塔里木盆地油田水文地球化学

塔里木盆地油田水总矿化度６０ｇ／Ｌ－３２０ｇ／Ｌ，与氯离子浓度呈正相关，总体上受铝酸盐矿物的成岩改造影响甚小。油田水主要为部分贫镁型和完全耗镁型两种。部分贫镁水型被认为来自方解石的白云石化作用和斜长石的溶解作用；氧同位素值，Ｌｉ，Ｂ和Ａｌ浓度随埋深而增大，高的锶浓度指示了水－铝硅酸盐矿物反应是受温度控制的Ｍｇ－Ｌｉ可指示古地温。     

烃源岩的有机酸生成及其影响因素的模拟实验研究

不同温度下地层水—烃源岩相互作用模拟实验结果表明:（1）在整个实验温度范围内（60～300℃），均有有机酸的生成，有机酸的总浓度在35.4 mg/l至153.9 mg/l之间，其中在100℃和140℃的温度下浓度最大，其它温度下浓度相对较低；（2）在低温（60℃）条件下，成熟度相对较高、有机碳含量较大的烃源岩，有利于生成有机酸，但是在中温（140℃）和高温（180℃、220℃和300℃）条件下，有机酸的生成受有机碳含量、成熟度和碳酸盐含量的多重影响；（3）中低温（60℃和140℃）时，随着碳酸盐含量的增加，有机酸浓度表现为逐渐降低的趋势，表明在60～140℃，有机酸对碳酸盐的溶解和沉淀起主要的控制作用，而高温（180℃、220℃和300℃）条件下，碳酸盐的溶解和沉淀作用受有机酸和CO2的共同控制，从而导致有机酸浓度与碳酸盐的关系变化复杂。     

火山岩储层斜长石选择性溶蚀的岩石学特征和热力学条件

长石溶孔是火山岩中重要的孔隙类型之一,火山岩的主要孔隙类型中长石溶孔所占的比例在1.24%～60.61%之间,在储层中占有重要地位.从岩相学、岩石化学CIPW标准矿物成分、热力学等方面论证了斜长石的选择性溶蚀.岩相学特征表现出斜长石选择性溶蚀的特征,即钙长石溶蚀时钠长石没有溶蚀,同时出现斜长石选择性溶蚀时钠长石和钾长石生长的现象.斜长石选择性溶蚀得到了CIPW标准矿物成分的支持,在CIPW标准矿物成分中长石的端元组分主要为钠长石和钾长石,而钙长石绝大多数为0或接近0.热力学研究表明,在同样的温度、压力和地层水成分的条件下,在斜长石中优先溶解钙长石组分.当地层水中Na+和K+浓度达到饱和时发生钠长石和钾长石沉淀,出现斜长石选择性溶蚀的同时发生钠长石和钾长石生长的现象.     

火山岩储层斜长石选择性溶蚀的岩石学及热力学研究

长石溶孔是火山岩中重要的孔隙类型之一,火山岩的主要孔隙类型中长石溶孔所占的比例在1.24%～60.61％之间,在储层中占有重要地位。从岩相学、岩石化学CIPW标准矿物成分、热力学等方面论证了斜长石的选择性溶蚀。岩相学特征表现出斜长石选择性溶蚀的特征,即钙长石溶蚀时钠长石没有溶蚀,同时出现斜长石选择性溶蚀时钠长石和钾长石生长的现象。斜长石选择性溶蚀得到了CIPW标准矿物成分的支持,在CIPW标准矿物成分中长石的端元组分主要为钠长石和钾长石,而钙长石绝大多数为0或接近0。热力学研究表明,在同样的温度、压力和地层水成分的条件下,在斜长石中优先溶解钙长石组分。当地层水中Na+和K+浓度达到饱和时发生钠长石和钾长石沉淀,出现斜长石选择性溶蚀的同时发生钠长石和钾长石生长的现象。     

砂岩储层中有机酸对主要矿物的溶蚀作用及机理研究综述

砂岩储层中有机酸对矿物的溶解和沉淀在很大程度上影响着次生孔隙的发育。研究发现，有机酸之所以能提高石英的溶蚀速率和长石的溶解度，主要是由于在矿物的表面及溶液中形成络合物，有效地降低了矿物表面反应的活化能及溶液中硅、铝离子浓度的结果。有机酸与粘土矿物的吸附或催化反应可抑制长石等其他矿物的溶解。有机酸与CO2一起共同控制着体系中碳酸盐的溶解或沉淀。     

