鄂尔多斯盆地深部热结构特征及其对华北克拉通破坏的启示

基于二维稳态热传导方程,利用有限元数值模拟方法,选取东西向横穿鄂尔多斯盆地地质与地球物理解释大剖面进行了深部温度场数值模拟研究,得到了华北克拉通西部的鄂尔多斯盆地下伏岩石圈热结构特征.地幔热流变化范围:21.2~24.5mW·m-2,体现为东高西低特征.壳幔热流比(Qc/Qm)介于1.51~1.84之间,为"热壳冷幔".与华北东部地幔热流对比表明,西部的鄂尔多斯盆地相对处于稳定的深部动力学环境.在岩石圈热结构研究基础上,对克拉通地震岩石圈与热岩石圈厚度差异进行了对比,研究表明:鄂尔多斯盆地西部地震岩石圈与热岩石圈厚度差异约达140km,而东部的汾渭地堑,渤海湾盆地二者差异逐渐减小.华北克拉通自西向东,地震岩石圈厚度与热岩石圈厚度差异不断减小,意味着华北克拉通岩石圈下部的软流圈地幔黏性系数自西向东逐渐降低,本文从地热学角度可能印证了太平洋俯冲脱水作用对华北克拉通的影响.     

流变边界层及其对华北克拉通热/地震岩石圈底界差异的意义

二维热传导/对流数值模型显示,纯传导的固体岩石圈与纯对流的流体软流圈之间存在一过渡层,即流变边界层,其间传导与对流共同作用来传递热量.流变边界层厚度主要由软流圈黏性系数(η)控制,而受固体岩石圈厚度及热状态影响很小.随着η从1×1021Pa·s降低至1×1019Pa·s,流变边界层也随之减薄,流变边界层的厚度与lg(η)成正比.流变边界层的存在是造成热岩石圈与地震岩石圈厚度差异的重要因素.全球典型克拉通岩石圈的对比结果表明,地震岩石圈厚度普遍大于热岩石圈厚度,二者的差异多数在70~90km,很好地验证了流变边界层的存在.研究发现二者的差异在华北克拉通自西向东逐渐减小:由西部鄂尔多斯的约80km减少至渤海湾盆地的约20km.反映出华北克拉通岩石圈下部流变边界层厚度自西向东减薄,意味着软流圈黏性系数自西向东逐渐降低.这可能与中生代太平洋俯冲脱水形成的低黏大地幔楔有关,从一侧面印证了太平洋俯冲对华北克拉通破坏的影响.     

流变边界层及其对华北克拉通热/地震岩石圈底界差异的意义

二维热传导/对流数值模型显示,纯传导的固体岩石圈与纯对流的流体软流圈之间存在一过渡层,即流变边界层,其间传导与对流共同作用来传递热量.流变边界层厚度主要由软流圈黏性系数（η）控制,而受固体岩石圈厚度及热状态影响很小.随着η从1×10²¹Pa·s降低至1×10¹⁹ Pa·s,流变边界层也随之减薄,流变边界层的厚度与lg（η）成正比. 流变边界层的存在是造成热岩石圈与地震岩石圈厚度差异的重要因素. 全球典型克拉通岩石圈的对比结果表明,地震岩石圈厚度普遍大于热岩石圈厚度,二者的差异多数在70~90 km,很好地验证了流变边界层的存在. 研究发现二者的差异在华北克拉通自西向东逐渐减小：由西部鄂尔多斯的约80 km减少至渤海湾盆地的约20 km. 反映出华北克拉通岩石圈下部流变边界层厚度自西向东减薄,意味着软流圈黏性系数自西向东逐渐降低.这可能与中生代太平洋俯冲脱水形成的低黏大地幔楔有关,从一侧面印证了太平洋俯冲对华北克拉通破坏的影响.     

地球物理技术在降低水合物钻井风险中的应用

在海洋深水钻井工程中,天然气水合物诱发的钻井风险问题正越来越引起重视,而地球物理技术在降低水合物钻井风险过程中发挥着不可替代的作用.本文首先介绍了含水合物地层的岩石物理性质,然后详细阐述了深水钻探过程中钻遇含水合物地层可能引发的各种风险,包括天然气水合物的分解以及在井筒中形成天然气水合物可能诱发的工程事故和技术问题,并对地球物理技术在降低钻井风险过程中的应用进行详细介绍,可以为我国的海洋深水钻井工程提供一定的参考.     

碎屑岩系油气储层沉积学的发展历程与热点问题思考

随着世界各大产油国（区）油气勘探与开发成熟度的日益增高,储层地质问题业已上升为制约石油工业油气勘探开发的主要瓶颈问题之一。为了提高油气田勘探成功率与开发采收率,进一步实现“增储上产”之目的,全面开展储层多参数的空间展布的准确预测和表征方法技术研究已成为当前油气地质工作必不可少的内容,尤为重要的是它们均离不开储层沉积学这一根本基础。储层沉积学兴起于20世纪60年代,至今已有40多年的发展历程;本文在总结阐述国内外研究进展的基础上,分阶段地从这一学科的形成背景、石油工业的需求、多学科的相互渗透、专业化的形成与发展趋势等方面进行了阐述。同时,也对当前碎屑岩系储层沉积学所涉及的热点领域,如现代沉积与野外露头研究方法、地球物理方法的应用、多参数沉积相图的编制方法、层序地层学的应用、深水沉积储层的成因、地震沉积学的形成与应用、陆相盆地沉积充填模式以及储层成岩作用等方面进行了概述与讨论,并就我国如何深化这一学科研究提出了一些建议与应注意的问题。     

