油气田古岩溶与深岩溶研究新进展

项目来源:国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发”研究专题 起止时间: 1996年—2000年 项目负责人:夏日元 主要完成人:夏日元唐健生罗伟权邓自强关碧珠 承担单位:中国地质科学院岩溶地质研究所 古岩溶是指地质历史时期而非现代营力环境下形成的岩溶;深岩溶则为不受地表侵蚀基准面控制环境条件下的深埋藏岩溶作用。近年来,鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地及塔里木盆地等深埋藏碳酸盐岩中的油气勘探相继取得了重大突破,在埋藏深度大于2000~3000m的碳酸盐岩中发现了高产古岩溶储集层。由于储集空间主要为岩溶孔洞、裂缝等,非均质性明显,空间分布规律复杂,加之碳酸盐岩储层经历了漫长的岩溶作用过程(既有地质历史时期近地表环境下的古岩溶作用,又经历了长期逐渐被埋藏过程中深岩溶作用的叠加与改造),造成油气储集规律十分复杂,给勘探、开发带来了一定难度。为此,从1996年起,国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发研究(96—110)”特设立了油气田碳酸盐岩古岩溶与深岩溶专题研究。 专题研究采用古水文地质综合方法、溶蚀作用地球化学物理和数学模拟、岩石地球化学测试、岩溶储层介质结构定量评价和预测等技术手段,系统研究了鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶和深岩溶的形成条件、影响控制因素和发育特征,揭示了不同时期岩溶作用的机制、发育演化特征及其与油气富集关系,识别出多种多样的古岩溶成因类型: (1)鄂尔多斯盆地古岩溶包括早期“层状岩溶”、中期“膏溶”和晚期“断裂系统岩溶”三个发育演化阶段。“膏溶”作用起关键作用,古岩溶地貌形态对油气富集有明显的控制作用; (2)深岩溶包括压释水岩溶和热水岩溶两种类型。压释水岩溶是指在压力差驱动下,上覆煤系地层成岩压实过程中释放出来的酸性水,通过渗流窗口侵入古风化壳产生对流循环而形成的岩溶。具有“水平渗流”、“侧向渗流—对流循环”、“纵向对流循环”三种发育模式,与烃类运移、聚集的关系为:早期为烃类改善运移通道,中期改造贮存空间,晚期对储集体形成封闭; (3)热水岩溶为奥陶系古风化壳深埋藏后,受燕山运动构造热事件影响,古地温梯度明显增高,呈承压状态向上运移的具有溶蚀能力的深循环热水对可溶岩所产生的溶蚀作用。热水岩溶主要经历了深循环对流热水形成、溶蚀与白云岩化作用两大阶段,对油气藏的形成具有建设性作用; (4)渤海湾盆地黄骅坳陷奥陶系碳酸盐岩岩溶发育主要经历了三个演化阶段:①加里东晚期—海西早期裸露古岩溶;②印支—燕山早期裸露和浅埋藏古岩溶:③燕山晚期—喜山期埋藏深岩溶。通过研究,建立了向斜翼部侵蚀洼地排泄型、向斜轴部山间洼地排泄型、山前浅埋藏断陷盆地型等三种古岩溶发育模式,以及倾斜垒式断块压释水作用、深埋褶断凸起构造压释水作用、深大断裂带高位掀斜断块热水作用等三种深岩溶发育模式。 (5)建立了各类古岩溶和深岩溶发育演化模式,提出了岩溶型油气储层定量评价和预测的模拟勘探技术,预测了三处有利勘探块区,取得了一定社会经济效益。     

冀东地区长城系高于庄组岩相古地理及黄铁矿生物成因探讨

冀东地区中元古界长城系高于庄组可划分为７个自然岩性段,硫等赋矿层位为其２～５段,由含锰页岩 含锰白云岩 含锰页岩 含锰白云岩组成二个正旋回。高于庄组沉积早期（即下旋回第２段）,在遵化 北汤道河水下高地的阻隔下,形成了蓟县 迁西泻湖,属封闭的还原环境,控制了“蓟县式”锰方硼石矿床。高于庄组沉积晚期（即上旋回第４段和第５段）沉积时期,高板河泻湖形成,由于泻湖南侧受北东东向同生断裂控制,北侧又受生物礁制约,在生物作用及滞流的还原环境下,形成了“高板河式”黄铁（铅锌）矿床。上旋回生物礁相和泻湖相区是寻找黄铁（铅锌）矿的靶区。     