碳酸盐岩热储对湖水回灌的响应

回灌式开采是目前普遍提倡的保持热储压力、减缓水位下降、实现地热资源可持续开发利用的有效手段之一。外源水回灌是近年来探讨的新思路,是易于回灌的碳酸盐岩储层的优选方案。本文针对天津东丽湖地区蓟县系雾迷山组白云岩热储,通过开展储层条件下水-岩相互作用实验,探讨了未处理湖水回灌的可行性和热储层的地球化学响应。结果表明,未经处理湖水回灌后,其TDS显著降低,说明发生了沉淀,经计算沉淀量为142.6 mg·L-1,相当于矿物质量增加了0.09%。反应初期阶段,斜长石发生溶解,释放出K、Ca、Na等碱金属和SiO₂等组分;导致溶液中白云石、方解石和钾长石过饱和而沉淀析出;随着反应进行,不全等溶解沉淀作用使部分白云石发生溶解,而方解石持续沉淀;伊利石是反应过程中形成的主要黏土矿物,其对储层结构的影响取决于其形状。基于现有实验结果,认为未处理湖水直接回灌对白云岩热储的影响较小,不会破坏储层结构     

陆下和洋底脊橄榄岩单斜辉石中的Na.Al^IV和Al^VI：地幔中不同熔融…

把从大西洋洋中脊采集的无斜长石的尖晶石二辉橄缆岩和方辉橄缆岩中的单斜辉石的Ｎａ－Ａｌ＾ＩＶ和Ａｌ＾ＶＩ浓度与陆下和前大洋的无斜长石的尖晶石橄榄岩的数据进行了比较。单斜辉石的Ａｌ２Ｏ３含量在洋底橄缆岩组和陆下橄缆岩组中的同一范围内发生变化，从高铝至贫铝。然而，洋底橄缆岩中单斜辉石的Ｎａ含量（０．０２￣０．６ｗｔ％Ｎａ２Ｏ）和Ａｌ＾ＶＩ／Ａｌ＾ＩＶ比值（０．３￣１）都低于陆下橄缆岩单斜辉石的Ｎａ含量（     

长石砂岩中长石溶解作用发育机理及其影响因素分析

松辽盆地和辽河盆地的砂岩储层中长石含量很高，次生孔隙主要是由长石颗粒溶解后形成的。本文运用扫描电镜、Ｘ衍射、氧碳稳定同位素等分析方法，对研究区砂岩储层中长石溶解作用发育状况以及溶解物质的迁移与沉淀的影响因素进行了分析，阐明了泥质岩在成岩过程中由于粘土矿物和有机质演化所释放出来的富含有机酸溶液对砂岩中长石溶解作用的发育产生着重要影响。     

人工回灌过程中的水-岩相互作用模拟

人工回灌过程中所发生的水-岩相互作用是影响回灌层位地下水环境质量的重要因素。采用室内实验和水文地球化学模拟等技术对人工回灌过程中的水-岩相互作用机理进行了分析。研究结果表明：受混合作用影响,随着回灌水比例的增加,混合水中TDS质量浓度降低,水化学类型由Cl·HCO₃-Na型水逐渐转变为HCO₃·Cl-Na·Ca型水;受水-岩作用影响,在同一混合比例条件下,随着水-岩作用的进行,混合水中TDS质量浓度升高,各主要离子质量浓度呈现升高的趋势,但只有回灌水比例占10%时,混合水TDS质量浓度才大于原始地下水（涨幅约5%）。实验介质溶解于水的离子中,Ca²⁺、Mg²⁺和HCO^-₃主要来源于碳酸盐矿物的溶解, Na⁺主要来自岩盐的溶解。在人工回灌过程中,发生的水-岩相互作用主要包括方解石、白云石、钾长石、岩盐、CO₂的溶解和伊利石的沉淀。其中:钾长石溶解量与伊利石沉淀量、碳酸盐矿物溶解量与CO₂溶解量的相关性较强,其相关系数分别为1.00和0.78（显著性水平为0.05）;硅酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.97（显著性水平为0.01）,相关性极强;而碳酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.52（显著性水平为0.01）,相关性较弱。上述相关性分析为确定人工回灌过程中的水-岩相互作用机理、地下水中主要离子组分的来源途径以及定量分析人工回灌对含水层介质的影响提供了依据。     

