测井地质学前世、今生与未来——写在《测井地质学·第二版》出版之时

测井地质学以地质学和测井学的方法理论为指导,综合运用各种测井信息,来解决基础地质和石油地质的地质问题。经过数十年发展,测井地质学在油气勘探开发各个环节得到广泛应用。非常规油气的兴起使得测井地质学正面临多重挑战和全新探索,亟需建立针对非常规油气的测井地质学综合方法理论体系。本文以《测井地质学·第二版》出版为契机,系统归纳了测井地质学的起源及发展历程、主要研究内容和研究方法流程。然后总结了测井资料与地震、地质信息的匹配性,并分析了不同探测特性测井方法纵向分辨率区间特征。在此基础上评述了测井地质学在井旁构造解析、沉积学特征研究、层序地层划分、地应力方向判别及大小计算、井壁裂缝识别与评价、烃源岩评价以及非常规油气“七性关系”综合评价当中的应用。但由于测井资料的负载能力有限性、测井与地质信息属性不对应性以及测井资料本身的多解性,使得测井地质学在测井—地质转换、非常规油气测井评价及其与人工智能融合方面还存在一定的问题。因此加强基础岩石物理研究,挖掘测井曲线中包含的地质信息,并与人工智能相结合,将拓展测井地质学研究的精度和广度,从而使其未来可更好地应用至非常规油气测井评价等实践工作中。     

太行山中段城南庄一带隐伏岩体及找矿前景分析

麻棚和赤瓦屋岩体都位于太行山中段热液金属矿成矿区内,在其周围已发现石湖石英脉大型金矿等60余处热液型矿床(点),其深部和外围可能存在找矿前景。本文通过探讨太行山中段城南庄一带遥感环形构造和重力负场特征与金属矿床和岩体的耦合关系,从城南庄卫星式-多层蘑菇群式遥感环形构造群、重力负场、中酸性岩脉侵入和温泉五种证据,推测城南庄深部存在比麻棚和赤瓦屋岩体大近六倍、面积约700 km~2的中酸性隐伏岩体—城南庄隐伏岩体。城南庄隐伏岩体边界基本与布格重力负异常边界吻合,呈长轴北东向宽缓带状展布,向南西方向倾伏,北侧埋深较浅、南侧埋深较深。城南庄隐伏岩体边部(特别是产状缓外倾,具有良好成矿空间的区域)和顶部与围岩的接触带位置、环形构造形成的晚期"小岩体"内部及附近位置和中酸性岩脉附近位置是寻找热液型矿床的有利部位。     

高山区雪堆储雪的实验和模拟计算

随着全球气候变暖,滑雪运动呈现出对气候变化高度的敏感性和依赖性,各地滑雪季将不同程度地缩短。储雪作为一种应对气候变化的方法在雪务保障中逐渐得到研究和应用。在新疆阿勒泰地区吉木乃县开展储雪实验,应用谐波反应法研究了雪堆融化量与外界空气温度、太阳辐射和绝热保温结构热学性能之间的定量关系。实验中,覆盖两层绝热保温材料雪堆1的平均融化量为18.0 kg·d^-1（相当于初始质量的0.85%）,未覆盖绝热保温材料雪堆2的平均融化量为120.8 kg·d^-1（相当于初始质量的6.67%）。模拟期间观测到的雪堆1质量减少了1 438.0 kg,对应的模拟值为1 520.8 kg。谐波反应法可以为评价绝热保温结构的热学性能和提前确定储雪量提供重要的参考依据。由于许多物理过程都未考虑,导致模拟的雪堆融化量与实际融化量之间存在不确定性。雪堆所用绝热保温结构的性能可以用反射率、总传热系数、衰减度和延迟时间来衡量。     

鲜水河断裂带乾宁段岩石特征与内部结构及其物理-化学性质

断裂带的变形行为和断层滑移机制是目前地震研究关注的热点,断裂带岩石特征、内部结构与物理化学性质是确定断层蠕滑或粘滑行为以及断层滑移机制的基础和关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段地表出露的断裂岩为研究对象,通过野外地质调查、室内光学显微镜、扫描电镜、粒度统计、粉末X射线衍射分析（XRD）和薄片X射线荧光光谱分析（XRF）等多种研究方法,对鲜水河断裂带岩石特征、结构构造、物性、矿物成分及化学元素分布开展了详细的分析,并探讨了相关变形行为和滑移机制。分析表明：（1）断裂带核部主要由黑色断层泥、浅黄色及黄色断层角砾岩和灰色碎裂岩、灰色断层角砾岩组成,呈单核对称结构;（2）黑色断层泥厚3~5cm,具有快速滑动结构特征,表现为断层粘滑行为。断层泥可划分出13个滑移带,最窄滑移带厚约40μm,至少代表13期古地震事件;（3）断层泥主要由伊利石、高岭石和石英等矿物组成,其中边部伊蒙混层含量异常高,为最新一次古地震的主滑移带。由于伊利石和伊蒙混层（或蒙脱石）为主要黏土矿物的断层泥渗透率低、孔隙流体压力大,以及发现断层泥楔入脉,表明地震过程中断层滑动存在热增压弱化机制;（4）从断层泥不同滑动带中碎块蚀变程度和矿物分布特征来看,地震主滑动带有向碎裂岩方向迁移的趋势。推测断层在滑动过程中,更趋向于向弱矿物含量高（如伊利石、伊蒙混层）、强矿物含量低（如方解石、高岭石）的围岩一侧迁移。     