塔河油田奥陶系岩溶储层垂向带发育特征及其识别标准

岩溶储层在垂向上的分带性是岩溶在垂向上发育不均匀的客观表现。根据现代岩溶理论,通过对大量测井资料的统计分析,按照岩溶缝洞系统发育强弱及地下水运动方式、岩溶作用方式,将岩溶储层垂向上划分为表层岩溶带、垂向渗滤溶蚀带、径流溶蚀带、潜流溶蚀带等四个岩溶发育带,并建立了塔河油田奥陶系岩溶储层垂向带划分的测井响应与岩溶成因组合指标体系。测井响应指标包括自然伽玛、电阻率、井径等;岩溶成因指标包括地下水径流方式、岩溶作用类型、充填特征和岩溶个体形态等。根据岩溶储层垂向带划分标准,对塔河油田奥陶系岩溶储层垂向带发育特征进行了统计分析,并对不同地貌区岩溶储层的垂向带发育特征进行分析。分析认为:表层岩溶带以大中型溶蚀孔洞为主,测井显示为高伽玛,低电阻;半充填(或未充填)时测井表现为低伽玛,低电阻;垂向渗滤溶蚀带以高角度溶缝和小型溶蚀孔洞为特征,测井显示为低伽玛,高电阻;径流溶蚀带多发育大型溶洞,测井显示为高伽玛,低电阻;潜流溶蚀带岩溶弱发育,测井显示为低伽玛,高电阻。     

应用土壤水模拟模型研究区域干旱

旨在应用平原地区土壤水模拟模型，给出区域旱精分析所需的干旱信息。以多年平均土壤含水量为判断旱情发生的临界函数，经过统计分析后，提出了一种适用于平原地区分析 区域旱情严重程度的实用方法和拟定评价旱情的定量标准。     

遗传规划在岩石力学中的应用

本文探讨了遗传规划这一新的优化方法在岩石力学参数确定中的应用。由于影响岩石力学性能的各因素之间关系不明确,而遗传规划特别适用于各影响因素之间因果关系不明确的复杂非线性问题。它为预测岩石力学性能提供了一条新的技术途径。通过例子,说明该方法的实用性。     

湘西洛塔表层岩溶泉的生态环境类型及水文特征

岩溶石山区表层岩溶带的调蓄功能可有效控制石漠化的加剧并为严重缺水地区提供饮用水。文章以湖南洛塔为例,在大量的野外调查基础上,通过对洛塔岩溶区表层岩溶系统生态环境与表层岩溶泉水文特征的对比研究,按生态环境属性将表层岩溶泉分为三种主要类型:森林环境表层岩溶泉、石漠化环境表层岩溶泉及石漠化-森林过渡环境表层岩溶泉。详细论述上述三种表层岩溶泉的发育条件与水文特征:森林环境表层岩溶泉具有持续稳定的水文动态与流量;石漠化环境表层岩溶泉流量与降雨量相对应,动态极不稳定;石漠化与森林过渡环境表层岩溶泉流量排泄峰值具有随泉域植被覆盖率增加而缓和的趋势。按照环境类型对表层岩溶泉进行分类,可直观地显示其特殊的水文特征,有助于岩溶泉的合理开发和综合利用。     

基于Duncan-Chang本构的非线性土压力模型

假设基坑工程中挡土结构的变形和土压力服从双曲线模型,类比Duncan-Chang本构建模思想,在前人关于基坑主动区和被动区变形假设的基础上,建立了可以考虑位移变化的非线性土压力模型。把非线性土压力模型和Duncan-Chang本构模型联系起来,使得本文非线性土压力模型参数确定有根据。把弹性地基梁模型和该非线性土压力联系起来,使得弹性抗力系数的概念更加明确。以m法为例,深入分析了m法的影响因素。     

西藏冈底斯带中南部与俯冲有关的早侏罗世花岗闪长岩:锆石U-Pb年代学及地球化学证据

肖打松多花岗闪长岩位于西藏冈底斯花岗岩带中段以南,主要岩石类型有:细中粒黑云母(角闪石)花岗闪长岩、细中粒含斑黑云母(角闪石)花岗闪长岩、细中粒斑状黑云母(角闪石)花岗闪长岩,岩石具钙碱性特征,w(SiO2)=61.58％～72.16％,w(K2O)/w(Na2O) =0.64～1.15,相对富钠,A/CNK=1.25...     

琼东北八所组ESR年龄及其构造意义

八所组是琼东北晚第四纪一个重要地层单位,同时也是河流Ⅱ级阶地（T2）的主要沉积地层,其形成年代对该区域晚第四纪以来的古环境演化及地壳运动的研究有着重要意义。为了限定其形成时代,文章采取ESR的方法,对广泛分布于琼东北珠溪河及古三江河一带的八所组地层进行了系统的测年。结果表明:该套地层形成于晚更新世中晚期（64.36 ka~18.40 ka BP）;沉积时代对应末次冰期MIS4~MIS2阶段;河流的下切与T2阶地的形成,一定程度上反映了该时期琼东北海平面的频繁波动及地壳的间歇性抬升;此外,分布于现代海岸风沙强烈作用地带的老红砂与八所组属同期异相的风成堆积,应与八所组地层加以区分。