A Numerical Simulation Study of Temperature and Pressure Effects on the Breakthrough Pressure of CO2 in Unsaturated Low-permeability Rock Core

Gas breakthrough pressure is a key parameter to evaluate the sealing capacity of caprock, and it also plays important roles in safety and capacity of CO2 geological storage. Based on the published experimental results, we present numerical simulations on CO2 breakthrough pressure in unsaturated low-permeability rock under 9 multiple P-T conditions (which can keep CO2 in gaseous, liquid and supercritical states) and thus, a numerical method which can be used to accurately predict CO2 breakthrough pressure on rock-core scale is proposed. The simulation results show that CO2 breakthrough pressure and breakthrough time are exponential correlated with P-T conditions. Meanwhile, pressure has stronger effects on experimental results than that of temperature. Moreover, we performed sensitivity studies on the pore distribution index λ (0.6, 0.7, 0.8, and 0.9) in van Genuchten-Muale model. Results show that with the increase of λ, CO2 breakthrough pressure and breakthrough time both show decreasing trends. In other words, the larger the value of λ is, the better the permeability of the caprock is, and the worse the CO2 sealing capacity is. The numerical method established in this study can provide an important reference for the prediction of gas breakthrough pressure on rock-core scale and for related numerical studies.     

冀中坳陷奥陶系潜山油气藏形成条件与成藏模式

冀中坳陷潜山是增储上产的重要领域,奥陶系潜山由于储层非均质性强、控藏因素复杂,因此一直制约着油气勘探的新发现。基于大量岩心、薄片、测井、地震及地球化学数据和地质分析的基础上,对其成藏条件及成藏模式进行了系统分析,指导杨税务潜山、文安斜坡潜山勘探取得重要突破。研究表明：冀中坳陷发育古近系沙三段和沙四段以及上古生界石炭—二叠系3套烃源岩,为潜山油气藏的形成提供了充足的物质基础;明确了碳酸盐岩“云化-岩溶-断裂”三主因叠合控储机理,建立了岩溶孔洞型、断裂孔缝型和云岩孔隙型3种储层模式,拓展了勘探空间;受印支期、燕山期、喜山期多期构造作用叠加控制,形成了先隆后凹型和先凹后隆型两种成因潜山圈闭类型。通过奥陶系潜山成藏要素分析,总结出3种潜山油气成藏模式：低位构造-岩性复合准层状潜山成藏模式、中位古储古堵块状潜山成藏模式和高位古储新堵块状潜山成藏模式。综合评价,目前冀中坳陷北部低位构造-岩性复合准层状潜山成藏条件最为有利,泗村店潜山和新镇潜山是下一步勘探的有利方向。     

构造叠加晕结合五方位测井在甘肃省贾公台金矿寻找深部矿体中的应用

贾公台金矿为甘肃党河南山地区规模最大的金矿床。为探索深部矿化、寻找盲矿体,在贾公台矿段开展原生晕研究,建立原生叠加晕轴向分带,发现贾公台金矿具反向分带特征。说明该矿体深部存在多期次成矿作用。结合地井五方位测井,预测深部3 200 m标高以下存在盲矿体。深部钻探发现了厚度大、品位高的多层金矿体,新增金资源量12吨,取得了显著找矿成果。构造叠加晕结合地井五方位测井成功圈定贾公台金矿深部矿体的实践,对同类矿床的深部找矿具有重要指导意义。     

钒矿床研究进展与展望

钒是工业国家重点关注和争夺的资源,已被部分国家列为关键金属。本文对矿床类型、地质特征、时空分布以及成矿机制等方面进行了系统总结和分析,以期丰富钒成矿理论研究,为提高钒资源的预测和勘查效率提供支撑,为钒资源储备提供保障。研究发现,钒矿床主要分为岩浆型和沉积型,其中岩浆型钒矿床（主要指钒钛磁铁矿床）成矿与铁镁质–超铁镁质岩及部分斜长岩侵位密切相关,成矿年龄与成岩年龄一致,钒可能来自上地幔并在岩浆演化过程中结晶析出赋存于含钒钛磁铁矿中;沉积型钒矿床多形成于黑色岩系及部分砂岩中,成矿多集中于上寒武世,钒可能来自海水和赋矿围岩,由于氧化还原电位降低,以吸附和类质同象等形式赋存于有机质和硅酸盐矿物中。同时,钒矿床的成因研究存在较多问题,如成矿物质钒的来源、迁移过程、赋存形式及富集条件等。笔者建议在今后研究中通过分析钒化学行为、围岩沉积物理–化学–生物条件及岩浆演化的地质动力背景来解析钒矿床成因机制。     

