北京地区碳酸盐岩热储渗透性研究

为了从整体上了解北京地区雾迷山组热储的渗透性,首先对采自野外露头和井下热储的34件岩心的孔隙度和渗透率进行了研究和对比,结果显示井下岩心与野外露头岩心渗透率的变化范围分别为（0.0001158～0.33333）10-3m2 和（0.0088～0.334）10-3m2,平均值分别为0.062232110-3m2和0.38531610-3m2。所有岩心的孔隙度在0.25% ～3.00%之间。110眼地热井的抽水试验结果显示,热储渗透率介于（13.74～104474.00）10-3m2之间,平均值为4797.5810-3m2。渗透率在（100～1000）10-3m2之间的累积百分数超过了75%,渗透率小于10010-3m2的样本数仅占13.64%,还有0.91%的样本渗透率超过了10000010-3m2。为表现顶板不同埋深条件与热储渗透率的关系,将顶板埋深分为小于500m、500～1000m、1000～1500m、1500～2000m、2000～2500m、2500～3000m、3000～3500m 7个层段。结果显示热储平均渗透率随热储顶板平均埋深的增大以指数形式减小。     

PHREEQC模拟宝坻区地表水回灌雾迷山组地热井探析

天津市蕴藏着丰富的中低温地热资源,但是近年来地热集中开采区内热储压力持续下降,为了提高地热资源的可持续利用强度,对地热回灌方法的研究势在必行.本文从水文地球化学角度入手,分析了不同比例地表水与地热流体混合后流体主要离子组分的变化情况及结垢性,并以潮白河河水回灌宝坻区雾迷山组地热井(BD-02井)为例,采用PHREEQC软件对混合作用进行了不同比例模拟,结果显示混合比例达到1:1时,主要离子组分含量稳定,未对原地热流体水质造成影响.河水与地热流体混合时,碳酸盐矿物、含铁矿物、温石棉和滑石的饱和指数呈现降低趋势,不会出现结垢的现象,回灌能长期稳定进行.     

容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝主控因素及成因机制

容城地热田雾迷山组是华北地区典型的低孔隙度碳酸盐岩热储层,也是地热流体勘探的主要目标。裂缝对研究区地热流体的富集和产能有重要影响。本文通过对研究区岩心、薄片和成像测井等资料的分析,确定了裂缝的发育特征、控制因素和形成期次。结果表明容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝多为未充填的高角度斜交缝,11.8%的裂缝被方解石和石英脉充填。裂缝开度主要集中在0~2 mm,靠近断裂的D19井开度最大（均值为3.65 mm）,孔隙度也最大（均值为0.752 3%）,裂缝孔隙度随开度的增大线性增加。裂缝在断裂附近或者构造应力场较大的区域更为发育,受构造作用影响最明显。在同一构造环境和应力场下,岩性是控制研究区裂缝发育的主导因素。容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝大致分为3组,印支期形成的NNE-SSW与NW-SE向“X”型共轭剪裂缝,燕山晚期形成的NEE-SWW向剪裂缝,以及喜马拉雅期形成的近E-W向张裂缝。

     

天津市南部平原区雾迷山组热储岩溶裂隙发育规律

蓟县系雾迷山组是天津主力开发的热储层位,对这套地层的研究主要集中在热储层温度场、动力场、水化学场和地表水回灌等方面,在热储岩溶裂隙方面的研究较少。通过对天津市138眼雾迷山组地热井的完井和测井资料进行对比分析,统计了不同构造单元雾迷山组一、二类裂缝发育,热储顶板埋深,地热井单位涌水量和上覆不同地层的情况,总结了其岩溶裂隙发育规律。结果表明: 雾迷山组岩溶裂隙较发育,漏失部位距热储顶板埋深距离集中在100 m以浅; 热储顶部岩溶发育,裂隙发育受上覆不同地层的影响不大,裂隙发育与该层顶板埋深的相关性不明显,但整体上有裂隙发育随顶板埋深加大而略有减小的趋势; 地热井的单位涌水量随裂隙发育程度的增大而变大; 热储裂隙比集中在0.1~0.4,受构造影响,在张性断裂构造带、断裂交汇和背斜轴部热储构造裂隙较发育。研究结果可为天津市雾迷山组地热的有效开发利用与地热钻探提供参考。     

