异常高压碳酸岩油藏水力破裂缝成因

从水力破裂缝形成机理和条件入手,分析水力破裂缝形成的潜在原因。以某异常高压油田为例,通过对构造演化史进行研究,确定了该油田具有水力破裂缝形成的条件。对岩心照片观察结果表明,该油田存在水力破裂缝,其形成方式主要分为: 重新开启缝、后期延伸缝及新形成缝; 这三类裂缝主要分布在渗透率较低的隔夹层,形成的水力破裂缝可大大改善储层渗流能力,形成高产储层。     

应用生烃动力学法定量评价碳酸盐岩的二次生烃:以朱家墩气藏为例

针对碳酸盐岩发育区烃源岩普遍存在二次生烃的问题,以苏北盐城凹陷朱家墩气藏源岩二叠系栖霞组灰岩为目标,应用化学动力学方法定量研究该源岩的二次生烃(气).在模拟实验基础上,选取动力学模型,求取动力学参数,再结合朱家墩地区的埋藏史和热史,最终求取了源岩生气史曲线.得出在距今240-190 Ma(三叠纪-早侏罗世)时二叠系灰岩第一次生气,随后地层抬升,生气过程中止;在距今54 Ma(始新世)时该烃源岩埋藏条件达到了第一次生气终止时的条件,开始第二次生气,生气过程一直持续到现今,第一次生气量(10%)远无法与第二次生气量(80%)相比.并通过储层包裹体的均一化温度判断朱家墩气藏流体注入期次,结果显示,二次生气的生气高峰与流体注入期相匹配,验证了用动力学方法评价二次生烃、多次生烃的合理性,同时也佐证了二叠系灰岩对朱家墩气藏的贡献.     

黄土塬竖井剖面黄土-古土壤碳同位素记录特征

选取位于黄土高原中部西峰和洛川塬面中心地区,分别开挖一个竖井获得L2以来连续黄土-古土壤沉积序列的剖面,并对剖面样品的总有机碳、无机碳酸盐的碳同位素组成进行分析.结果显示黄土-古土壤的有机质碳同位素变化与前人对天然剖面的研究结果一致,同时也注意到黄土-古土壤序列有机碳δ813Corg与无机碳酸盐δ13Ccarb有相似的变化趋势,两者在统计学分析意义上均呈显著正相关关系,西峰塬和洛川塬的相关系数分别为r=0.615和r=0.314,a<0.01,该结果与以往对黄土高原塬面边缘天然露头剖面获得有机碳与总碳酸盐碳同位素呈反相关趋势的结论不一致.对于这种现象的初步解释可能是:(1)来自后期的改造作用:由于黄土沟谷出露的天然剖面多发生在雨水冲刷黄土塬面所切割形成的沟谷两侧,这样天然剖面处于一个开放或半开放的环境,其表层至某一深度受外界水热环境和气体交换影响黄土中的无机碳酸盐;(2)同时黄土-古土壤竖井剖面也可能受土壤CO2分压的影响造成土壤次生碳酸盐的形成而导致同位素变化趋势的复杂性;(3)采样点区域性的差异.结果表明,深入研究不同地区塬面竖井剖面黄土-古土壤碳同位素组成并与相应地区的天然剖面碳同位素组成进行对比,将有助于更准确地理解黄土-古土壤碳同位素所记录的古植被和古气候变化历史.     

南堡凹陷周边寒武-奥陶系碳酸盐岩储层特征及成岩作用

基于大量的薄片及岩心观察,运用电镜扫描、X射线衍射、物性分析、铸体压汞等手段,对寒武-奥陶系碳酸盐岩储层进行了研究,探讨了成岩作用特征及孔隙演化模式.表明灰岩和白云岩为碳酸盐岩储层的主要岩石类型,以孔、缝、洞为主要储集空间,由于受连通性以及充填作用的影响,构造裂缝的储集性能更为优越.储层基质孔隙差,白云石化作用、溶蚀作用、压实和压溶作用、胶结及充填作用以及构造作用为区内主要的成岩作用类型.碳酸盐岩孔隙演化主要经历了两个阶段:早期原生孔隙形成与收缩阶段、中晚期的次生缝、孔、洞发育与充填阶段;早期碳酸盐岩沉积时孔隙大,经初期成岩和埋藏后,失去了主要孔渗性能;中晚期的次生缝、孔、洞十分发育,但充填严重,晚期的构造缝及溶蚀孔、洞被部分保存.     

