塔北哈拉哈塘奥陶系碳酸盐岩岩溶储层发育特征及主要岩溶期次

位于塔北隆起中部的哈拉哈塘地区,具有良好的油气成藏条件,是近期塔北油气勘探的突破新区,勘探的主要目标是奥陶系碳酸盐岩岩溶储层。本文通过对区域沉积、构造演化背景的分析,利用钻井、岩芯、地震等资料,对本区岩溶型储层的沉积和成岩作用特征进行了研究,探讨了储层发育的主要岩溶阶段、岩溶模式及主控因素。结果表明哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层的主体在一间房组和鹰山组一段,储集空间主要为近层状分布的溶蚀孔洞/洞穴和裂缝,岩溶储层的发育主要受控于一间房组沉积末期的准同生期岩溶和志留系沉积之前的表生期(潜山+顺层)岩溶。前一期岩溶具有区域分布较均匀、规模较小的特点;后一期岩溶在前期岩溶的基础上发育,并根据古地貌的差异在平面上分为4个区:北部Ⅰ区一间房组直接暴露,发育古潜山岩溶;Ⅱ区一间房组之上覆盖了厚度不等的吐木休克组、良里塔格组和桑塔木组,岩溶主要受控于河流和断裂的下切及由北部Ⅰ区地表水补给的地下水顺层岩溶;南部的Ⅲ区和Ⅳ区发育顺层及沿断裂的岩溶和淡水与南部海水的混合水岩溶。在以上两期主要岩溶作用的影响下,哈拉哈塘一间房组和鹰山组一段地层发育近层状岩溶洞穴、孔洞、角砾孔和裂缝,形态多变,具有极强的非均质性。     

中国岩溶作用产生的大气CO2碳汇的分区计算

根据中国岩溶碳汇计算的需要,将我国岩溶地区划分为南方岩溶区、北方岩溶区、青藏高原岩溶区和埋藏岩溶区4种类型区,各区的岩溶面积分别为56.48万km2、32.58万km2、55.60万km2和200.1万km2。各区岩溶水的径流模数和岩溶作用强度存在差异,南方岩溶区比其他区的岩溶作用强度明显大得多。以取得的调查监测和统计资料为依据,对4种类型区和中国的岩溶碳汇量进行了重新计算,南方岩溶区、北方岩溶区、青藏高原岩溶区和埋藏岩溶区岩溶碳汇量分别为1909.9万tCO2/a、600.5万tCO2/a、580.1万tCO2/a、608.6万tCO2/a,由此获得中国岩溶碳汇总量为3699.1万tCO2/a。该结果比前人的研究更全面地反映了当前我国岩溶地区碳水钙无机循环产生的大气CO2汇量。      

塔河油田奥陶系岩溶型碳酸盐岩油藏储集空间发育特征及地质模式探讨

碳酸盐岩表生岩溶作用控制着塔河油田奥陶系油藏缝洞系统的发育及分布。塔河油田奥陶系油藏经历了加里东期和海西早期两次岩溶作用,造成了储层极强的非均质性。通过塔河油田岩溶作用演化及发育期次的研究,将塔河油田奥陶系垂向岩溶带划分为地表岩溶带、纵向渗滤岩溶带和水平潜流岩溶带,平面上发育岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地3个地貌单元。通过对野外露头、岩心、钻井、测井、地震及生产动态资料的综合研究,认为溶洞、溶蚀裂缝及蜂窝状孔洞等连续孔隙是该区有效储集空间,基质作为不渗透（低渗）层对缝洞系统有一定的隔挡作用。结合表生岩溶洞穴的原理及对孔隙状态的控制作用,将塔河油田溶洞储集体根据不同成因分为落水洞、潜流洞和小溶洞,按溶洞充填物类型分为垮塌充填洞、机械充填洞和化学充填洞,同时建立了不同类型孔洞系统的识别特征及地质模式。结合塔河油田洞穴储层发育特征及生产实际,最终建立了塔河油田岩溶储集空间展布模式。     

