准噶尔盆地油气沿不整合运移的主控因素分析

准噶尔盆地不整合上下发现了众多油气藏,表明不整合是油气运聚的有利通道。通过对不整合上下地层中含油气流体活动特点的分析,提出了不整合的垂向结构是控制油气沿不整合运移的主导要素。不整合从垂向上可划分为上(底砾岩)下(风化壳)两层结构,有时下层风化壳顶部也会发育一层厚度不均的粘土层,使得不整合表现为三层结构。其中,风化壳又包括风化破碎型(火山岩)和风化淋滤型(碎屑岩)两类。基于底砾岩的沉积特征和风化壳的类型,从垂向结构入手,进一步将不整合划分为基岩披覆、砂砾岩和砂泥岩对接等三大类型:基岩披覆型不整合在本区对油气运移最为有利,砂砾岩型不整合次之,而砂泥岩对接型不整合一般不能成为油气运移通道。     

准噶尔盆地侏罗系生烃特征有机岩石学研究

通过显微镜反射光及荧光分析研究,认为准噶尔盆地侏罗纪煤系中存在大量的生烃组分。煤系的生烃性与主要生烃组分的多少密切相关。本区存在相当数量的煤有机质类型Ⅱ2型,部分达到了Ⅱ1型,而暗色泥岩多为Ⅲ型和Ⅱ2型。成熟度研究表明,本区煤系已达到或超过生烃门限并产出大量的液态烃。      

脆性变形序列构造煤纳米孔隙和粗糙度的原子力显微镜研究

煤孔隙结构是煤层气勘探开发与煤矿安全研究中的关键问题之一。构造煤相比于原生结构煤非均质性强,是煤储层研究中的热点和难点。采用原子力显微镜,结合NanoScope Analysis和Gwyddion分析软件,对脆性变形序列构造煤的孔隙结构和表面粗糙度特征进行研究。结果表明:构造作用整体上促进了脆性变形煤孔隙的发育,但不同脆性变形构造煤受构造作用影响的程度存在明显差异。根据煤受构造作用影响的程度,脆性变形煤孔隙结构演化可划分为强弱2个阶段:弱脆性变形阶段(原生结构煤—碎裂煤—片状煤—碎斑煤)构造作用对煤体的孔隙结构影响较小,平均孔数量缓慢增长,平均孔径缓慢减小,该阶段构造作用主要促进了100~200 nm大孔的发育;强脆性变形阶段(碎斑煤—碎粒煤—薄片煤)构造作用对煤体孔隙结构产生了显著影响,平均孔数量迅速增长,平均孔径迅速减小,这一阶段构造作用主要促进了10~50 nm介孔和50~100 nm大孔的发育。这表明脆性变形构造煤孔隙结构并非简单的线性演变。不同脆性变形煤的算术平均粗糙度和均方根粗糙度参数分别为3.00~6.05 nm和3.94~7.62 nm,其中,弱脆性变形阶段粗糙度整体较高且无明显变化,而强脆性变形阶段粗糙度迅速降低。通过AFM剖面分析,建立了煤表面孔隙形态的数学模型。基于该模型的算术平均粗糙度模拟结果表明,大孔是煤表面粗糙度的主要贡献者,构造作用主要通过影响煤中的孔隙结构,进而影响煤的表面粗糙度。      

木栓质的菌解-热模拟实验特征及木栓质体的成烃演化机制

木栓质体是我国南方树皮煤的主要显微组分,在西北地区侏罗系煤层中也具有相当高的含量,是一种早期生油的显微组分,对煤成油和未熟-低熟油气的形成具有重要贡献。本文通过对被子植物栓皮栎周皮木栓组织的细菌降解和加水热模拟实验研究,系统地探讨了显微组分木栓质体的生物先质-木栓质的成烃演化过程,结果表明：木栓质可以被细菌降解,并具有两次热解油气生成高峰,分别相当于镜质体反射率0.35%～0.5%和0.8%～1.1%左右。角质体和树皮体的自然演化系列和热模拟实验结果也具有相似的特点。我们认为：(1)木栓质体的生烃潜力并没有在传统的“油窗”之前就消耗殆尽,在较高演化阶段仍然具有一定的油气生成潜力;(2) 木栓质体的热演化特征可以由木栓质的类脂特性来解释,现代植物木栓组织的化学结构特征和宏观大分子热稳定性的差异是显微组分木栓质体热降解多阶段生烃的主要原因;(3)木栓质热演化早期生成的液态油以含氧的胶质化合物为主,晚期则生成大量的C12+的高蜡油。     

准噶尔盆地侏罗纪含煤地层沉积有机相研究

准噶尔盆地侏罗纪煤系是一套良好的生油源岩，其生油潜力取决于沉积有机相。笔者依据有机岩石学研究方法，利用显微组分的多种特性，将侏罗纪沉积期划分成高位沼泽、森林沼泽、流水沼泽和开阔水体４种沉积有机相类型，其中森林沼泽有机相和流水沼泽有机相是主要的生烃有机相，森林沼泽有机相是煤成气的主要源区，流水沼泽有机相则是煤成油的主要源区。     

准噶尔盆地示踪石油运移的无机地球化学新指标研究

以准噶尔盆地为例, 探索了石油运移示踪研究的新思路和新方法. 基于对储层中典型流体—岩石反应产物(方解石胶结物)的元素地球化学分析, 结合样品的地质产状, 提出方解石胶结物的MnO含量是示踪含油气流体活动的良好指标. Mn是典型与火山物质相关的元素, 胶结物中富集的Mn主要来自于油源流体对本区烃源层系中火山岩物质的溶蚀. 同一世代方解石胶结物中MnO含量降低的方向指示石油运移方向. 据此, 结合石油运移过程中的有机地球化学分析, 研究了多源充注地区的石油运移通道和方向, 取得良好效果.     