流动条件下斜长石与NaCl热液相互作用的实验研究

利用金袋热设备，于３００℃，５０ＭＰａ和流动条件下（流速：７ｍｌ／ｈ和１ｍｌ／ｈ研究了斜长石与１ｍｏｌ／ｋｇＮａＣｌ溶液的相互作用，还在同一温度压力下进行了静态实验，着重考察反应后溶液化学和长石表面化学成分的变化，以探讨钠交代作用的机理，结果表明，反应反溶液的ＰＨ值升高，Ｎａ含量降低；Ｓｉ，Ｃａ，Ｋ和Ａｌ转入溶液的特征与反应状态以及溶液流速有关；斜长石的钠交代作用涉及及钙长石组分溶解和钠长石组分结     

伊拉克HF油田上白垩统碳酸盐缓坡相储层发育特征

伊拉克HF油田上白垩统Hartha组灰岩沉积在碳酸盐缓坡环境,储层发育特征及其主控因素尚不明确。通过钻井、测井、岩芯和地震资料,并结合薄片观察、分析化验,研究了该油田Hartha组的岩石学特征、储集空间特征及物性特征,并分析了沉积相和成岩作用对储层发育的控制。结果表明,厚度约50 m的Hartha组的储层岩石类型主要为粒泥灰岩、泥粒灰岩和颗粒灰岩,孔隙度10%～22%,渗透率集中在(0.1～0.5)×10^(-3 )μm^2和(1～5)×10^(-3 )μm^2,基质物性较好。Hartha组上段储集性能相对较好,Hartha组下段发育外缓坡灰泥,储集性较差。沉积作用对储层的物性起着主要控制作用,滩相储层的物性明显好于非滩相。该套灰岩的储集空间为粒间孔、铸模孔、生物体腔孔,以及粒内溶孔和微裂缝。晚白垩世暴露剥蚀期,在表生作用下Hartha A层溶孔部分被胶结物充填,存在局部的强烈胶结带。     

Water—Rock Interaction in Tarim Basin：Constraints from Oilfield Water Geochemistry

Olifeld waters from Cenoxoic and Mesozoic terrestrial and Paleozoic marine environments in the Tarim Basin show no obvious difference in water chemistry except Br and isotopic compositions.The Paleozoic marine strata have higher Br concentrations than the terrestrial sediments,and the lack of obvious relationship between Br and I suggests that Br is not,for the most part,derived from the degradation of organic matter.The oilfield waters are characterized by high TDS(total dissolved solids),ranging from 120000mg/L to 320000mg/L relatively low Mg,high Ca,Sr,and CF relative to Br of evaporating seawater,suggestive of enhanced water-rock interaction,OAA(organic acid anions)concentrations are generally lower than 1500mg/L with high values occurring over the temperature range from 95℃ to 140℃,in the Cambrian to Jurassic systems,and nearby unconformities.Organic acids are considered to be generated mainly from thermal maturation of kerogens during progressive burial of the Jurassic-Triassic and Cambrian-Ordovician systems,biodegradation of crude oils nearby unconformities,and thermochemical sulfate reduction in part of the Cambrian and Ordovician strata.High Al concentrations up to 3mg/L to 5.5mg/L tend to occur in the waters of high OAA or petroleum-bearing intervals,suggesting the presence of organic complexing agents.Calculation by SOLMINEQ.88 with updated database shows that AlAc^2 may account for more than 30% of the total Al.Isotopic measurements(δD,δ18O)provide evidence for the following types of waters:diagenetically-modified connate meteoric water from the Jurassic and Triassic strata;diagenetically-modified connate marine water from the Cambrian and Ordovician strata;subaerially-evaporated water from the Cenozoic and Cretaceous strata;and mixed meteoric-evaporated or/and diagenetically modified connate water from the Carboniferous strata and reservoirs adjacent to the J/C and T/C unconformities.Those waters with very negative δD values from -51.30‰to-53.80‰(SMOW) and positive δ18O values from 2.99‰to 4.99‰(SMOW)in the continuous burial of the Cambrian-Ordovician system are explained to have resulted from hydrocarbon-water and water-rock interactions.     

