湖南保靖地区龙马溪组层序地层及沉积微相研究

通过钻井、测井结合野外露头分析,运用高分辨率层序地层学思路和方法,对湖南保靖地区龙马溪组进行层序地层划分及沉积微相研究。湖南保靖地区龙马溪组划分出三个中周期基准面旋回(sq1,sq2,sq3),组成一个长周期基准面旋回(SQ1),可以在研究区内良好对比。sq1的基准面上升半旋回为深水滞留盆地沉积,基准面下降半旋回为浊积扇网状水道沉积;sq2、sq3的基准面上升半旋回为浅水滞留盆地沉积,基准面下降半旋回为浊积扇扇中前缘席状砂沉积。从早到晚沉积盆地海平面逐渐下降,沉积中心向西北方向迁移。参考层序地层特征,结合本区页岩气地质条件,认为东南部甘溪-大坨地区为页岩气勘探有利区。     

Application of low-pressure gas adsorption to nanopore structure characterisation of organic-rich lower Cambrian shale in the Upper Yangtze Platform,South China

The pores in shales are mainly on a nanometer scale, and the pore-size distribution is vital with regard to the preservation and exploitation of shale gas. This study focuses on the organic-rich lower Cambrian black shale in the Upper Yangtze Platform, South China and investigates their TOC, mineralogical composition and nanopore structure. Low-pressure N₂ and CO₂ adsorption experiments were conducted at 77.35 K and 273.15 K, respectively, and the nanopore structures were characterised by the modified Brunauer–Emmett–Teller, Dubinin–Radushkevich, t-plot, Barrett–Joyner–Halenda and density functional theory (DFT) methods. The results indicate the following. (1) The lower Cambrian shale has a high TOC content (1.77–7.23 wt%) and a high quartz content (27.7–51.6 vol%). The total specific surface area varies from 12.02 to 28.87 m²/g. Both the total specific surface area and quartz content are positively associated with the TOC content. (2) Shale samples with a higher TOC content have a greater number of micropores, resulting in more complicated nanopore structures. Micropore volumes/surface areas and non-micropore surface areas all increase with increasing TOC content, indicating that TOC is the key factor determining the nanopore structure of the lower Cambrian shale. (3) A combination of N₂ and CO₂ adsorption provides the most suitable detection range (～0.3–60 nm) and is both highly reliable and accurate with regard to nanopore structure characterisation.     

基于浅层探冰雷达的东南极内陆地区冰盖内部等时层提取

中国第32次南极考察内陆队首次使用雪地车载浅层探冰雷达取得了中山站至昆仑站全程1 300 km 的浅层冰盖数据,通过MATLAB对数据进行FFT转换、背景滤波、改变叠加次数去噪和基于曲波变换的图像处理,使用Reflexw对MATLAB处理后数据进行地形校正、二次背景滤波和平滑滤波等处理,成功提取了冰盖浅层等时层并得出了等时层的平均深度、最大深度和波动情况。最后进行了数据的连接,展示了LGB69冰芯处等时层的分布并与冰芯数据结合大体对应了相应等时层的年代和事件。给出了Dome A附近的等时层分布情况。为东南极中山站至昆仑站沿途的物质积累率计算提供重要的数据支撑。     

能源盆地沉积学及其前沿科学问题

赋存油、气、煤和（或）铀能源矿产的沉积盆地,称为能源盆地。沉积作用及建造是影响油气煤铀同盆共存、成藏及分布的重要因素和物质基础。能源等沉积矿产及其形成,是沉积学的重要组成部分。通过讨论能源盆地沉积建造与油气煤铀赋存成藏及分布的内在联系,提出成煤建造在盆地演化和空间分布上,总体处于成油气建造和成铀建造的过渡、衔接部位和承前启后的演化阶段。并探讨了厚煤层的初始成煤物质来源与成因,蚀源区物源对盆地沉积建造、油气储层和铀成矿的重要影响。分析认为当前存在重先进技术观测测试,轻露头区精细剖析的倾向;对后期改造的影响程度和原盆古沉积面貌恢复的水平尚需重视和提高。能源盆地沉积学内涵的自然外延领域广阔,与之相关的前沿科学问题颇多。应将沉积学置于盆地形成演化和改造的时空过程中,兼顾地球环境和生物演变进程,进行整体、动态、综合研究。重点讨论了其中部分相关前沿科学问题,如:沉积盆地动力学、地球环境及生命演变对沉积和成矿作用的影响、有机与无机相互作用对能源矿产形成的影响、事件沉积学及深部作用与成矿作用的关联、能源矿产空间分区性及偏富极形成的沉积学环境、沉积建造和沉积矿产年代学等。     

