未来接替能源——天然气水合物面临的挑战与前景

天然气水合物作为新型化石燃料展现出巨大的资源潜力,如何科学地估算全球天然气水合物资源量与安全而经济地开采天然气水合物是全世界关注的焦点。文章在系统地分析了全球气水合物研究4个发展阶段认识的基础上,结合笔者对中国南海天然气水合物近20年的研究经历,明确了中国南海天然气水合物赋存的构造背景复杂、沉积过程与类型多样、表征难度大等多种难题。指出了天然气水合物研究面临的6个地质问题与瓶颈:新近系层序地层划分的成因性对比、稳定带厚度与水合物赋存机理、陆缘水动力背景复杂且沉积类型多样、水合物分布与沉积响应间的关系、构造运动对水合物的聚散控制以及水合物成藏模式与判识评价体系;探讨了目前天然气水合物资源量估算过程中存在的优缺点以及试采仍需要攻关的关键理论与技术问题。从地质角度回答了油峰到来的预期与天然气水合物作为接替能源的可能性与前景,指出中国南海的地质特点与天然气水合物的分布规律,明确提出了天然气水合物研究既不可盲目性乐观、也不可强制性悲观的学术观点。     

滇中楚雄盆地老街子铅-银矿床镜铁矿特征及地质意义

滇中老街子铅-银矿床位于楚雄盆地中部,金沙江-哀牢山富碱侵入岩带南段,是与富碱火山-岩浆热液密切相关的典型矿床。近年来,矿床深部(2073m中段)新揭露出铁氧化物,显微镜下呈亮白色、蓝灰色,针状、放射状、板状构造。通过X射线微区衍射及电子探针分析,确认其为镜铁矿,产出方式有两种:①呈密集星点状,平行岩脉具定向排列,充填于灰紫色黑云母正长斑岩脉长石溶蚀孔洞中;②呈斑点状,分布于岩脉东侧肉红色正长斑岩中,沿岩石裂隙矿化增强。岩脉两侧金属矿物组合差异(方铅矿+黄铁矿+铜氧化物→黄铁矿+铜氧化物+镜铁矿)及正长斑岩颜色差异(灰白→肉红色),与岩脉的侵位密切相关,是构造-岩浆(流体)-蚀变耦合作用的结果。与白马苴金(铜)矿床中镜铁矿对比研究,认为老街子矿床深部镜铁矿对金矿化具有找矿指示意义。相对于星点状、斑点状镜铁矿,呈脉状、网脉状及岩脉内镜铁矿的V2O5、Ti O2含量更高,指示老街子矿床2073m以深可能存在更具规模的脉状镜铁矿。镜铁矿出露位置Cu含量显著增高,局部超过工业品位,达2. 05%,并出现Mo异常(最高含量达0. 11%)、Au异常(最高含量达0. 585g/t),呈现出浅部Pb-Ag矿化和深部Cu-Mo-Au矿化的结构特征,指示深部有斑岩型铜、钼、金的找矿潜力。     

鄂尔多斯盆地东南部山2段物源与曲流河三角洲沉积体系

鄂尔多斯盆地东南部山2段是该盆地重要的天然气富集层位。通过重矿物分布、岩屑组分、砂岩岩屑类型及阴极发光特征分析山2段沉积物源体系,经研究认为盆地东南部山2段沉积同时受南、北部物源供源。山2段为曲流河三角洲前缘沉积亚相,碎屑颗粒分选中等偏好、磨圆较好、颗粒之间接触紧密,沉积构造主要为板、槽状交错层理、平行层理及浪成交错层理。本区山2段沉积物以跳跃组分和悬浮组分为主,水下分流河道微相粒度概率曲线呈现三段式和四段式;河口坝微相分选较好、粒度概率曲线形态为两段式和三段式。研究区北部、南部及中部志丹、甘泉等地区砂体发育较厚,剖面上河道砂体呈不对称式相互叠置,水动力条件中等-较强。通过物源体系重建、沉积特征分析与薄片特征鉴定,建立了鄂尔多斯盆地东南部山2段双物源曲流河三角洲沉积模式。该研究明确了盆地东南部山2段物源方向,明晰了山2段沉积特征,创建了典型曲流河三角洲沉积模式,为进一步勘探开发提供了理论支持。     

河流辫-曲转换特点与废弃河道模式

通过总结河流变迁规律,明确了辫-曲转换特征,建立了辫-曲过渡型河流的沉积序列;通过分析弯曲度与废弃河道沉积特征的相互关系,提出不同类型河流中存在分叉分流、串沟取直及颈项截直三类废弃河道,并提出三类废弃河道的分类依据,进而建立了相应的沉积模式。通过解剖北京西山军庄二叠系河流相野外露头,分析了辫状河、以曲流河及其过渡型河流的沉积特征与演变特点,识别出该露头中发育的废弃河道,进而明确该露头中产生辫-曲转换的地质因素是不同气候条件下,由于沉积供源的差异导致河道类型的变化。     

