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。     

反向断裂下盘较顺向断裂上盘更易富集油气机理的定量解释

为了研究含油气盆地中断裂对油气成藏与分布的控制作用,在断层侧向封闭机理及影响因素研究的基础上,对反向断裂下盘较顺向断裂上盘更易富集油气的机理进行了定量解释。结果表明,无论是反向断裂还是顺向断裂,均源于断层岩封闭油气,断层岩油气运移方向排替压力是影响其侧向封闭油气能力的主要因素。在断裂埋深、断裂倾角和地层岩性、地层倾角相同的条件下,理论上反向断裂断层岩泥质体积分数大于顺向断裂断层岩泥质体积分数,即反向断裂断层岩油气运移方向排替压力大于顺向断裂断层岩油气运移方向排替压力,反向断裂侧向封闭能力强于顺向断裂侧向封闭能力,造成反向断裂下盘较顺向断裂上盘更易富集油气。歧口凹陷板桥断裂下盘沙一段下部断层岩在反向条件和顺向条件下油气运移方向排替压力的实例研究结果表明,反向条件下较顺向条件下在油气运移方向有更高的排替压力,侧向封闭能力更强,更有利于油气在板桥断裂下盘沙一段储层中富集。     

内蒙古商都地区CO2气藏地质条件研究

本文以商都盆地第三系CO2气成藏条件研究为目的，通过对区域构造（断裂、火山活动、岩浆作用）和地层特征及沉积相研究，结合地震勘探成果、CO2碳同位素、氦同位素分析成果，系统探讨了商都盆地CO2气源、运移通道、储集条件、圈闭及盖层条件，并对CO2气成藏模式进行了分析。认为：该区CO2气为幔源成因气，通过包兰哈达－高勿素深断裂运移到第三系储集层中富集成藏。第三系河流或冲积扇沉积的粗碎屑岩广泛分布，而且厚度较大，成岩程度低，具有良好的储集条件。新第三纪晚期的湖泛沉积，形成了巨厚的泥页岩盖层。沉积期后的差异压实作用、断裂、火山及岩浆活动等多因素作用，使这一地区局部构造发育，形成岩性－构造圈闭或构造性圈闭，有利于CO2气成藏。     

渝东北地区五峰组—龙马溪组页岩气地质特征及其勘探方向探讨

渝东北地区五峰组—龙马溪组暗色泥页岩沉积厚度介于30.92~164.47m之间,其中在朝阳镇咸池剖面及田坝一带厚度最大,往研究区东西两侧具有减薄的趋势。全区总有机碳含量平均3.32%,中部(平均3.93%)和西部(平均3.59%)相对东部(平均2.77%)具有更高的有机质丰度。有机质以I型腐泥型为主,西部个别剖面及东部栗子坪一带夹少量Ⅱ_1—Ⅱ_2型干酪根,其成熟度普遍处于高成熟—过成熟阶段,呈现自北向南升高的趋势。石英、脆性矿物含量普遍较高(尤其是中西部区块),黏土矿物较低,更易产生储气裂缝及利于后期压裂。储层特征方面,中部地区泥页岩具有更高的孔隙度和较低的渗透率,同时比表面积也相对更高,以有机质孔隙为主。中部区块田坝—朝阳—文峰一带含气性最好,结合页岩厚度、总有机碳含量分布、储层条件及构造保存条件分析,本区中部区块田坝—朝阳—文峰一带具有更好的页岩气勘探前景,是该区下一步勘探的重点区域。     

非线性支持向量机在油气预测中的应用

油气预测的传统方法通常是基于经验风险最小化准则,但在有限样本情况下,预测效果并不理想.研究引入基于结构化风险最小化准则的非线性支持向量机方法,通过对推广误差界的最小化达到最大的泛化能力和全局最优,时于小样本数据,该方法具有可靠的预测能力.在对四川观音场构造面新统上部碳酸盐岩储层数据处理中.通过实例试算,结果表明该方法有效可靠,预测精度高,与已知结果吻合较好.     

