南方公益性页岩气调查研究进展

2019—2021年期间,由中国地质调查局油气资源调查中心牵头组织实施的“南方页岩气地质调查工程”,以实现“新区、新层系、新类型、新认识”四新领域油气调查战略发现和突破,推动创建页岩气勘查开发新格局为目标,按照总体部署、分步实施、点上突破、面上评价原则,重点开展了南方复杂构造区页岩气地质调查与评价工作。圈定并优选了一批页岩气远景区和有利区,部署实施了二维地震、参数井和压裂试气工程,实现了长江上游新区新层系页岩气重大突破和发现,完成垭紫罗裂陷槽、皖江、川西南等重点地区页岩气资源潜力评价。这些成果大大提振了南方复杂构造区页岩气油气资源勘查的信心,推动了油气地质调查与科技创新的深度融合,形成了页岩气成藏理论新认识和调查评价新技术,发挥了公益性油气资源调查的引领和带动作用。     

基于BP神经网络反演分析的隧道塌方机理研究

岩溶区隧道在施工过程中易发生崩塌,针对力学方面的隧道塌方机理分析较多,而针对岩溶软弱破碎带等地层方面的隧道塌方机理研究分析较少。为保证隧道施工的安全性、经济性和可行性,掌握隧道施工中的塌方机理非常有必要。依托贵州某岩溶破碎地层隧道在开挖过程中发生的坍塌现象,结合隧道的监测数据,运用BP神经网络的构建原理,对隧道的地层参数进行反演。将反演土体力学参数输入到FLAC3D有限元软件构建的不同施工方法模型中,对典型断面的崩塌破坏机制和风险进行判断和分析。结果表明：施工方法对隧道开挖的稳定性影响较大,针对围岩等级为Ⅴ级的隧道,采用三台阶七步法和单侧壁导坑法施工较安全,隧道塌方与隧道双向同时开挖没有关系;反演所得的隧道拱顶位移预测值为2.3 cm,地表位移预测值为1.2 cm,与监测数据偏差13%左右,反演结果具有一定的可信度。研究结果对岩溶区软弱破碎地层断面隧道公路建设具有重要指导意义。     

南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式研究

南海北部陆坡神狐海域是我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区,独特的水合物成藏特征,难以利用当前观测到的沉积速率和流体流动条件对其成藏机理进行解释和量化说明,对其形成演化模式和控制因素尚不明确.本文构建了海洋天然气水合物形成演化过程的动力学模型,模型的主控参量为海底沉积速率和水流速率,以此计算了神狐海域天然气水合物聚集演化过程,并与饱和度的盐度测试值进行对比.最后,在研究神狐海域地质构造活动和水合物成藏动力学基础上建立了神狐天然气水合物形成演化模式.认为神狐海域当前的天然气水合物是在上新世末—更新世早期断裂体系水合物基础上继承演化而来的,神狐海域天然气水合物形成演化具有典型的二元模式.第一阶段水合物形成发生在距今1.5 Ma之前构造活动形成的断裂体系中,高达50 m/ka的孔隙水流动携带了大量的甲烷进入水合物稳定带,导致了水合物的快速生成,在4万年内形成了饱和度达20%的甲烷水合物;第二阶段发生在1.5 Ma以来,泥质粉砂沉积使沉积体渗透率骤减,0.7 m/ka的低速率水流使甲烷供给不足,在海底浅层新沉积体中无法生成水合物,仅在水合物稳定带底部有缓慢的水合物继承增长,并因此形成了神狐海域当前观测到的水合物产出特征,而且水合物资源量仍在减少.     

蒙古国查干苏布尔加大型铜-钼矿床地质特征及成因

查干苏布尔加斑岩铜钼矿床位于西伯利亚板块南缘近东西向和北东向深大断裂所夹持的南蒙古构造岩浆带内,容矿围岩二长花岗斑岩与花岗闪长斑岩主量元素高SiO2(64.69×10-2~73.42×10-2),高Al2O3(15.33×10-2~18.35×10-2),贫MgO(0.13×10-2~0.56×10-2),微量元素Sr二长花岗斑岩略低(144×10-6~175×10-6).花岗闪长斑岩表现为高Sr(样品>300×10-6,476×10-6~720×10-6),二者均低Y(Y<18×10-6,2.21×10-6~10.20×10-6),低Yb(Yb<1.9×10-6,0.30×10-6~1.48×10-6),高Sr/Y(Sr/Y>20,21.8~63.52),稀土元素特征为亏损重稀土,无明显负铕异常,(87Sr/86Sr)i=0.70154~0.70397,(143Nd/144Nd)i=0.512290~0.512600,εNd(t)为+2.4~+8.5,二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩均具有埃达克质岩特征,但二长花岗斑岩与花岗闪长斑岩主、微量和稀土元素又存在一定差别,它们可能是岩浆不同演化阶段的产物.通过年龄测定,获得辉钼矿Re-Os等时线年龄为(370.0±5.9)Ma,二长花岗斑岩锆石SHRIMP U-Pb加权平均年龄为(365.7±3.6)Ma,铜钼矿形成时代与二长花岗斑岩形成时代相近,均形成于晚泥盆世.铜钼矿床与二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩紧密共生,矿区范围内二长花岗斑岩与花岗闪长斑岩多被蚀变并矿化,表明二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩与铜钼矿化存在密切的时空关系,为铜钼成矿提供了主要成矿物质和流体来源.     