珠江口盆地深水区晚中新世以来构造沉降与似海底反射（BSR）分布的关系*

2007年中国在南海北部神狐海域通过钻探首次获得天然气水合物样品,证实了珠江口盆地深水区是水合物富集区。通过对珠江口盆地深水区构造沉降史的定量模拟研究,发现晚中新世以来区内构造沉降总体上具有由北向南、自西向东逐渐变快的演化趋势;从晚中新世到更新世,盆地深水区经历了构造沉降作用由弱到强的变化过程：晚中新世(11.6～5.3 Ma),平均构造沉降速率为67 m/Ma;上新世(5.3～1.8 Ma),平均构造沉降速率为68 m/Ma;至更新世(1.8～0 Ma),平均构造沉降速率为73 m/Ma。而造成这些变化的主因是发生在中中新世末-晚中新世末的东沙运动和发生在上新世-更新世早期的台湾运动。东沙运动（10～5 Ma）使盆地在升降过程中发生块断升降,隆起剥蚀,自东向西运动强度和构造变形逐渐减弱,使得盆地深水区持续稳定沉降;台湾运动（3 Ma）彻底改变了盆地深水区的构造格局,因重力均衡调整盆地深水区继续沉降,越往南沉降越大。将似海底反射（BSR）发育区与沉降速率平面图进行叠合分析,发现80％以上的BSR分布趋于构造沉降速率值主要在75～125 m/Ma之间、沉降速率变化迅速的隆坳接合带区域。     

西湖凹陷渐新世层序地层格架与沉积充填响应

东海陆架盆地是中国近海最大的沉积盆地,而西湖凹陷又是其中规模最大的富油气凹陷。多年的勘探实践证明渐新统花港组为西湖凹陷主力产气层段,但其层序地层划分长期存在较大争议。在分析了西湖凹陷盆地结构与构造格局的基础上,依据测井、岩芯以及地震反射特征,将西湖凹陷渐新统划分出5个三级层序与12个体系域,建立了其等时地层格架;并通过大量岩芯的写实性描述,结合沉积构造与遗迹化石鉴别以及地球化学资料分析对沉积环境进行了判识,分析结果认为西湖凹陷渐新统花港组沉积时期发生过两次较大的海侵事件,形成“南海北陆”的沉积格局,并发育了河流、三角洲、潮控河口湾以及无障壁海岸四种沉积体系,其沉积体系类型较多,从南到北变化巨大。西湖凹陷渐新世整体表现为“东西短轴三角洲”、“南部潮汐河口湾”、“东北缓岸滩坝”的沉积体系展布格局。系统分析了沉积相在各层序中的展布特征及其对海平面变化的响应、层序演化过程及其对海平面变化的响应,构建了东海陆架盆地西湖凹陷构造-沉积成因模式,明确了“断坳转换,海陆交替”的盆地构造背景与沉积充填的响应关系。     

地震多属性拟合技术在粗粒扇体沉积相图编制中的应用--以玛131井区百口泉组二段为例

由于砾岩岩石类型复杂,储层非均质性强,难以建立地震属性与储层之间的一一对应关系,导致应用地震属性常常具有不确定性和多解性。为了克服单一属性反映粗粒沉积展布的片面性,同类属性间相关信息的彼此干扰性,地震相预测扇体分布的盲目性,针对性的提出了基于地震多属性拟合技术编制粗粒扇体沉积相图的方法:1）建立岩性识别图版;2）属性优化与线性逐步回归拟合含砂砾率;3）均方根振幅属性正态分布约束砂体边界;4）应用拟合含砂砾率等值线图,结合岩相和测井相编制粗粒扇体沉积相图。并将该方法用于玛131井区百口泉组二段的沉积研究中,为研究粗粒扇体沉积提供了新的思路,为玛湖滚动勘探及井位论证提供了可靠地质依据。     

麻黄山西区延长组长4+5至长6储层成岩作用及成岩演化史研究

麻黄山西区长4＋5至长6储层为一套三角洲前缘亚相的细砂岩,研究证明砂岩目前处于中成岩A期。机械压实与胶结作用是孔隙减少的主要作用,也是本区原生孔隙少、储集物性差的直接原因;而大气淡水的淋滤作用及有机酸溶蚀作用,尤其是有机酸溶蚀作用,是产生次生孔隙的主要作用,使局部储层物性有所改善,因此次生孔隙是本区油气的主要储集空间,下一步油气勘探开发应注重对有利次生孔隙空间的预测。     

Kirchhoff积分法OBS数据地震波场延拓

针对海底地震仪(OBS)数据基准面校正的特殊性,采用Kirchhoff积分法对中国南海实际OBS资料进行了基准面校正处理,将炮点延拓到OBS所在处的海底面上,取得了预期的效果。分析表明该延拓法对地震波场的分辨率及信噪比影响不大,且与静校正方法相比较,该方法能够得到地下地层较真实的速度场,这对于后续的动校正、叠加等常规处理十分重要。