青海湖:研究地质微生物的天然实验室

青海湖位于青海省的东北部,是中国境内最大的内陆高原咸水湖泊。由于青藏高原的不均匀隆升,使这些湖泊形成了封闭的水系和地球化学物质循环特征。青海湖有限的几条供给河流的水化学受其所经过岩石的化学成分控制,而湖水的化学成分和物理化学特征则受补给水系的影响。湖泊的碳循环除受盆地周围风化搬运作用以外,主要碳源为湖泊以及周围的生物群落。青海湖水的物理化学特征本身由于受补给水源和深度的影响而具不均一性,并随季节温度的变化而发生调整。这些特征预示其独特的微生物生态系统和与之有关的碳循环和元素地球化学循环特征。丰富的铁、硫酸根、碳酸根和钙镁离子为其中嗜铁和嗜硫的微生物繁盛以及随后的矿化作用提供了有利的条件。藻类也具有很高的多样性并且不同种类具有明显的随季节或气温变化的特点。这些微生物活动会在湖泊沉积物中形成有机的和无机的生物标记化合物或矿物。进一步揭示这些生物标记化合物与局部环境的碳循环、元素循环、微生物生态以及相关环境变迁的关系将具有重要意义。     

滨海红树林泥炭沉积物中硫的赋存特点及其控制因素

海南和厦门两地滨海红树林沉积物和埋藏泥炭中硫的成分分析表明,滨海红树林沉积物和泥炭中的硫以硫化铁硫为主,有机硫次之,硫酸盐硫含量最低。泥炭沉积物中硫的赋存形式和特点与沉积环境密切相关。海南福田地区红树林泥炭沉积物主要形成于红树林潮上坪和泥炭坪,硫含量较高,平均为2.60%,且有机硫含量与有机碳含量呈正相关,而硫化铁硫含量与有机碳含量没有明显的相关性;厦门海沧镇红树林泥炭沉积物形成于红树林潮间坪以及潮道环境,硫含量较低,平均值仅为0.43%,形态硫和有机质的相关性与海南红树林泥炭地沉积物相反。红树林泥炭沉积物中铁的硫化物主要以黄铁矿形式产出,且以莓球状形态为主。研究表明,黄铁矿与次生有机硫的生成与微生物活动密切相关,造成红树林泥炭中硫含量差异最主要的原因不是硫源,而是有机质的供给与沉积微环境的影响。现代滨海红树林泥炭沼泽中硫的赋存特征将对煤中硫成因的研究提供重要的科学依据。     

页岩气储层孔隙系统表征方法研究进展

页岩气是以游离、吸附和溶解状态赋存于暗色泥页岩中的天然气,页岩的孔隙特征是决定页岩储层含气性的关键因 素。页岩孔隙结构复杂,一般以纳米孔隙占优势,用常规储层孔隙的表征方法难以解释美国的高产页岩气系统。因此,页 岩纳米孔隙的表征成为制约页岩气资源评价的关键因素。在综述目前国际上对页岩气储层孔隙表征方法的基础上,对比分 析其各自的适用范围和应用前景。页岩储层孔隙的主要表征方法有3种:(1)以微区分析为主的图像分析技术;(2)以压 汞法和气体等温吸附为主的流体注入技术;(3)以核磁共振、中子小角散射 计算机断层成像技术为代表的非流体注入技术。 图像分析能够直观、方便、快捷地获取孔隙形态等方面的特征;流体注入法在表征微孔隙的孔径分布、比表面积等方面具 有独到优势;非流体注入技术由于其原位、无损分析及粒子高穿透力的特点,使研究多种地质条件下的孔隙特性成为可能。 在目前的技术条件下,应明确各种表征技术的优势与限制,根据实际情况合理建立孔隙研究流程,综合利用多种技术手段 能在不同的尺度下有效表征页岩气储层孔隙。     

海南红树林湿地可培养硫酸盐还原菌的垂直分布特征研究

利用厌氧微生物分离技术,对深度为1.2 m 的海南红树林湿地沉积物钻孔样品进行了分离培养,共获得11 株 厌氧sulfate-reducing bacteria（SRB） 菌株。经显微观察和16S rDNA序列分析,可归纳为6个属,其中已经报道有芽孢杆菌 属（Bacillus）、弧菌属（Vibrio） 和梭状芽胞杆菌属（Clostridium）,另外3个属分别为伯克霍尔德菌属（Burkholderia）、希瓦氏菌属（Shewanella） 和海杆菌属（Marinobacterium）。不同属的细菌对硫酸盐还原的速率最低为14.71%,最高可达 56.78%,并且以上6属11株菌都能将+6价的硫还原生成-2价硫,并与培养基中的Fe2+结合生成黑色FeS沉淀,而这些无定 形FeS沉淀是生成黄铁矿的前体。红树林湿地SRB种群数量随沉积物深度的增加而降低,结合沉积物的地球化学分析测试 结果表明,表层（0 cm） 水界面的沉积物由于处于氧化-还原界面,氧气的周期性输入在一定程度上抑制了SRB的生长;随着 深度增加（10~40 cm）,充足的有机质、偏中性的pH值以及厌氧环境的增强,使得SRB种类和数量明显增加;而60 cm以下 沉积物中因TOC含量降低,减少了微生物可利用的碳源,pH值明显降低,Na+和Ca2+离子浓度明显增加,这些因素都抑制了 SRB的生长,使得深部沉积物中SRB的种类和数量显著减少。