川中地区茅口组两期流体叠合控制下的白云石化模式

岩相学特征、地化分析揭示:川中地区下二叠统茅口组白云岩存在三种白云石:①平直晶面细晶白云石(δ13C_PDB=3.06‰,δ18O_PDB=-6.81‰;Fe:1×10-6,Mn:未检出,Sr:150×10-6);②非平直晶面粗晶鞍状白云石(δ13C_PDB=3.22‰,δ18O_PDB=-7.82‰;Fe:149×10-6,Mn:185×10-6,Sr:85×10-6);③非平直晶面细晶白云石(δ13C_PDB=3.49‰,δ18O_PDB=-9.45‰;Th=123℃,S=133~139‰NaCl;Fe:58×10-6,Mn:59×10-6,Sr:76×10-6)。研究结果表明存在两期白云石化流体:①早期压实作用形成的埋藏白云石化流体(T=37.4℃;S=29.8‰NaCl);②晚期受构造控制的热液白云石化流体(Th=114.8℃;S=153~226‰NaCl)。明确了三种白云石的成因:平直晶面细晶白云石是由早期埋藏流体交代泥晶基质形成的;非平直晶面细晶白云石是平直晶面细晶白云石在受到热液流体改造后所形成的;而非平直晶面粗晶鞍状白云石则是由热液流体直接沉淀出的。基于研究结果建立了相应的白云化模式。     

世界首例沉积壳层幔源工业储集的发现

七、八十年代地学研究的热点和前沿领域之一是关于地幔的研究,氦是地幔挥发分的重要组成。其同位素3He/4He的丰度比是判识含氦地质体来源于幔、壳和大气的重要指标,其相应的表征值为1.1×10-5,10-6和1.4×10-6,在研究我国东部含油气区的工业气井天然气组分和同位素组成时,发现一批沿郯庐大断裂两侧分布的工业气井,其氦浓度为0.05～0.1％,达到了氦气资源所要求的品位.其3He/4He比值达3.7×10-6～6.36×104,由于工业气井中大气氦的组分可忽略不计,可用壳-幔二元混合模式计算氦气中幔源氦所占份额,结果表明幔源氦达33.7～57.3％,从而在我国领土上第一次发现了幔源氦在沉积壳层形成工业储集。为了解这一发现在国际上的意义位置,请中科院兰州文献情报中心科技文献检索室进行了国际联机检索,证明从1967年到1991年3月（从可能出现有关文献及1990年我所论文发表分别作了相应时间的前后延伸）国际上无有关报导,证明这一发现在世界范围也是首次。此项发现对我们更深入认识地球、地幔形成演化,对于进一步了解幔源挥发份的脱气、运移乃至成藏有重大理论意义,从而对指导有关矿产的勘查也具有实践意义。     

A preliminary evaluation model for reservoir hydrocarbon generating potential established based on dissolved hydrocarbons in oilfield water

OILFIELDWATER,WHICHEXISTSCONCOMITANTLYWITH OILORGASINSUBSURFACERESERVOIRS,ISAKINDOFIMPOR TANTCOMPONENTOFRESERVOIRFLUIDANDALSOISADRIVING FORCEANDCARRIERFORHYDROCARBONMIGRATION,ACCUMULA TIONANDHYDROCARBONRESERVOIRFORMATION.OILFIELDWA TER,HYDROCARBONANDRESER…     

Geochemical Characteristics of Oilfield Waters from the Turpan Depression,Xinjiang and Their Petroleum Geological Significance

This paper,based on the fundamental inorganic chemical and organic geochemical characteristics of oilfield waters from the Turpan Depression,presents the contents of organic matter,the distribution of low-carbon fatty acids and the contents of aromatic hydrocarbons as well as their principal ultraviolet absorption spectral and fluorescence spectral characteristics in oilfield waters from different oil/gas-bearing areas.The oil/gas reservoirs in this depression are classified in terms of their conserving conditions.In additon,the paper also discusses the chemical characteristics of oilfield waters from different types of oil/gas reservoirs with an emphasis on the characteristics of their localization in the γNa/γCa-γN a/γCl correction diagram.On this basis it is attempted to expound the fundamental geochemical characteristics of oilfield waters from the Turpan Depression and their geological significance.     

