气水合物的识别标志及其与油气成藏的相关性等方面的主要研究进展与实例的分析显示,天然气水合物在主动陆缘俯冲带增生楔和被动陆缘的陆隆台地断褶区非常发育,以似海底反射、特殊自生碳酸盐岩矿物、非搬运成因的局部沉积破坏或杂乱堆积、大型圆形凹陷和巨大规模的海底滑坡为识别标志,与油气成藏具有共生组合关系.深部气藏渗漏或油藏裂解形成的大量天然气为浅层外源成藏天然气水合物提供气源;古天然气水合物的形成有利于页岩气的保存和成藏;古天然气水合物分解可为浅层气藏提供气源.     

南方小型岩溶流域与非岩溶流域的释水过程及径流组分差异

我国南方岩溶流域和非岩溶流域下垫面条件和含水介质结构的差异造成了不同的产汇流过程及机制,进而导致不同释水时段径流组分的开发利用价值不同。为深入理解岩溶流域的产汇流机制并探索岩溶流域的水资源评价方法,文章对鄂西庙沟岩溶流域和高家坪非岩溶流域共31次洪水过程进行了流量衰减分析,对比分析了两个流域的标准衰减方程、典型次降雨的释水过程以及不同洪峰流量下的径流组分差异。结果表明:岩溶流域的释水过程快于非岩溶流域,其衰减系数比非岩溶流域大40％;两个流域的河流基流均来自裂隙介质释水,裂隙介质为流域的主要储水空间,但非岩溶流域的裂隙介质比例比岩溶流域高8.8％;随洪峰流量增加,两个流域的地表径流占比均呈对数形式增大,地下径流占比均呈对数形式减小;岩溶流域径流组分随洪峰流量变化比非岩溶流域更为敏感,其地表径流占比变幅为4％~40％,而非岩溶流域则始终小于10％。文章定量评价了管道和裂隙介质在流域中的导水及储水功能,在进一步刻画岩溶流域产汇流过程及机制方面进行了有益的探索,研究结果可为岩溶山区水资源评价和流域水文模型的改进提供科学依据。     

海洋天然气水合物成藏系统研究进展

在系统总结海洋天然气水合物形成的物质来源及成因机理、物理化学响应、形成环境及成藏模式、分布规律和资源评价进展的基础上,提出了我国开展天然气水合物成藏机理研究的方向和科学问题。2007年4—6月通过钻探获得了测井、原位测量、沉积物岩心及其顶空气、孔隙水、微生物、水合物等样品和资料。南海北部陆坡神狐海域是研究天然气水合物成藏机理和分布规律的理想区域。采用重点分析天然气水合物成藏的物质基础、形成环境、成藏过程、响应机理和成藏系统等研究思路,针对天然气水合物成藏系统中气—水—沉积物—水合物体系的相互作用机理、天然气水合物成藏过程中的物理化学响应机理、天然气水合物成藏要素的耦合控矿机理等3个关键科学问题,开展天然气水合物成藏物源、地质与温压场等成藏条件、成藏演化热动力学机理、成藏响应机理和天然气水合物成藏系统等5个方面研究。     

天然气水合物与传统油气资源共生成藏模式初探

天然气水合物与常规油气资源的成藏在时空上存在密切联系,在一定条件下可以共生成藏。存在泄漏共生、封盖共生和遮盖侧储三种基本的共生成藏模式。泄漏共生模式是先期形成了传统油气藏,而后由于发生油气泄漏并在其上方形成天然气水合物,其特征是在水合物的下方生、储、盖齐备;封盖共生模式则是先在上部形成天然气水合物,同时作为下部传统油气藏的盖层,其特征是水合物之下的传统油气藏具备生、储成藏条件,但缺乏盖层成藏要素;遮盖侧储模式是由于水合物矿藏的遮盖作用,迫使在下部形成的烃类物质向上运移时改道,在旁侧具成藏条件的邻区成藏。实际的地质成藏可能会出现这些基本模式的组合形式。     

金湖凹陷油气成藏动力学研究

成藏动力学系统是近几年在油气成藏研究中的一大热点，它以油气成藏的动力学机制和动力学过程为核心，探讨油气聚集和分布规律。本在总结前人研究成果基础上，将金湖凹陷划分为3个成藏动力学子系统和5种油气输导体系，并利用流体包裹体恢复了成藏流体充注时间；根据油气运移聚集特征，总结出“下生上储”和“自生自储”两种成藏模式；从成藏条件出发，探讨了油气成藏主控要素。     