南海北部神狐海域天然气水合物钻探区第四纪以来的沉积演化特征

南海北部神狐海域是我国首次获取海洋天然气水合物实物样品的海域.然而,陆坡区深水水道和海底峡谷的侵蚀以及频发的沉积物失稳,将会加剧地层对比和沉积相识别的难度,导致目前该区域典型地震相-沉积相特征、沉积体类型、成因机制和空间匹配关系等方面还缺少精细的研究,特别是第四纪以来的沉积演化涉及较少,区域内水合物形成和分布的沉积地质条件尚不清晰.基于海底地形特征的描述、层序地层格架的对比和地震资料的综合解释,本次研究在第四纪以来的沉积充填序列中识别出5种典型的地震相类型,并分析了对应的沉积体类型:进积型的陆坡、第四纪早期发育的小型浊积水道、沉积物失稳(滑移和滑塌)、海底峡谷和伴生的沉积物变形、以及深海沉积-块体流沉积的复合体.通过沉积单元的空间匹配关系,将沉积演化划分为3个阶段:浊积水道侵蚀-沉积物再沉积阶段、陆坡进积-沉积物失稳阶段、海底峡谷的侵蚀-充填阶段.研究结果表明,受第四纪早期小型浊积水道的侵蚀,再沉积的沉积物将在中-下陆坡以"近源"的方式堆积下来,可能具有相对较好的物性条件,从而可被视为适于水合物赋存的有利沉积体.进积型陆坡带来的沉积物易于发生失稳,在研究区内广泛分布,因其具有较小的沉积物颗粒粒度和较好的垂向连续性,可被认为是水合物的区域盖层.大量发育的海底峡谷及伴生的沉积物变形,将会侵蚀和破坏先前沉积的有利沉积体,使其呈现为"斑状/补丁状"的平面展布特征,进而影响了神狐海域水合物的分布.因此,神狐海域第四纪以来的沉积演化是钻探区水合物不均匀性分布的关键控制因素之一.     

准噶尔盆地南缘三工河组和西山窑组辫状河三角洲水动力条件与砂体分布规模定量分析

不同主控水动力条件的三角洲具有不同的平面形态、砂体分布频率和规模尺寸.为了定量表征陆相三角洲的主控水动力条件,将其按水动力相对强度分为浪控、河流影响型浪控、波浪影响型河控、河控4类.实测层段的露头岩心柱状图定量分析结果表明三工河组为河流影响型浪控辫状河三角洲前缘沉积,而西山窑组为波浪影响型河控辫状河三角洲前缘沉积.两类辫状河三角洲前缘均主要发育3种类型的砂体,分别为水下分流河道、河口坝、席状砂.但河流影响型浪控辫状河三角洲前缘以席状砂为主,分布频率高达57％;波浪影响型河控辫状河三角洲前缘以水下分流河道和河口坝砂体为主,分布频率分别为42％和33％.河流影响型浪控辫状河三角洲前缘水下分流河道和席状砂的宽厚比均明显大于波浪影响型河控辫状河三角洲前缘相应砂体的宽厚比;河口坝砂体属于残余成因单元,宽厚比定量关系不明确.     

西非海岸盆地油气成藏组合及资源潜力

在研究西非海岸盆地形成演化的基础上,总结各盆地石油地质特征,划分各盆地成藏组合并评价资源潜力,最终提出了油气勘探方向。西非海岸17个盆地从北往南可分为5段:北段盐盆、中段盆地、尼日尔三角洲、中南段盐盆和南段盆地,其形成演化可分为前裂谷、同裂谷和后裂谷3个阶段,总体发育6套储盖组合。以储盖组合为核心,在西非海岸17个盆地中共划分出27个成藏组合。以成藏组合为资源评价基本单元,采用类比法、发现过程法和主观概率法,计算和预测西非17个盆地待发现常规油气可采资源量为146 175 MMBOE。待发现常规油气资源在平面上主要分布于中南段盐盆和尼日尔三角洲,纵向上主要位于白垩系、古近系和新近系。西非海岸17个盆地按勘探潜力从大到小分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,应重点选择Ⅰ、Ⅱ类盆地开展勘探活动。西非重点勘探目标为深水浊积岩和盐下碳酸盐岩,每个盆地主力成藏组合叠合最多的区域就是该盆地最有利的勘探区带。     

北部湾盆地涠西南凹陷涠11区流一段扇三角洲沉积特征及控制因素

北部湾盆地涠洲11区流一段发育缓坡型和陡坡型两种类型的扇三角洲。结合岩电震资料,分析了这两类扇三角洲的异同,并探讨了造成这两类扇三角洲沉积特征异同的主控因素。其中陡坡型扇三角洲主要分布于研究区北部陡坡带的流一段中亚段,粒度较粗,以重力流成因的厚层砂砾岩体为主,沉积厚度大,平面展布小;而缓坡型扇三角洲主要分布于研究区南部的涠西南低凸起缓坡带附近的流一段下亚段,粒度相对偏细,牵引流与重力流沉积构造均较发育,沉积厚度相对较小,平面延伸范围广。两类扇三角洲形成与分布特征的不同主要受控于构造格局、古地形的差异以及基准面变化等。     

塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩储层预测研究

针对塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层的结构特点,以地质、钻井、测井及生产测试等资料分析为出发点,以各类储层地震响应为基础,分析了有利储层的地震属性特征、地震反射结构及波形相关特点,最终将有利储层综合划分为两类,并建立了各自的地震综合预测模式:Ⅰ类储层表现为串珠状、条带状振幅变化率异常和残丘高点+杂乱反射特征,相位角变化大于20°;Ⅱ类储层为弱或强振幅、高振幅变化率、弱相干、低速度和多种反射结构。提高了塔河油田及其周缘的钻井成功率。     

正常曲流河道与深水弯曲水道的特征及异同点

深水弯曲水道是深水扇的重要组成部分,又是深水油气勘探、评价与开发过程中十分复杂且备受重视的储集体.近10年来,随着高分辨率三维地震数据的应用、现代深海调查、古代露头以及实验流体数值模拟的研究,在深水水道沉积体认识方面不断有新进展和新发现,陆续在西非、巴西和墨西哥湾等地发现了大型深水油气田.简述了正常曲流河道与深水弯曲水道两种沉积环境在形成背景、岩性特征、成因机制、地震响应特征(外部形态与内部结构)、沉积充填演化以及流体流变学特征等方面的异同点.