中国南方古生界碳酸盐岩发育对页岩气成藏和开发控制问题

中国南方古生界有利暗色页岩发育,但现页岩气勘探取得突破较少,主要原因是南方地质条件复杂,尤其是南方暗色页岩与碳酸盐岩间互发育,页岩气勘探开发面临复杂的碳酸盐岩地质问题。文章从国外勘探经验及近年来南方地区页岩气勘探实践中总结并详细分析了碳酸盐岩发育对页岩气成藏和开发控制的5大问题:（1）地表或近地表岩溶地质问题对开采的影响;（2）页岩目的层顶底板及其内部碳酸盐岩层对成藏和开采的影响;（3）页岩中碳酸盐类矿物含量对开采压裂的影响;（4）页岩层中天然裂缝被方解石充填对成藏的影响问题;（5）常规碳酸盐岩储层与非常规页岩共同成藏问题。建议在南方古生界开展页岩气勘探开发中,把碳酸盐岩本身储集成藏和碳酸盐岩对页岩气成藏、开采、钻井施工等的影响综合考虑,以总含油气系统的思路,综合选井,以促进南方古生界页岩气的勘探开发。      

大兴安岭中段木瑞组的发现及其地质意义

在内蒙古1：5万蘑菇山幅、柴河源幅、苏河屯幅、兴安幅四幅区域地质调查中,研究人员通过详细的野外地质调查,首次在中侏罗统满克头鄂博组下部发现木瑞组,二者为整合接触关系。该组岩石类型为紫红色泥质粉砂岩夹灰白色砾岩,出露不完整,从而证明大兴安岭中段在中侏罗世历经陆相山间盆地堆积,具快速堆积特点。该组可作为一个区域性的标志层,对研究大兴安岭中段在中侏罗世期间地质演化史具有重要意义。     

气相色谱仪单机测试矿物包裹体中的气相成分与精密切换系统设计

用气相色谱法测试矿物包裹体中的气相成份时,难以实现一次性多组分全分析。在采用单机双柱串联方式时,则需要精确的柱间切换,分时操作。显而易见,正确地选择切换时机是实现单机测试的关键。为此,我们设计了一个微机控制的精密切换系统,与普通的气相色谱仪连接后,可以精确地找到切换时间,并实现自动切换。该系统也适用于其它需要分时操作的场合。     

我国页岩气资源及影响因素

在世界面临能源短缺的背景下,页岩气作为油气勘探的一个新领域,越来越得到世界各国的重视。我国页岩气资源丰富,许多盆地或地区具有页岩气大规模成藏的地质条件,对页岩气的研究显得尤为重要。该文介绍了我国页岩气资源储量、分布及开采面临的问题,概述了页岩气地质特征。在此基础上探讨了我国页岩气的影响因素,认为我国页岩气主要受有机碳含量、成熟度、裂缝的发育程度、地层压力的控制;页岩气与煤层气同属于非常规天然气,其赋存形态、成因类型、富集规律具有很多相似之处,因此可将页岩气与煤层气进行对比研究。     

西藏羊八井热田地热流体成因及演化的惰性气体制约

地热流体中惰性气体的相对丰度和同位素组成，不仅可以揭露热田的热源性质，而且还能够揭示深，浅层地热流体的内在联系和演化过程等。在西藏羊八井热田的地热气体中，已检测出大量的^4He组分，3He/^4He值是大气的0．087－0．259倍，表明深部地壳物质的局部熔融为热田提供能量，浅层地热流体的3He/4He 值自西北向东南呈降低趋势，与热储温度的变化相一致，反映出侧向运移时补充了更多的壳源氦，热田北区深层地热流体具有稍高的3He/4He值，是浅层地热流体的母源，气体中氪和氙的相对丰度具有大气降水成因的特征，结合现有的实际资料，建立了热田地热流体的概念模型。     

中国近海富烃凹陷油气成藏特征

富烃凹陷是当今油气勘探的主战场,中国近海已发现的油气储量主要集中在14个富烃凹陷中。利用钻井、测井、地震及化验测试等资料,结合最新油气勘探成果,从温压系统、储盖组合、热流体活动及油气输导与聚集等方面分析、总结了中国近海典型已证实富烃凹陷的油气成藏特征。研究表明:中国近海富烃凹陷深层超压普遍发育,地温梯度高,复合型温压系统构成,为油气成藏提供了充足的动力;主力储层物性好,发育1～2套优质的区域性盖层,至少存在2套有利的储盖组合;发育多种类型的烃类包裹体,油气主成藏期集中,并存在快速幕式充注现象;发育高效优势输导体系、多种圈闭与油气藏类型,存在多种油气成藏模式,油气呈带状差异富集与分布。     

沁南地区煤层气生产潜力研究

本文以沁水盆地南部地区煤层气生产试验井的徘采资料为基础，结合煤田地质勘探和中联公司煤层气勘探所获得的地质、生产资料，阐述了煤层气井的排采机理。并以TL—003井排采试验为例进行详细剖析，运用储层模拟技术，研究、分析影响煤层气产出的主要参数，初步预测了该区煤层气井的生产潜力。     