中国西部海相盆地地质结构控制油气分布的比较研究

中国西部塔里木、四川、鄂尔多斯等海相盆地的中、下组合是我国油气勘探的重点领域,深化研究油气分布规律是优化勘探部署、提高勘探效益与持续获得勘探发现的关键。本文从盆地地质结构控制油气分布的学术思路出发,立足于近年来的勘探新进展、新发现,应用比较分析方法,揭示油气分布的构造控制规律。研究表明,塔里木、四川、鄂尔多斯等海相盆地位于古亚洲洋构造域、特提斯构造域的复合作用区,是在前寒武纪克拉通基础上发展起来的多旋回叠合盆地;它们经历了Z-D_2、(D_3-)C_2-T、J-Q等三个伸展-聚敛旋回的演化;每一伸展-聚敛旋回发育了独立的生-储-盖组合,伸展期因差异沉降发育好的烃源岩,聚敛期发育大规模展布的储集体与圈闭组合;盆地的基底分区对后期原型盆地的发育和沉积盖层的分布具有明显的制约作用,盆地多旋回叠合,形成了"垂向分层、横向分块"的地质结构,叠合结构样式控制了油气聚集层系与富集区带,普遍存在加里东中期与印支期等两期原生油气成藏期,及燕山中期(J_3-K_1)与喜马拉雅晚期(N_2-Q)等两期油气调整成藏期,新构造运动期油气成藏较为普遍。海相叠合盆地含油气层系多,原型盆地的叠合界面常是重要的油气富集部位,隆起带、断裂带、台缘带(或岩相带)是重要的油气富集区(带),叠合盆地的中下部组合是下一步油气勘探持续突破的有利方向。     

2002~2005年长白山火山气体的释放特征与地球化学异常研究——多源高光谱遥感证据

长白山火山区是我国具有潜在喷发危险的活火山,在2002~2005年火山活动性增强出现了岩浆房扰动。利用卫星遥感技术具有观测范围大、观测时间长且连续的优势。因此,本文利用对流层污染探测仪（MOPITT）和大气红外探测仪（AIRS）高光谱遥感数据提取了2002~2005年长白山天池火山区CO总量、O₃总量、水汽总量和地表温度异常信息,讨论了高光谱遥感气体地球化学异常信息与火山活动性之间的关系,并对2002~2005年长白山天池火山区火山活动性进行了研究。结果表明,高光谱遥感数据观测到的气体地球化学（CO、O₃、水汽）异常与地震、形变监测结果以及地面流体（CO₂、He、H₂）观测结果相一致,表明MOPITT和AIRS高光谱遥感卫星观测到的气体异常变化较好地反映了2002~2005年大规模的深部岩浆局部扰动。在2002~2005年火山活动期间,CO总量、O₃总量、水汽总量和地表温度均出现了显著异常且异常出现时段相应准偏差显著增大,反映了气体逸出量在时间上具有不均一性,可能与火山、地震活动过程中地应力的作用和变化有关。从气体异常持续的时间以及地面观测结果综合分析,2002~2005年岩浆房扰动并没有产生长时间的地幔物质流的上升和迁移。在火山活动性增强的时间段内,地表温度出现异常低值,这可能与太平洋板块俯冲过程中引起的断裂拉张增强有关。此外,火山活动过程中逸出的气体进入大气圈产生大气化学反应也会导致高光谱遥感所观测到的气体地球化学异常。研究结果为2002~2005年长白山火山活动性的研究提供了来自高光谱遥感数据的气体地球化学新证据,也对高光谱分辨率遥感数据在火山活动规律的研究以及火山监测中的应用具有一定意义。     