任丘油田雾迷山组白云岩储集层的渗透性试验研究

运用815.02型电液伺服岩石力学试验系统对任丘油田雾迷山组18块白云岩岩芯的渗透性进行了测试.结果表明,溶蚀孔洞型中-亮晶藻屑白云岩和角砾岩,初始和峰值渗透率均较高(分别为143.10×10-7-206.00×10-7Darcy和386.80×10-7-790.00×10-7Darcy),而且破坏强度较低(35.8MPa-55.3MPa);裂隙型白云岩初始渗透率为1.48×10-7-23.40×10-7Darcy,峰值渗透率32.13×10-7-202.10×10-7Darcy;泥质白云岩和硅质白云岩,岩性致密,初始渗透率几乎为零,峰值渗透率66.00×10-7-152.20×10-7Darcy,而且其破坏强度最高可达107.50MPa.同时运用Amray 1000B型电子扫描显微镜和9310型微孔结构分析仪研究了空隙发育对渗透性的影响.     

燕山冀北凹陷雾迷山组沉积相研究

在收集前人及野外采集资料基础上,利用薄片鉴定、岩石密度分析,对冀北坳陷中新元古界雾迷山组的岩石类型与特征、沉积相标志、剖面相研究了其沉积相类型。结果认为研究区属于典型的陆表海碳酸盐台地沉积环境,根据岩性及叠层石特征可细分为潮下、潮间和潮上带。其中一、二段由近35个小型韵律层组成了一个完整的由海侵到海退的沉积序列,具有自潮下至潮间再至潮上的潮坪相为主的沉积样式,为典型的雾迷山韵律沉积。第三段小型叠层石只见于三段的下部,而从第12层开始出现大型叠层石。第四段灰质白云岩中含沥青质块体,层理一般平直,或微波状,有时可见斜层理和波痕,为潮间带一潮下带沉积。     

天津蓟县雾迷山旋回层基本模式及其马尔柯夫链分析

津蓟县的中元古界雾迷山组,是一套碳酸盐岩地层,具近似对称相序组构的环潮坪型碳酸盐米级旋回层序特别以育。其近似对称的相序组构及普遍的1：4叠加形态,表明它们与短偏心率旋回具有成因关联,被命名为雾迷山旋回层来代表真正的碳酸盐沉积旋回。雾迷山旋回层是与高频率产面变化相关的环境加深及环境变浅过程的产物。马尔柯夫链分析的结果表明了雾迷山旋回层的基本相序模式是客观存在的,由于它们以瞬时暴露间断面为界,因而与Vail等（1977）的层序地层概念体系中所定义的“准层序”存在明显的差异。尽管难以断定前寒武纪地球轨道效应旋回的周期安全与显生宙一致,但是,七级韵律层、六级旋回层及五级准层序组之间的垂直叠置形态,以及由它们所指示的周期时限,与显生宙温室效应时期的轨道效应旋回周期是大体一致的。     

雄安新区地层及主要热储空间结构特征与地热水资源潜力

雄安新区中深层白云岩热储地热资源丰富,为了提高对该区主要热储白云岩热储特征及地热水资源潜力的认识程度,指导新区中深层白云岩热储地热水资源的规模化开发,基于钻井、地震、地质等资料,研究了该区白云岩热储的地层空间分布、构造特征、储集空间特征和主建设区白云岩热储地热水资源潜力。研究表明：雄安新区主要热储雾迷山组、高于庄组除在断裂面部分地区外基本全区分布;雾迷山组埋深在容城凸起、牛驼镇凸起相对较浅,在高阳低凸起相对较深;高于庄组有类似的分布特征,总体埋深更深,温度更高;其它地层除第四系、新近系明化镇组外分布都比较局限;区内发育众多以NNE向为主的正断层,与少数其它方向断裂交会,将深部地热通过流体传输到浅部,并造就断裂两侧大量的裂缝和控制岩溶发育方向及规模,形成众多溶蚀孔洞;同时构造演化中雾迷山组古地貌中高地貌部分,在喜山期大多剥蚀与新生界形成不整合面,共同构成本区重要的输导通道和储集空间,岩溶孔洞和裂缝结合型复合空间是本区雾迷山组主要热储空间,单独的裂缝、孔洞是次要热储空间,大型溶洞一旦发育往往是主力产水层;新区主建设区顶面在5000 m（底部埋深可达6000 m）及以浅的白云岩岩溶裂缝热储地热水资源,按100年采用总热水储量的50%及500 m井距“三采两灌”原则单井产量110 m³/h计,最适宜生产井布井数目233口,主建设区现阶段可满足每年4787×10⁴ m²的供暖面积,占实际需求的30.1%。结论认为：雾迷山组埋深较浅,在当前经济技术条件下目前是主力热储,高于庄组埋深较深是最重要的备用热储,今后20年内会被大规模开发利用,但即便现在同时开发它们也不能满足雄安新区主建设区的清洁能源需求,需要发展“多能互补”系统,域外的过剩地热资源能否向域内目标区集输受经济成本和环境成本风险制约。