古岩溶盆地岩溶作用模式及古地貌精细刻画——以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为例

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳天然气勘探的核心问题是寻找储层 ,关键技术是对古沟槽、古台地的识别。该区风化壳储层不发育有两方面的原因 :一是沉积相带不利 ;二是风化壳岩溶部位不利 ,属于岩溶洼地 ,溶蚀作用较弱 ,充填作用较强。鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳古岩溶地貌为地势平坦、向东开口的半封闭岩溶盆地 ,这就为该区古风化壳岩溶的发育创造了相对于其他全封闭盆地更好的条件。将岩溶盆地划分为谷地、台地、残丘、沟槽、浅洼 5种三级地貌单元类型 ,东部发育 3个水平岩溶带 ,第三水平岩溶带距夷平面 70～ 85m。根据观察结果及地下水的渗流规律 ,提出深潜流溶蚀带—深泉排水模式 ,为岩溶盆地风化壳储集体的发育提供了另一种可能的溶蚀作用方式。岩溶盆地在中深埋藏期压释岩溶作用较强 ,有利于储集体孔渗的改善、上古生界烃类的带入、古台地边缘致密带的产生及圈闭的形成。综合利用地质、钻井、地震及测井手段精细刻画了神木—榆林地区奥陶系风化壳古地貌 ,结果表明该地区古台地规模适中、古沟槽较多 ,认为东部是较有利的勘探区带     

天然气藏与油藏形成机理及分布特征的异同

作为流体矿藏气藏与油藏的形成和分布具有相似性,都需要经过由分散到富集的成藏过程。天然气来源的广泛性和易于溶解、运移、散失的特性,决定了天然气双石油具有更多的运聚成藏方式和时空分布的广泛性。水溶对流运移、多源复合成藏、溶解气脱溶成藏、运聚动平衡成藏,是天然气运聚成藏的重要特点。     

北方岩溶区地表水库—地下岩溶水库联合决策模型研究

建立了我国北方岩治区地表水库—地下岩溶水库联合决策模型。给出了一个实例,并采用有限单元法进行模拟、预报,对各种不同的建库方案进行了优选。结果表明,在我国北方岩治区,进行地表水库—地下岩溶水库联合决策,将可有效地截取地表洪水,增加地下水开采量,调节地表水与地下水资源,从而为解决我国北方岩治区水资源紧缺问题提供了一条有效途径。      

岩溶区水库盈水水源识别及评价研究

提出了一种在岩溶区进行水库水源条件量化识别及盈水水源产水量计算的新方法。实例表明,该方法具有成果可靠、操作简便的优点。      

华北平原地下热水形成条件与赋存特征

本文分两部分,第一部分扼要评述华北平原地质条件与地热背景,指出华北平原具盆地地质结构,和具有较高的区域热流与较高地温梯度背景,二者的结合有利于地下热水的形成与富集。第二部分对本区三大热水层组(上第三系、下第三系、震旦系及下古生界)分别进行评述,结合上下第三系建造,岩相类型沉积介质条件以及震旦系与下古生界碳酸盐岩岩溶发育特征分析研究了各热水层组的特点。指出上第三系热水层与岩溶层热水作为地热能资源利用有实际意义,在开发条件上,古潜山地段比较优越。     

GEOCHEMISTRY AND TECTONIC ENVIRONMENT AND RESERVOIR FORMATION OF MANTLE-DERIVED NATURAL GAS IN THE SONGLIAO BASIN, NORTHEASTERN CHINA

During several decades of exploration, a number of mantle-derived natural gas pools have been discovered in the vicinities of deep faults in the Songliao Basin, northeastern China. The natural gas in these pools has a δ 13C1 value of-16.5‰ to -24.2‰, a reversed arrangement in the amount of carbon isotopes in methane and its endogamous products (namely, Δ13c1 ＞Δ13c2 ＞Δ13c3 ＞Δ13c4 ), a 3He/4He value of 1.97 to 2.34× 10-6, and an 40Ar/36Ar value of 1063 to 1949. This indicates a mantle source for the natural gas. The trace elements Cd, In, Te and Re, never found in organic-sourced hydrocarbons, are highly enriched in certain crude oils from the Basin; respectively, concentrations of these elements were found to be 751, 28, 16 and 323 times the average crustal values in China, and this also supports a mantle-derived natural gas origin. The characteristics of mantled-derived magmatic rocks,hydrothermal fluids and gaseous fractions distributed in and near the deep Songliao Basin faults indicate that rifting tectonics is providing the mechanisms for this outgassing of the mantle. Deep extensional(normal) faults provide pathways for upward movement of these materials, and in the Songliao Basin,these deep riff fault zones are associated with reservoir occurrence and cap rock seals, forming good sites for accumulation of mantle-derived natural gas. Furthermore, a layer of low velocity, low density and high conductivity in the deep crust has been identified as a potential reservoir for mantle-derived natural gas.     