重庆武隆鸡尾山滑坡视向滑动机制分析

重庆武隆鸡尾山山体为典型的斜倾厚层灰岩山体,其破坏模式不同于常见侧向崩塌-堆积层滑坡,属于真倾向滑移变形转为视向整体滑动的特殊失稳模式。在现场地质调查的基础上,从地层岩性、岩体结构、岩溶及地下水作用、软弱夹层等影响因素分析重庆武隆鸡尾山滑坡形成原因;根据滑坡破坏机制,基于关键块体控制理论,对鸡尾山滑坡进行三维稳定性极限平衡分析;利用三维离散元软件模拟鸡尾山滑坡的初始变形破坏过程,分析了鸡尾山滑坡不同影响因素条件下的视向滑动形成机制和变形破坏特征,并探讨了节理化和溶蚀岩体的参数取值。结果分析认为,在重力的长期作用下,鸡尾山山体初始沿真倾向方向滑移,沿岩溶发育的陡倾节理裂隙逐渐产生后缘及侧向裂缝,形成块状后部驱动块体,由于地下水等因素使软弱夹层软化,驱动块体下滑力增大,前缘阻滑关键块体内部应力积累,并最终沿强度较低的岩溶发育带发生剪切破坏,从而导致整体滑动;在进行滑坡稳定性极限平衡分析时,考虑实际的滑坡机制,将滑体分为驱动块体和关键块体分别进行力的解析,并以关键块体的安全系数代表滑坡的安全系数更加合理。数值模拟显示,软弱夹层强度降低、岩溶发育带剪切破坏后,滑体进入大变形阶段,表明关键块体控制和阻滑作用明显,软弱夹层强度降低是滑坡发生的关键因素。采矿形成的采空区对山体的影响主要是使上覆岩体压应力增大,但对滑体的变形无影响。     

生物炭对岩溶区玉米生长、土壤CO2及岩溶作用的影响

为研究生物炭对岩溶区玉米生长、土壤CO₂体积分数和排放速率及岩溶作用的影响,通过野外盆栽试验,将蔗渣生物炭分别以土壤质量分数为0%（CK）、0.5%（T1）、1%（T2）、2%（T3）和5%（T4）添加到石灰土中,并栽培玉米。测定玉米生育期中土壤CO2体积分数和排放速率、土壤淋溶水中Ca2+和 质量分数;并测试玉米收割后土壤有机碳质量分数和容重及玉米生物量。结果表明,添加生物炭增加土壤有机碳质量分数,显著降低了土壤容重;2%和5%生物炭添加显著增加了玉米秸秆干重、玉米棒干重和玉米根干重;在玉米苗期,5%生物炭添加显著增加了土壤CO₂体积分数和排放速率;在玉米拔节期、抽穗期和成熟期,2%和5%生物炭添加显著增加了土壤CO^₂体积分数、排放速率以及在此期间收集的土壤淋溶水Ca²⁺和 质量分数。由此可见,蔗渣生物炭作为岩溶区石灰土改良剂,在一定程度上改良石灰土性质,促进了玉米生长,提高了岩溶区土壤CO2的体积分数和排放速率,加快了岩溶作用。     

中古8井区断裂与鹰山组岩溶储层成因关系

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩地层中蕴藏丰富的油气资源,多期次不同类型岩溶作用叠加改造是形成塔中古岩溶储层的主要动因,断裂是影响岩溶储层发育的重要因素。中古8井区加里东期发育北西-南东逆冲断裂带,海西期发育北东-南西向走滑断裂带,组成网状断裂系统。岩溶储层发育于鹰山组顶面0～120 m深度范围内,类型细分为:孔洞型、洞穴型、裂缝型和裂缝—孔洞型4种,以裂缝-孔洞型和孔洞型为主。加里东至海西期多期、多组断裂及伴生的裂缝网状系统形成良好的流体运移通道,促进缝洞系统的形成与埋藏溶蚀作用及内幕白云岩化的发生,改善了储层的储集性能,形成碳酸盐岩孔－洞－缝复合型储集体。      

表层岩溶系统水化学成因及植被恢复条件下变化趋势——以广西马山弄拉兰电堂泉为例

常见的碳酸盐岩主要有灰岩和白云岩, 两者的岩溶作用机理不同, 因而常形成不同的地貌格局。在我国西南地区, 若在小范围内有灰岩和白云岩出露时, 往往在山体陡峭的部位出露质纯层厚的灰岩, 而山间平原多出露白云岩。这种地层组合结构致使表层岩溶带的发育具有独特的双重岩性结构。基于兰电堂表层岩溶系统的研究, 发现绝大部分水样的水化学类型均为HCO₃-Ca·Mg型, 其主要阳离子Ca²⁺和Mg²⁺质量浓度的季节动态变化趋势不明显, 但对短期降水稀释效应及森林植被CO₂效应的响应则非常迅速。将降水量小且比较均匀的8、9、10及12月水样的ρ(Ca²⁺)和ρ(Mg²⁺)关系曲线定义为"同比例溶解线", 并用其判别不同降水条件下泉水化学成分差异的成因。另外, 为了研究次生森林生态功能逐步恢复条件下岩溶作用强度的变化趋势, 对近10年来弄拉表层岩溶泉水化学组分进行分析对比, 发现岩溶水化学中主要阴、阳离子浓度均有增加趋势, 也进一步佐证了森林植被的岩溶效应。     

Sedimentary fluids/fault interaction during syn-rift burial of the Lodève Permian Basin (Hérault,France): An example of seismic-valve mechanism in active extensional faults