油气和含油气包裹体及其在油气地质地球化学研究中的意义

本文在综合前人研究的基础上，结合笔者的工作经验，提出了一个实用的油气和含油气包裹体分类方案，详细论述了各类油气和含油气包裹体的相态、组成和均一温度特征。在同一油气藏，均一温度越高，油相包裹体中的气态烃和挥发份的含量也越高。依据油相包裹体的均一温度的变化及其与同生水溶液包裹体的均一温度的关系可以研究油气藏在充填过程中油气组成，特别是气态烃和挥发份含量的演变。进而可以研究油气藏的油源--生油岩的类型和热演化程度。本文评述了依据油相包裹体和同生水溶液包裹体ＰＶＴ相图推断其捕获温度和压力范围的有效性和局限性。最后讨论了各类油气和含油气包裹体的成因机制及其在油气地质和地球化学研究中的意义。     

中亚地区阿拉伊盆地构造地质特征与油气条件分析

阿拉伊盆地位于特提斯构造带北缘,是在古生界基底之上发展起来的山间盆地,紧邻我国西部塔里木盆地。自中生代至新生代经历了陆表海沉积期、类前陆盆地期、山间盆地发育期、拗陷期、定形期等5个演化阶段,具有海陆交互、沉积多变、多期叠加、断-拗转换的性质。生储盖匹配良好;烃源岩为古近系、白垩系和中—下侏罗统的海相与潟湖相泥岩、石灰岩和泥灰岩;主要油气储集层为碳酸盐岩裂缝性储层和砂砾岩储层;多套泥岩、膏岩和泥灰岩为区域性和局部盖层;褶皱构造发育,以背斜、断块、断鼻等构造为主。盆地具有一定的油气勘探前景。     

天然气水合物非干扰绳索式保温保压取样钻具的研究

由于天然气水合物存在环境和性质的特殊性,使保温保压取样技术成为获得原位天然气水合物最有效的方法之一。保温保压取样钻具是获得天然气水合物真正物化特性的主要器具。通过多年对天然气水合物保温保压取样钻具的试验研究,设计了专门用于取海底沉积物和未成岩地层中水合物的非干扰绳索式保温保压取样钻具。介绍了钻具的结构、特点,及其配套的保温保压系统关键机构的功能、特点。对取心工艺和进行的海上功能性试验进行了详细说明,试验结果达到了设计要求。     

鄂尔多斯盆地低渗透油气藏形成研究现状与展望

鄂尔多斯盆地是中国规模最大的低渗透油气资源勘探与开发基地,其低渗透油气藏具有油层物性差、非均质性强、油藏成藏因素复杂、油藏分布受多种因素联合控制等特点。在回顾鄂尔多斯盆地低渗透油气藏成藏理论研究和勘探历史经验基础上,认为目前鄂尔多斯盆地低渗透油气藏成藏研究存在两大理论体系,即沉积学控制成藏理论和运移动力学控制成藏理论,前者从沉积特征出发,强调储层砂体沉积相、非均质性和成岩作用在低渗透性油藏形成中的控制作用,后者从石油运移与聚集过程出发,强调运移动力学在初次运移和二次运移中的重要作用。但是目前低渗透油气成藏研究存在一定的局限性和片面性,过分强调了单个地质因素的作用,其中沉积学控制成藏理论局限于沉积相划分和沉积模式建立方面,过多地强调了沉积相对成藏因素静态的控制作用,而忽视了油气成藏过程的动态属性;运移动力学控制成藏理论却过分强调了油气流体运移过程的模式化和公式化,过分夸大和随意解释了油气运移成藏记录——油气包裹体的作用及其原始地质意义,轻视了深部地层条件下油气运移的复杂性和油气包裹体记录的多解性。因此,传统的单因素控制油气成藏理论和相应的勘探研究方法已经不能确切揭示油气富集规律和有效指导勘探工作。低渗透油气藏成藏理论研究趋势是要重视分析油气藏地质记录,动态研究油气藏形成和演化历史过程,总结油气富集规律,为油气勘探战略部署提供重要资料。     

定州市燕家佐锶－偏硅酸天然矿泉水

饮用天然矿泉水水源地位于太行山前的唐河、大沙河冲洪积扇交叠部位。“矿水床”深度为６０～１３６ｍ，上更新统下部为石英、长石质粗砂及花岗岩、片麻岩、石英岩质的砾石、卵石。长石类矿物均有风化现象，经过与地下水化学成分的交替、溶滤作用，在地下水中某些有益组分得以富集，Ｓｒ含量０．２７～０．４７６ｍｇ／Ｌ，Ｈ＿２ＳｉＯ＿３２６．４７～３１．４１ｍｇ／Ｌ，Ｎａ９．３～１６．６ｍｇ／Ｌ，矿化度３２１～４７５ｍｇ／Ｌ，属低钠、低矿化度、锶－偏硅酸重碳酸钙型饮用天然矿泉水。其中，尚含Ｌｉ，Ｚｎ，Ｂｒ等对人体健康有益的微量元素。同位素氚的测试结果：１９．２１±５．３５ＴＵ及５．０７±３．２２ＴＵ。抽水试验结果为Ｓ＝５ｍ时，Ｑ＝３６～１９７ｍ￣３／ｈ。