富稀土磷酸盐及其在深海成矿作用中的贡献

中国最近几年对中北太平洋海域开展了系统调查,在中太平洋海盆新发现了稀土含量高达2000×10~(-6)的富稀土泥。深海泥样品稀土与各主要氧化物相关图解中,∑REY与P_2O_5含量始终保持良好的相关性。在太平洋各沉积物柱状样中,∑REY随着P2O5变化非常敏感。如果将P_2O_5含量高于0.25%的样品剔除,深海泥的∑REY不高于400×10~(-6),指示了磷对稀土元素的控制。海洋磷酸盐能够继承海水的负Ce异常及高Y/Ho比值特征,深海泥样品具有相似特征,且表现为稀土含量越高,其稀土配分模式越接近磷酸盐。酸淋滤实验显示,滤液中萃取出大部分的P及∑REY,且∑REY与P含量具有良好的正相关关系。无论∑REY高低,滤液稀土配分均呈现出显著的负Ce异常;而难溶残留物的∑REY普遍较低,且无负Ce异常特征。根据12组滤液中PO_4~(3-)与∑REY,估算出深海泥中的磷酸盐具有的∑REY含量范围为9495×10~(-6)~28287×10~(-6),这与深海泥中生物磷灰石的稀土含量和稀土模式均吻合。综上所述,我们认为深海泥中的磷酸盐主要以富稀土磷酸盐的形式存在,其稀土含量远高于深海泥中的铁锰氧化物和铝硅酸,因此磷含量的变化对于深海泥的稀土含量和模式影响至关重要。相较于碳酸盐沉积环境下容易形成贫稀土的磷块岩,深海环境下的化学沉积以及有机P的成岩作用容易形成富稀土磷酸盐。     

基于神经网络模型的生物扰动碳酸盐岩储集层识别与孔隙度预测——以塔里木盆地塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层为例

塔里木盆地塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层非常发育,但利用常规测井数据识别生物扰动储集层发育段和准确预测孔隙度难度较大。本文在对研究区16口取芯井奥陶系岩芯上生物扰动区域扰动等级划分的基础上,通过岩性标定测井,优选常规测井参数,基于BP神经网络模型分别建立了适合研究区生物扰动碳酸盐岩储集层识别和孔隙度预测的模型,并对建立的模型进行了有效性检验。结果表明：① 选择自然电位、自然伽马、井径、深侧向电阻率、浅侧向电阻率、补偿中子和密度等常规测井数据作为生物扰动碳酸盐岩储集层识别模型输入层的参数值,生物扰动指数（Bioturbation Index, BI）作为输出结果;选取rprop、sigmoid symmetric和sigmoid stepwise函数分别作为训练函数、隐含层和输出层的激活函数,建立节点数为3、层数为3的神经网络识别模型,识别效果好,适用于研究区奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层的识别。② 选择自然电位、自然伽马、井径、声波、补偿中子和密度值等常规测井数据作为输入层的参数值,对应深度上岩芯柱塞孔隙度测试结果和利用孔隙度样品检验模型计算得出的孔隙度结果作为输出结果,选取incremental、gaussian和sigmoid分别作为训练函数、隐含层和输出层的激活函数,建立节点数为4,层数为3的生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙度预测模型,预测效果良好,适用于研究区奥陶系生物扰动储集层孔隙度的预测。该研究对定量表征研究区生物扰动储层特性、储量估算、油藏描述和储层地质建模等具有重要的借鉴意义。     

热带地区碳酸盐岩上覆红色风化壳的成因机理及元素演化

开展热带岩溶地区红色风化壳元素地球化学演化规律研究,有助于丰富碳酸盐岩风化成土理论的认识。在越南北部选取典型的碳酸盐岩风化剖面,分析热带气候条件下碳酸盐岩上覆红色风化壳中主量元素的物质来源和演化特征。结果表明:无论Ti/Zr的元素比值分析,Hf-Zr、Nb-Ta及Sm-Nd的元素对协变分析,还是上地壳元素平均值(UCC)标准化分析,两个剖面的上覆风化壳均显示原地残积的特征,即两个剖面是碳酸盐岩的原位风化产物。碳酸盐岩风化成土过程中,CaO、MgO淋失明显,Al_2O_3和Fe_2O_3发生富集,显示两个剖面均经历较强的风化过程,但是白云岩和灰岩剖面有一定的分异特征。越南北部白云岩风化剖面从基岩到上部土层显示出稳定的Ti-Fe元素共富集特征,而灰岩剖面中Fe的增长速率明显超过Ti。白云岩上覆风化壳经历了强烈的风化作用,其脱硅作用弱于灰岩风化剖面,而富集铝的作用强于灰岩。迁移系数的演化规律说明两个剖面中长石成分(钾长石、钠长石等)或次生矿物(伊利石等)在风化成土过程中逐渐分解,同时Al、Fe、Si等稳定元素的在风化剖面中不断富集。     