潮汐地电场特征及机理研究

以中国大陆一百个地电场台站的数据为分析基础,将潮汐地电场分类为近正弦形的TGF-A型和近梯形的TGF-B型.TGF-A型地电场与固体潮汐密切关联,基本分布在大面积水域附近,并与附近水域面积和距离、岩性结构、构造活动等因素有关.TGF-B型地电场与气潮作用产生的空间Sq电流关系密切,并与岩石饱和度、渗透率等有关.TGF-A型波形畸变揭示了岩石所受应力可能出现变异,导致岩石裂隙水周期性渗流突变;TGF-B型背景值跃变可能是岩石微破裂加剧导致地下水向破裂区渗流.两类潮汐地电场变异的机理可能是地电场数据应用于强震短临分析的理论基础.     

南海北部天然气水合物勘查试采及研究进展与勘探前景

20世纪90年代中后期以来,南海北部天然气水合物勘查取得了丰硕的勘探成果和里程碑式的重大突破与进展。迄今为止,通过勘查评价已在南海北部圈定了两大天然气水合物成藏带及三大富集区,先后勘探发现了3个超千亿立方米储量规模的天然气水合物矿藏。同时,通过2017年和2020年2次探索性试采均获得了产气总量及日均产气量超世界新记录,而且攻克了深水海底浅表层未成岩软地层水平井钻采核心技术,实现了由“探索性试采向试验性试采”的重大跨越和突破。然而,南海天然气水合物资源勘查试采这一庞大复杂的系统工程,尚面临着诸多问题和挑战,如天然气水合物成因成藏类型与气源供给及产出赋存特点、天然气水合物成藏机理及主控因素、勘查试采技术方法优化创新与商业化产能目标的实现,以及天然气水合物可持续滚动勘探开发的战略选区及其资源/储量接替等,因此,南海天然气水合物资源勘查试采工程项目工作仍然非常艰巨且任重道远。     

青藏高原山区某公路滑坡滑动机理及其稳定性分析

以青海省南部省道红土山段滑坡为例,在分析区域地质概况和滑坡特征的基础上,对滑坡机理及影响滑坡的因素进行分析,确定滑坡滑动模式;选取合理的计算参数进行滑坡稳定性计算,根据计算结果对滑坡稳定性进行分析。得到以下结论：产生滑坡体病害的主要原因是滑坡所处区域冻土深度较大,区域冬夏温差大,地表水下渗后冻胀,次年夏初消融,这使粘性土及泥岩泥化,粘聚力降低,周而复始,滑体不断蠕动下滑。采用传递系数法对滑坡在不同工况下的稳定性进行计算,结果表明,在天然状态下滑坡浅层滑面处于蠕动变形状态,深层滑面基本稳定;在考虑暴雨和地震的条件下,滑坡处于不稳定状态。     

来自海底高速层径向波的理论地震图研究

本文利用各向异性反射率技术计算理论地震图,提出海底高速薄层会产生沿高速层水平传播的波（简称径向波）,这种波在水层中作为P波,在固液界面激发下行横波,该均匀横波以临界角入射高速薄层,在层内作为超临界角的非均匀横波水平传播,再以临界角转换为上行传播的均匀横波,最终在固液界面上行透射转换为水层中P波.高速薄层传播的径向波不同于界面折射波,也不同于具有频散的面波和通道波.理论地震图的研究表明,径向波具有线性时距,能与海底强反射具有同等振幅水平;径向波有其振幅、时距位置和斜率这些观测记录参数,分别对应高速层的厚度、深度和近似的横波速度;径向波可以克服折射波解释中遇到的振幅强弱和高速层速度等困难.径向波可作为探测海底高速薄层的有力工具,对于研究高速层屏蔽、海底反射类型的多样性和相应的资料处理解释有重要意义.

     

某机场高填方边坡变形机理及支护设计研究

西南地区山区机场因复杂的地质、地形及净空条件,导致出现大量的挖填量巨大、填料极为复杂、施工条件恶劣等工程难度巨大的高填方机场,对这类典型案例进行分析总结对类似工程具有很大的借鉴意义。本文以西南某高填方机场为例,系统地分析了边坡出现裂缝的原因,经过理论分析提出了坡脚反压、铺设土工材料、边坡下部设置抗滑桩、改造排水系统及增设仰斜排水孔的治理措施,治理后超过1.5a的监测资料表明上述措施大幅地减小了边坡变形速率,工程措施可靠有效。本文对机场高填方边坡变形原因的探讨、理论计算方法及治理措施对类似工程具有较大的借鉴意义。     

松辽盆地营城组火山岩储层成因及储集性能演化过程

在岩心观察基础上,通过应用全岩主量元素分析、显微镜下常规与铸体薄片观察鉴定和定量统计、图像孔喉分析、物性测试、X-射线衍射分析、包裹体荧光分析、均一温度与激光拉曼探针成分分析等多种手段,研究了松辽盆地营城组火山岩岩性和火山岩储层成因; 结合成岩作用与储集空间特征研究,分析了火山岩储层孔隙演化过程。结果表明,火山岩经历了冷却成岩作用、岩浆期后热液作用、风化淋滤剥蚀作用以及埋藏成岩作用等4个成岩作用阶段。火山岩储层的形成、孔隙演化和储集性能的改善主要与火山岩在浅埋A期后期—深埋成岩B期成岩过程中的断裂、不整合面及构造裂缝的发育以及热液流体沿断层、不整合面和构造裂缝流动的过程中对火山岩产生溶蚀作用密切相关,营城组火山岩属于构造—岩性火山岩气藏。