基于内时理论的含瓦斯煤岩损伤本构模型研究

从内时理论出发,通过内蕴时间的重新构造,在Helmholtz自由能中引入损伤变量,利用连续介质不可逆热力学的基本原理推导出了含瓦斯煤岩的内时损伤本构方程,并给出了确定本构模型中各参数的方法。同时,对在三轴应力条件下所建立的本构方程进行了求解分析与试验验证。结果表明,该本构方程能很好地描述含瓦斯煤岩在损伤发生前后的变形特点,并能有效地反映含瓦斯煤岩的非线性和剪胀扩容等物理力学现象。     

The Removal of Dissolved Metals by Hydroxysulphate Precipitates during Oxidation and Neutralization of Acid Mine Waters, Iberian Pyrite Belt

This study examines the removal of dissolved metals during the oxidation and neutralization of five acid mine drainage (AMD) waters from La Zarza, Lomero, Esperanza, Corta Atalaya and Poderosa mines (Iberian Pyrite Belt, Huelva, Spain). These waters were selected to cover the spectrum of pH (2.2–3.5) and chemical composition (e.g., 319–2,103 mg/L Fe; 2.85–33.3 g/L SO₄⁼) of the IPB mine waters. The experiments were conducted in the laboratory to simulate the geochemical evolution previously recognized in the field. This evolution includes two stages: (1) oxidation of dissolved Fe(II) followed by hydrolysis and precipitation of Fe(III), and (2) progressive pH increase during mixing with fresh waters. Fe(III) precipitates at pH < 3.5 (stages 1 and 2) in the form of schwertmannite, whereas Al precipitates during stage 2 at pH 5.0 in the form of several hydroxysulphates of variable composition (hydrobasaluminite, basaluminite, aluminite). During these stages, trace elements are totally or partially sorbed and/or coprecipitated at different rates depending basically on pH, as well as on the activity of the SO₄⁼ anion (which determines the speciation of metals). The general trend for the metals which are chiefly present as aqueous free cations (Pb²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Mn²⁺, Co²⁺, Ni²⁺) is a progressive sorption at increasing pH. On the other hand, As and V (mainly present as anionic species) are completely scavenged during the oxidation stage at pH < 3.5. In waters with high activities (> 10⁻¹) of the SO ₄⁼ ion, some elements like Al, Zn, Cd, Pb and U can also form anionic bisulphate complexes and be significantly sorbed at pH < 5. The removal rates at pH 7.0 range from around 100% for As, V, Cu and U, and 60–80% for Pb, to less than 20% for Zn, Co, Ni and Mn. These processes of metal removal represent a significant mechanism of natural attenuation in the IPB.     

X射线衍射法在天然气水合物研究中的应用

天然气水合物是一种由气体分子(包括烃类和CO2、H2S等非烃类气体)和水分子在高压低温环境中形成的笼型水合物,主要有Ⅰ型(立方晶体结构)、Ⅱ型(菱形晶体结构)和H型(六方晶体结构)三种晶体结构。研究水合物的结构特征及变化规律,对于认识水合物形成机理、微观动力学、相态转化及水合物样品鉴定等具有重要意义。X射线衍射(XRD)是一种利用X射线照射晶体(或某些非晶态物质)时产生的衍射来研究晶体内部结构(即内部原子排布)的分析技术。该技术应用于天然气水合物研究,不仅能准确获取水合物的结构类型及晶格参数等重要信息,还能观测水合物生成分解的微观动力学过程。本文阐述了XRD技术应用于水合物结构特征研究、水合物生成/分解动力学过程原位观测以及野外水合物样品鉴定等方面的研究进展。已知结构Ⅰ型和Ⅱ型水合物立方晶体的边长分别约为12.0×10-10m和17.3×10-10m,而结构H型水合物六方晶体a轴和c轴的边长分别约为12.2×10-10m和10.0×10-10m,因此,通过XRD技术准确测量水合物晶体的晶格参数,即可判定水合物晶体的结构类型,该技术在国外已应用于海洋和冻土区钻获的天然气水合物样品鉴定并获得结构信息。此外,通过测定不同条件下生成的水合物晶体参数的变化,可研究水合物的结构转换及其影响规律,研究表明混合气体的组成、客体分子体积及直径大小、温度等都对水合物晶体参数及结构产生影响。通过在高压环境下的XRD原位技术,可测定水合物的生成与分解过程中衍射峰的变化,研究水合物生成/分解动力学过程,研究表明水合物生成/分解主要分两个阶段,即在气液(固)表面的快速生成/分解过程及气体分子在液(固)体内部的扩散过程,后一个阶段控制着反应速度。目前,国外在水合物研究中应用XRD技术已相对成熟,而我国才刚刚起步。本文认为,将XRD技术应用到天然气水合物的研究中,可解决水合物的结构类型鉴别及晶格参数测量等基本的科学问题,而且XRD技术与核磁共振、红外光谱、X-CT等分析技术的联用,尚有很大的发展空间,将为天然气水合物相关的理论研究提供强有力的技术支撑。