河南郑州市岩土地层结构特征及地下空间开发利用建议

岩土地层构成了地下空间的基本物质环境,对地下空间开发利用影响巨大,深入认识、分析岩土地层结构特征可以为地下空间的开发打下坚实基础。郑州市区主要分布粉土、粉质黏土、黏土、粉细砂、中粗砂等松散地层,局部存在软弱土、湿陷性黄土等特殊土。依据岩土地层在垂向上的组合关系,划分为单层结构、双层结构、三层结构和多层结构。首次按照浅层(0～-15 m)、次浅层(-15～-30 m)和次深层(-30～-50 m)对郑州市区地下空间的地层结构分别进行了论述,为地下空间开发利用提供了准确的地质资料。提出了西部新城区重点开发建设地下仓储、地下能源生产设施;主城区建设地下储水管廊和排水深邃;东部新城区连霍高速公路以北作为地下空间开发避让区;航空城区重点建设地下仓储、现代物流通道等设施的地下空间开发利用建议,并探讨了地层结构对郑州市海绵城市建设、路面塌陷的影响。     

洛南任家滩-荞麦山正长斑岩成因及其对古元古代晚期裂解的指示--岩石化学及锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素特征

华北克拉通南缘的陕西洛南-河南豫西地区出露一系列形成于1.8~1.6Ga的碱性岩,对这些碱性岩的研究有助于提高对华北克拉通南缘古元古代构造环境的认识。本文选取陕西省洛南县任家滩-荞麦山一带碱性侵入体进行系统的岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素分析和岩石地球化学研究,讨论了其成因机制和构造背景。研究表明,任家滩-荞麦山岩体的主体岩性为正长斑岩,加权平均年龄为1689±20Ma（MSWD=0.12）,表明其侵位时代为古元古代。该岩体富碱（Na2O+K2O=7.95% ~ 9.5%）,高钾（K2O=4.67% ~ 8.51%）;稀土元素总量较高（496.15×10-6 ~ 650.16×10-6,平均543.06×10-6）,轻、重稀土元素分馏比较明显,轻稀土元素相对富集（LREE=454×10-6 ~ 605×10-6）,重稀土元素亏损（HREE=39.3×10-6 ~ 45.6×10-6）,具有弱负铕异常;K、Rb、Ba、Th富集,Nb、Ta、P、Ti亏损,并且具有明显的Sr负异常。εHf（t）值<0,TDM1值为2038 ~ 2218Ma,TDM2值为2250 ~ 2516Ma,说明岩浆源区物质与富集地幔有关或受到过地壳物质的混染。因此,任家滩-荞麦山岩体是由地幔玄武质岩浆与地壳基底太华杂岩形成的中酸性花岗质岩浆混合后形成的熔体,经强烈的结晶分异作用形成的,其形成于陆内裂谷的构造环境,是华北克拉通南缘对哥伦比亚超大陆裂解事件的响应。     

JGN型耐高温建筑结构胶抗震加固性能研究

为有效增强建筑结构的抗震性能、提高建筑抗震水平,对JGN型耐高温建筑结构胶抗震加固性能展开研究。将高活性酚醛胺(T－31)作为主固化剂、聚酰胺树脂(PA)为辅助固化剂,结合气相白炭黑、超细石英砂、石棉纤维、纳米材料、环氧树脂等材料,制备JGN型耐高温建筑结构胶。在高温环境下,使用万能试验机分析不同配比条件对结构胶抗震加固性能的影响。测试主要以拉伸强度、压缩强度以及压缩弹性模量为指标。测试结果表明：当固化剂质量比为45∶15、气相白炭黑掺量为4.5%、超细石英砂掺量为10%、石棉纤维掺量为10.5%、纳米SiO₂掺量为3.5%、纳米CaCO₃掺量为2.5%时,JGN型耐高温建筑结构胶的拉伸强度和压缩强度更大,压缩弹性模量得到优化,结构胶的抗震加固性能达到最佳状态。