Early diagenesis in anaerobic lake sediments: chemical equilibria in interstitial waters

As part of a study of early diagenesis in anaerobic lake sediments the major ions and P, Fe, Mn, pS, p? and pH were measured in interstitial waters of cores from eutrophic Greifensee in north-central Switzerland. A guide for the interpretation of such data is thermodynamic equilibrium between the dissolved species and mineral phases. The results show that CaCO₃, which precipitates from the lake water, dissolves rapidly in the CO₂-rich interstitial waters resulting in equilibrium with calcite in the top few centimeters of sediment. Siderite, on the other hand, is nearly ten-fold supersaturated 20–30 cm below the surface. Iron monosulfides are metastable in the surface 10–20 cm of sediment and pS and p? results indicate equilibrium between polysulfides and orthorhombic sulfur. Vivianite appears to be limiting the solubility of phosphate below a few centimeters of sediment.The above processes are highly interactive, especially in the case of ferrous iron, with one result being a two order of magnitude decrease in dissolved phosphate in a depth interval of 20cm in the interstitial waters.     

准噶尔盆地车拐地区三叠系成岩作用与孔隙演化

通过岩芯观察、薄片鉴定以及测井和录井资料分析,对准噶尔盆地西北缘车拐地区三叠系储层的物性特征、孔隙类型、成岩作用及储层物性的主控因素进行了研究,认为发育于车拐地区三叠系扇三角洲前缘相带的储层经历了机械压实作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用等多种成岩作用,经过成岩作用和自生矿物特点可知车拐地区三叠系主要现今处于晚成岩阶段B期。压实作用为影响储层物性特征的主要因素,随着埋深的加大压实作用的增强物性随之变差,可使孔隙度减少20%以上;沸石和碳酸盐胶结物的溶蚀可使孔隙度增加达3%,研究区总的孔隙度分布范围主要在6%~18%之间,渗透率分布范围为0.08×10-3～40.0×10-3μm2。     

大兴安岭北段霍洛台铜铅锌矿区花岗闪长岩的岩石成因:地球化学和锆石U-Pb年代学制约

黑龙江省大兴安岭地区霍洛台花岗闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学表明,霍洛台花岗闪长岩(145 Ma)为早白垩世岩浆侵入产物。元素地球化学组成表明,为一套具埃达克岩特征的高钾钙碱性系列岩石,表现为高SiO_2(65.64%~66.00%)、高K_2O(3.67%~3.77%)、低MgO(0.09%~1.21%)、高Sr含量(814.00×10~(-6)~893.00×10~(-6)),低Yb(0.194×10~(-6)~0.536×10~(-6))和Y(6.38×10~(-6)~7.73×10~(-6)),A/CNK为0.94~0.958,轻重稀土元素分异明显。La/Yb(92.54~245.88)、Th/La(0.17~0.2)、Th/U(4.01~4.84)和Mg~#值(26.70~29.22)等特征显示霍洛台花岗闪长岩为加厚下地壳部分熔融形成。结合区域构造演化背景,认为霍洛台花岗闪长岩为受蒙古—鄂霍茨克构造体系影响下地壳加厚挤压-伸展转换阶段作用产物。     

应变率与含水率对冻土单轴压缩特性影响研究

通过对泥浆制样法制备的冻结粉质砂土的单轴压缩试验,系统地研究了冻结砂土在一个宽泛应变率以及含水率范围内的单轴压缩破坏应变特性和线弹模量特性。结果表明：随着应变率的增加,当含水率为12.0%,破坏应变逐渐增大;当含水率在16.7%～24.0%范围内时,破坏应变先增大后减小;当含水率大于等于30.6%时,破坏应变逐渐减小,3种情况下破坏应变最终都逐渐趋于稳定。破坏应变随含水率增加而先急剧增大到一个最大值,然后急剧减小,当含水率超过41.5%时,基本趋于冰的破坏应变。线弹模量先随着应变率的增大而非线性增大到一个最大值,然后应变率的继续增大使线弹模量逐渐减小,线弹模量与应变率的关系满足二次抛物函数规律。在温度为 2.0 ℃,应变率小于4.67×10-3 s-1的条件下,线弹模量随着含水率的增大而非线性增大,直至最后趋于冰的线弹模量;而在大于等于该应变率的条件下,随着含水率的增大,线弹模量先增大到一个最大值,然后减小趋于冰的线弹模量。当温度为 5.0 ℃时,类似的应变率临界值为1.00×10-2 s-1。