大连金州湾寒武系毛庄组微生物碳酸盐岩生物丘复合体

寒武纪苗岭世早期的毛庄组沉积时期,华北地台围绕着西北部的古陆分布着两个沉积相带,靠近古陆的是局限潮坪相带,远离古陆的是开阔潮坪相带,前者以海侵体系域的干旱红层或海岸萨布哈沉积与高水位体系域的潮坪相白云岩沉积序列为特征,后者则以海侵体系域的潮坪相砂泥岩与开阔海台地相(潮下坪)灰岩沉积序列为特征;大连金州湾剖面的毛庄组,属于远离古陆的开阔潮坪相带的产物,在其高水位体系域中为一套夹有鲕粒灰岩的叠层石与均一石生物丘灰岩,组成一个特别的生物丘复合体。以下特征表明,这个微生物碳酸盐岩生物丘复合体代表着一个较为罕见的蓝细菌主导的微生物席形成的微生物碳酸盐岩的典型实例:①在生物丘复合体第一个单元的大型柱状和穹隆状砂泥质叠层石中发现孢网菌状组构,说明了这些叠层石属于蓝细菌微生物席的钙化作用产物;②在第二个单元均一石灰岩生物丘中,见到少量丝状蓝细菌鞘化石,表明均一石可能为较厚的蓝细菌微生物席的钙化作用产物;③在小型柱状叠层石组成的顶部单元中,保存较好的蓝细菌泥晶纹层、以及充填在叠层石柱体之间的基质中的蓝细菌团块,较为特征地说明了这些小型柱状叠层石是蓝细菌所主导的微生物席的建造物;④在鲕粒灰岩组成的第三个单...     

断层破碎带突水突泥演化特征试验研究

为了研究富水断层破碎带隧道突水突泥灾害演化机制,自行研制了一套可考虑质量迁移及地应力状态的大型室内突水突泥试验系统。利用该装置开展了不同水压加载方式、不同破碎带介质参数等条件的断层破碎带突水突泥灾害演化过程模拟试验。结果表明：（1）断层破碎带突水突泥灾害演化是渗流?侵蚀强耦合过程,在水压作用下,破碎带介质中的细颗粒首先发生迁移,导致充填介质孔隙结构增加,进而加速细颗粒流失,促使涌水率不断增长,随着细颗粒不断迁移流失,水流流态由层流转换为紊流,最终诱发突水突泥灾害;（2）破碎带介质初始孔隙率和施加水压越大越易诱发突水突泥,介质渗流演化特征越明显,渗流场参量如渗透率、孔隙率、雷诺数增加越快,且渗流场参量演化曲线出现突增现象;（3）梯度水压加载模式下断层破碎带介质较恒定水压加载条件下突水突泥演化特征更明显,介质发生突水突泥的临界水压更小。在此基础上,基于涌水率?时间（Q-t）、水力梯度?涌水率（i-Q）关系的流态转换分析和基于渗透率?水力梯度（k-i）关系的渗透性演化特征,建立了断层破碎带渗透演化特征概化模型。该研究结果对于断层破碎带突水突泥灾害演化机制与防治措施具有一定的理论指导价值。     

塔里木盆地中—下寒武统自然伽马测井曲线周期及其在沉积层序划分中的意义

盆地的沉积充填能够反映出周期性地质过程和天文过程。塔里木盆地中下寒武统地层保存完整,有较完整的自然伽马（GR）曲线。利用环满加尔坳陷的13口钻井的自然伽马（GR）曲线,施行经验模态分解,得到0.3 Ma、2 Ma和11 Ma的周期。0.3 Ma的峰值对应地球轨道偏心率的40万年周期性变化,2 Ma周期对应冰川型海平面变化周期,11 Ma周期对应太阳能量变化周期或星际云团相遇周期。这些周期补充和校准了先前得到的地质或天文周期,并能帮助理解古气候变化周期和高频层序地层。