During basin burial, interstitial fluids initially trapped within the sedimentary pile easily move under thermal and pressure gradients. As the main mechanism is linked to fluid overpressure, such fluids play a significant role on frictional mechanics for fault reactivation and sediment deformation.The Lodève Permian Basin (Hérault, France) is an exhumed half-graben with exceptional outcrop conditions providing access to barite-sulfide mineralized systems and hydrocarbon trapped into syn-rift roll-over faults. Architectural studies show a cyclic infilling of fault zone and associated bedding-parallel veins according to three main fluid events during dextral/normal faulting. Contrasting fluid entrapment conditions are deduced from textural analysis, fluid inclusion microthermometry and sulfur isotope geothermometer. We conclude that a polyphase history of trapping occurred during Permian syn-rift formation of the basin.The first stage is characterized by an implosion breccia cemented by silicifications and barite during an abrupt pressure drop within fault zone. This mechanism is linked to the dextral strike-slip motion on faults and leads to a first sealing of the fault zone by basinal fluid mineralization.The second stage consists of a succession of barite ribbons precipitated under overpressure fluctuations, derived from fault-valve action. This corresponds to periodic reactivations of fault planes and bedding-controlled opening localized at sulphide-rich micro-shearing structures showing a normal movement. This process formed the main mineralized ore bodies by the single action of fluid overpressure fluctuations undergoing changes in local stress distribution.The last stage is associated with the formation of dextral strike-slip pull-apart infilled by large barite and contemporaneous hydrocarbons under suprahydrostatic pressure values. This final tectonic activation of fault is linked to late basinal fluids and hydrocarbon migration during which shear stress restoration on the fault plane is faster than fluid pressure build-up.This integrated study shows the interplay action between tectonic stress and fluid overpressure in fault reactivation during basin burial that clearly impact potential economic reservoirs.     

塔中83井区表生岩溶缝洞体系中油气的差异运聚作用

叠合盆地海相碳酸盐岩介质油气运聚机理是油气勘探必须解决的关键科学问题之一,选择代表性储层介质进行系统油气运聚作用分析有利于为解决这一关键科学问题提供范例。塔中83井区鹰山组储层是典型的表生岩溶缝洞体系储层,油气主要分布在岩溶体系的水平潜流带中,油水关系复杂,油水界面倾斜。本区原油和天然气性质参数在NE向断层与NW向断层的交汇部位异常高,而随着远离断层交汇部位逐渐降低,并顺构造脊有规律的降低,说明断层交汇部位是本区油气的注入点,而油气运移的主输导通道沿本区的鼻状构造展布。这一认识为系统分析表生岩溶缝洞体系油气运聚机理奠定了地质基础。基于碳酸盐岩表生岩溶的相关研究成果,建立了表生岩溶缝洞体系的基本模型。在分析油气在表生岩溶缝洞体系运聚过程的基础上,认为复杂缝洞体系中油气的差异运聚原理是产生这种现象的关键。油气运移过程受储层含水程度控制,油气总是首先将临近充注点的孔隙或缝洞充满后,才能继续向远处运移,并沿油气运移路径顺次充满远处的孔洞缝体系。所形成的油气水分布规律受储层含水程度,储层中能导致油气侧向运移的侧向联通通道、局部缝洞单元与侧向联通通道的关系及其油气溢出点和晚期气侵强度的联合控制。岩溶缝洞体系中油气运聚过程及其所形成的油气分布规律对叠合盆地下构造层碳酸盐岩油气勘探具有重要的启发,油气勘探不仅要通过地球物理方法识别优质储层发育的部位,还应该尽量描述优质储层的孔洞缝结构,结合油气运移方向和主输导通道的空间展布规律指导油气勘探。     

激光探针稳定同位素分析技术的现状及发展前景

以揭示碳酸盐岩和硫酸盐岩相伴沉积时发生的复合岩溶形成机制为目的 ,采用室内模拟实验方法 ,利用反应路径模型研究了水流路径上碳酸盐岩→硫酸盐岩 (简称层序 1)和硫酸盐岩→碳酸盐岩 (简称层序 2 )两种层序时发生的地球化学作用 ,根据质量平衡原理 ,计算了水岩间发生的地球化学作用强度 ;探讨了硫酸盐岩成因、岩溶发育的环境温度对复合岩溶的影响。结果表明 ,复合岩溶形成机理与可溶岩层序关系密切 ,层序 1中 ,发生两种可溶岩的溶解作用 ;层序 2中 ,除硫酸盐岩 (石膏和半水石膏 )溶解外 ,碳酸盐岩 (白云岩 )发生的是去白云化作用。这些作用间通过不同的机制相互促进 ,导致复合岩溶较单一可溶岩的岩溶更发育。复合岩溶的发育程度还受溶液 pH值和环境温度影响 ,溶液pH值降低、环境温度升高都利于复合岩溶发育。