广西清明山铜镍硫化物矿床上升气流微粒研究

为探讨上升气流微粒与深部隐伏矿体之间关系,在广西清明山铜镍硫化物矿床上方土壤中采集上升气流微粒,并采用透射电子显微镜(TEM)对微粒的形貌、大小、聚合状态、化学组分及结构等进行分析。结果表明,微粒主要由Cu、Co、Zn、Fe、Ca、Si、S等元素组成,其中成矿元素Cu、Co以自然Cu-Fe-Co、Zn-Fe-Co及Fe-Co合金微粒的形式存在,其余如Fe、Ca、Si、S等元素则以氢氧化物、氧化物及碳酸盐微粒形式存在。微粒可分为微粒聚合体及单个微粒,微粒的大小为50~500nm,微粒的形状多为不规则状、近椭圆形、近球状、水滴状和近长方体等。微粒中高含量的Cu、Co、Zn来源于深部隐伏矿体,含Fe、S微粒来源于矿床中金属硫化物矿物。此外,高价态的微粒组分指示微粒处于相对氧化的环境。清明山铜镍硫化物矿床的上升气流微粒组分与矿床矿物组分间存在着较好的对应性,本研究为隐伏铜镍硫化物矿床提供了新的找矿方法。     

SAGD技术应用于陆域冻土天然气水合物开采中的理论研究

天然气水合物被誉为最有研究价值和开采价值的清洁能源,已经成为当今世界能源研究的热点。但到目前为止还未形成成熟稳定的天然气水合物开采技术体系,仍处于研究和试采阶段。陆域冻土天然气水合物开采与海域天然气水合物开采相比相对比较容易,在钻进过程中能够形成较稳定的孔壁。天然气水合物开采的主要方法有热激法、降压法、置换法和化学抑制剂法。SAGD（Steam Assisted Gravity Drainage）技术也叫蒸汽辅助重力驱油技术,在重油、油砂开采中得到了迅速发展,取得了非常有效的成果,被认为是目前重油开采最有效的方法。对SAGD技术应用到陆域冻土天然气水合物开采中进行理论分析研究,经过分析发现将SAGD技术应用到天然气水合物开采中是可行的,但确定两口水平井之间的距离是关键,且在应用时要将上部井变为生产井,下部井变为注汽井。     

沙漠地区页岩气地质调查井施工技术

武威盆地儿马湖凹陷地质调查井武地1井钻井工程位于内蒙古自治区腾格里沙漠腹地,施工条件恶劣。上部第四系覆盖层主要岩性为黄色砂土和红色细砂,厚度大,松散易垮塌。针对武地1井钻井难点,从井场建设、钻井设备的选择、井身结构、钻井液优化等方面采取措施,为沙漠地区钻井施工积累了经验。     

南海西部高温高压小井眼水平井钻完井储层保护技术研究及应用

南海西部东方13-1气田D7H井为国内海上第一口高温高压水平井,储层物性以中低渗为主,使用高固相含量的钻井液易堵塞油气泄流通道造成储层伤害,加之海上完井方式制约,高密度钻井液在井眼滞留时间达10 d以上,不可避免地会加剧储层伤害程度。为充分保障该井储层保护效果,室内开展了大量的优选评价实验,优选出适合海上高温高压小井眼水平井钻完井储层保护油基钻井液,分析了高密度钻井液污染储层的机理,研究了返排压差、返排时间与岩心渗透率恢复结果的关系,提出了增加返排压差、延长返排时间提高储层保护效果的措施。实验结果表明：高温环境下高密度钻井液污染岩心后,初始渗透率恢复值约85%,当污染时间达到15 d时,渗透率恢复值骤降至30%,表明钻井液在储层滞留时间越长储层污染现象越严重;相同驱替条件下,渗透率恢复值随时间的延长而提高并趋于稳定;增加岩心返排时的压差有利于提高渗透率恢复值,返排压差达到12 MPa时,钻井液体系的渗透率恢复值可提高到80%以上。现场应用表明,D7H井试井机械表皮系数为0,清喷产量6.0×105 m3/d,超出配产产量近3倍,储层保护效果良好,为后续海上高温高压气田实施水平井进行规模化开发提供了宝贵的借鉴意义。