     

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素特征研究

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素和Mn/Sr比值数据反映了碳酸盐岩的原始沉积特征。δ¹³C_PDB数值范围-2‰~2‰,δ¹⁸O_PDB数值范围为-10‰~-4‰,其平均值分别为0.15‰,-6.2‰,碳同位素组成具有旋回性变化特征。在雾迷山组一段中上部,δ¹³C表现出明显的正漂移,可能为藻类的大量繁殖、有机碳增加所引起。δ¹⁸O的增加为气候变冷和冰川作用的结果。在δ¹³C为负值的层段,δ¹⁸O数值较高。碳氧同位素组成的这种特征可能与海平面变化有关。     

北京地区雾迷山组地热储层微观孔隙结构及孔渗特征

以北京地区中元古界蓟县系雾迷山组碳酸盐岩地热储层为研究对象,通过扫描电镜(SEM)和薄片鉴定,划分了样品微观孔隙类型,借助MATLAB图像处理技术,定量化表征微裂缝密度和尺寸发育特征; 联合毛管力测试与低温液氮吸附实验,定量化雾迷山组白云岩微-介-宏孔体积分布; 分析宏观孔渗测试结果,认为微裂缝越发育、透气孔越多、孔喉均质性越好,孔渗越大的微观-宏观作用规律,并拟合了孔渗经验关系式; 建立了基于测井资料划分有利开发层段的方法。雾迷山组白云岩基质孔隙连通性较差,微裂隙与溶蚀孔洞提供了主要渗流通道; 整体孔隙分布频率随孔径整体呈正态分布,最可能几率孔径分布于50~60 nm。研究成果可为华北地区雾迷山组地热资源开发提供基础数据支撑。     

天津蓟州雾迷山组与洪水庄组沉积环境与地球化学特征

为明确天津蓟州中—新元古界沉积环境和古气候,笔者以天津蓟州雾迷山组与洪水庄组为例,在燕辽坳拉谷地质与沉积背景的基础上,结合野外露头,开展对其地球化学特征的研究。结果表明:①雾迷山组和洪水庄组沉积相为碳酸盐岩台地相。其中雾迷山组主要为潮坪亚相,并发育潮上带-潮间带-潮下带的沉积韵律,洪水庄组主要为潟湖亚相。②雾迷山组发育碳酸盐岩,样品的化学成分以CaO和MgO为主,两者含量相近,较多的SiO2含量显示该时期碳酸盐岩沉积时混入较多的陆源碎屑;洪水庄组发育泥岩、页岩,样品的化学成分以SiO2为主。③镁铝比值(8～21 670)显示雾迷山组与洪水庄组沉积环境为泻湖碳酸盐岩沉积环境,洪水庄组中较低的m值(8～12)表明该时期有淡水注入。④Mn含量以及Na/Al显示雾迷山组沉积时期气候干旱,并且具有偏干旱与偏短暂湿润气候频繁转换的沉积特点,洪水庄组沉积时期气候温暖潮湿。     

天津地区雾迷山组热储数值模拟研究

以天津地区雾迷山组热储为例,利用TOUGH2.0数值模拟软件建立了地热流体的数值模型,并利用2014年11月至2015年10月的水位动态资料进行了模型的验证,达到较为理想的拟合结果.在此基础上,对天津地区雾迷山组热储压力场变化趋势进行了预测,在保持现有开采方式的条件下,三个方案年均水位降幅压力分别为0.038 MPa、0.042 MPa、0.023 MPa.说明了地热资源开发利用可采热流体资源量的大小,与实际开采量的大小关系不大,与回灌量的大小有更为直观的联系.所以要想增大热储层流体开采量,必须先解决热储层回灌问题.     