焦作地区天然水环境同位素组成及其在岩溶水文地质中的应用

本文在研究焦作地区的大气降水、地表水和地下水的氢氧稳定同位素组成和氢的放射性同位素(氚)以及它们的分布特征的基础上,利用环境同位素水文地质方法探讨了焦怍地区岩溶水的补给、迳流和排泄条件,并分析了焦作岩溶水系统与三姑泉岩溶水系统的关系。      

云南蒙自五里冲水库岩溶及其工程处理

五里冲水库个旧组（T2^cg)灰岩，岩溶极其发育，其中尤以洼地深、峰丛高、溶洞多又大，地下河管道单一较长、岩溶总体发育历史悠久为特点，以更新世以来岩溶最为发育，现今地下河管道主要形成于晚更新世至今。因区域地壳持续抬升，岩溶没有成层发育的规律，但自上向下递减现象明显。工程上五里冲水库是以帷幕高压灌浆技术为主辅以其它多种方法处理溶洞及封堵地下河，利用天然盲谷成库的一座无大坝中型水库。帷幕高压灌浆技术先、便捷、可靠。水库蓄水己达设计水位，发挥了效益。一年可向蒙自县供水8161万m^3，可增加灌溉面积10万亩，改善灌溉2.3万亩，向城市及工业供水1210万m^3，使蒙自水利化程度由37%提高到70%以上。     

桂林地区岩溶水混合溶蚀试验

在桂林东区挑选了10个不同类型岩溶水作为端元水,按比例在现场进行两两混合,形成五组混合水样。对于每个混合样的化学性质都有一组实测数据和计算数据,经过分析对比有以下认识:天然水混合后饱和度的变化远比按照理论推导的复杂得多;混合水饱和度的变化是由于混合水产生化学和生物化学变化引起;混合水中只有极少数有附加侵蚀性。因此,本区天然水混合溶蚀现象不多见。     

山西岩溶水强径流带的成因类型及其水文地质特征

根据成因特征,将山西岩溶水强径流带分为五种类型:接触带型、河谷型、构造带型、向斜谷地型和复合型.通过野外调查及对大量实测资料的分析研究,揭示出山西岩溶水强径流带的主要发育与分布特征:岩溶水强径流带呈网状分布;发育深度50~300m;地下水面呈槽谷型,水力坡度一般在0.6‰~2.8‰之间.岩溶强径流带水量丰富,单井出水量大于1000m3/d,是建立岩溶水水源地的理想场所.     

贵州平寨水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞及其形成机制

平寨水库坝址区以碳酸盐岩为主,岩溶较发育,水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞,是水库地下工程施工开挖中揭露的规模最大、对水库渗漏影响最大、设计及施工处理难度最大的溶洞。本文以工程前期地质勘察工作为基础,在区域地貌、地质构造格局、地层岩性、地表及地下水系发育特征研究的基础上,结合工程防渗施工揭露的岩溶水文地质现象、洞穴充填物研究等,从可溶性岩层、地下水来源及运移途径、暗河冲刷与洞顶坍塌作用4个方面,对溶洞发育形成机制进行了研究。分析认为,鸡场背斜北西翼纵向张裂隙和横张裂隙及层间滑脱、断裂破碎带,为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下水向三岔河的径流提供了运移的原始空间与通道,形成溶洞的地下水为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下暗河,长期溶蚀作用使裂隙通道变为溶蚀宽缝并最终转化为岩溶管道,岩溶水沿此通道在左岸底层灌浆廊道桩号0+238～0+296m附近下中部岩体呈虹吸状循环,地下水的强烈冲刷与洞顶坍塌在溶洞形成过程中的作用巨大,后因深部径流条件改变,岩溶管道被逐渐堵塞,形成如今的大型充填溶洞。