塔河油田碳酸盐岩岩溶测井响应特征

裂缝和溶蚀孔洞是塔河油田奥陶系碳酸盐岩的主要储渗空间，对碳酸盐岩裂缝与岩溶发育规律的研究具有重要的意义．在分析本区地质演化特征的基础上，利用不同岩溶相带在测井曲线上的不同反映，初步分析并总结了中上奥陶统尖灭线以南及以北下奥陶统岩溶发育带的测井响应特征．     

蓟县剖面杨庄组和雾迷山组形成年龄的研究

对蓟县剖面杨庄组和雾迷山组白云岩中条带状燧石采用⁴⁰Ar/³⁹Ar阶段加热技术和Cl-Ar相关性,消除了样品中次生流体包体及过剩Ar的干扰,从而获得燧石⁴⁰Ar/³⁹Ar等时年龄。结果表明高于庄组-杨庄组、杨庄组-雾迷组和雾迷山-洪水庄组的界限年龄分别是1380、1310和1207Ma.     

泌阳凹陷湖相碳酸盐岩未成熟石油的形成条件

泌阳凹陷下第三系核桃园组H3^1-H2^3段湖相白云岩，分布有未熟油的工业性油流，原油来自同层段的湖相泥质白云岩，属自生自储式原油，通过凹陷中心云2井和云1井岩芯的有机地球化学研究，论述了白云岩系未熟油形成的内因和外因，有机质丰度高和优良的成油母质类型（包括被细菌改造“腐泥化”的母质）和良好的岩性组合是早期成油的物质基础；双层水体的咸水碱性环境是早期成油的外界条件。其成烃模式表明，泌阳凹陷湖相碳酸盐岩存在早期和晚期两个成烃高峰期。     

雄安新区蓟县系雾迷山组地层水对白云岩溶蚀的模拟实验研究

为了研究雄安新区雾迷山组地层水对白云岩的溶蚀作用,文章以雾迷山组白云岩为研究对象,以井下雾迷山组地层水为实验流体,开展高温高压条件下溶蚀模拟实验。实验结果表明：（1）样品在地层水中的溶蚀速率随温度增加总体呈下降趋势,具有快速下降—缓慢增加—快速下降的特征,在100~140 ℃范围内明显增加。样品在地层水中的溶蚀速率随压力增加明显增大。反应溶液的Ca²⁺、Mg²⁺浓度增加量随温度、压力变化特征与样品溶蚀速率随温度、压力变化特征一致;（2）孔隙、微裂隙欠发育的样品仅在样品表面发生溶蚀,使得样品表面变模糊。孔隙、微裂隙发育的样品,沿粒间、晶间孔隙及各类裂隙溶蚀、扩展,最终呈一定程度连通;（3）埋藏成岩环境下,在100~140 ℃范围存在一个保持较高溶蚀能力的温度窗口,这可能是研究区雾迷山组白云岩岩溶储层形成的有利温度区间。     

天津市蓟县系雾迷山组热储层水位动态变化及趋势预测研究

通过对天津市蓟县系雾迷山组热储层地下水位动态规律的分析,利用LUMPFIT软件预测了在不同开采量下未来水位的变化规律。结果表明,水位呈逐年下降的趋势,但由于回灌量的增加,水位下降速率明显减小。     

蓟县雾迷山组碳酸盐岩原地型风暴沉积特征及成因探讨

蓟县地区雾迷山组碳酸盐岩地层中发育原地型风暴沉积,它具有A、B、C和D四个沉积单元,即下部单元A为丘状角砾岩,中部单元B为波纹状层理,上部单元C为水平层理,顶部单元D为厚层一块层状层理,运用现代气象学和海洋水文学的研究成果,文章对该区原地型风暴沉积的成因作了初步探讨,认为在风暴作用下,形成海水高速涡漩,受风暴控制的碳酸盐台地或浅海沉积盆地底部沉积物被剪切、打碎而形成角砾,风暴衰减后,几乎在原地沉积下来,形成了具有独特韵律的沉积构造。     

天津地区深部蓟县系雾迷山组热储岩溶非均一性特征研究

天津地区蓟县系雾迷山组热储层岩性以碳酸盐岩为主,是天津地区目前开采层最深、开采强度最大、流体温度最高的主力开采层。钻遇该层的所有地热井均能开采出地热流体,反映了该热储层在区域上具有相对均一的发育特征。但通过钻探、井下物探及流体特征分析发现,因岩性不同、结构差异以及外部条件的变化,如溶蚀、构造、风化等多种因素对岩石裂隙改造的程度不同,导致不同构造部位、不同埋深的岩溶发育特征有较大差异,从而将岩溶分为裂隙型和裂隙孔隙型两大类。了解和掌握雾迷山组热储层深部岩溶发育特征,对天津地区地热资源勘查、开发和评价都具有十分重要的意义。