鄂尔多斯盆地西北缘浩然柴达木地区下白垩统结构特征

鄂尔多斯盆地西北缘下白垩统为重要的找矿目的层,通过研究该套层位的结构特征,以期大致查明其深部发育情况,为盆地北部铀矿资源勘查与评价提供基础资料。文章通过对研究区可控源音频大地电磁(CSAMT)测深数据的反演处理,获得了沉积盖层的电性结构模型,结合区内地质、岩石物性及钻孔资料综合分析,认为下白垩统由浅至深主要发育两层地电结构,上部罗汉洞组纵向反映为明显的"上高下低"相对中高阻电性层,底板埋深一般在200 m左右;下部华池-环河组与洛河组整体反映为相对高阻电性层,底板埋深500~950 m,厚度400~700 m,走向北西,总体表现为北东部薄、南西部厚、中部更厚的沉积分布特征。     

落石冲击混凝土板与缓冲层组合结构的动力响应

钢筋混凝土（RC）板与一定厚度的土颗粒缓冲层组合结构被广泛用于山区高位单体及群发性崩塌落石的防治,为研究此类防护结构在落石作用下的冲击力衰减规律及RC板的破坏模式,开展了室外系列落石冲击试验。结果表明,增大缓冲层厚度能够有效减小最大冲击力,峰值加速度随缓冲层厚度减小而增大,尤其在缓冲层厚度为0.1 m及0.2 m时,最大值急剧增大,峰值加速度与缓冲层厚度的变化满足指数函数关系;根据量纲分析原理得到缓冲层最大冲击深度与动能的平方成正比、与最大入射冲击力成反比的计算公式,且与实测值较吻合;入射冲击力在缓冲层内的衰减率随缓冲层厚度的增加以指数函数递增,在0.6 m缓冲层厚度下可使峰值冲击力衰减70%左右;随累积冲击能级的增大,RC板经历了弯曲起裂及扩展、次级弯曲裂纹和剪裂纹产生及跨中弯曲裂纹贯通的过程,试验结束时RC板整体表现出典型的弯曲破坏特征。     

利用分布式光纤声传感设备开展青藏高原易贡湖浅层结构探测

地震数据是利用地震学方法探测地下结构的基础条件,然而传统地震仪器难以获得极端环境地区(水下、高原等)的长时间、高密度连续数据。较之国际仪器厂商,国内的DAS研制相对较晚。自2016年起,国产DAS逐步应用于石油测井和城市区域地下结构探测,而运用在极端环境下的探测工作尚未见报道。中国科学院半导体研究所与青藏高原研究所经过多年合作研究,于2021年4月将自主研发的DAS系统首次应用于青藏高原的野外数据采集。本次试验同时记录了地面和水下的连续背景噪声和重锤数据。该研究利用背景噪声成像技术,获得了西藏易贡湖地区地表70 m以内的横波速度结构。本次研究为极端环境下的低成本、高密度数据采集和地下结构探测提供了理论和试验依据。     

渤海海域埕岛低凸起东部南区新生代断裂系统及油气分布的控制作用

埕岛低凸起东部南区新生代受控于伸展与走滑作用,断裂构造复杂,传统认为中深层北东向与近东西向断层属于同期同沉积断层。针对这一观点及引起的问题,利用钻井和地震资料,运用构造地质理论解析断裂系统。研究区主要发育正断层、走滑正断层两种类型,断开层位有基底—东营组、平原组—东营组、平原组—基底三种情况,现今断裂以东营组与馆陶组之间的区域不整合面为时限划分为两期断裂系统。早期断裂主要切开基底—东下段,属于同沉积断层;晚期断裂主要切开平原组—东营组,可断达基底,其发育受早期断裂制约。北东向与近东西向断层分别属于早晚两期断裂系统,对油气分布各起关键性控制作用:先期基底升降引起的伸展作用形成北东向断层,控制洼槽地貌与深水重力流沉积环境,发育了连片的层状砂质碎屑流;后期郯庐断裂右行走滑派生了近东西向雁列断层,断层面既充当储层上倾方向的遮挡条件,又在东西向挤压时封闭性变差而变成油气垂向运移通道,断层及断层作用控制了圈闭分布与油气聚集的有序性,自东向西,圈闭及油水界面依次升高且充满度变小,呈全充满、欠充满、半充满等状态。断裂系统研究将地质体置于一定的构造应力场中,分析断层组合的空间排列和交切关系以及断层的力学机制和位移特征等,探究时空演化对油气分布的控制作用。断裂系统研究方法在构造作用叠合区具有适宜性,对该区及类似地区的勘探开发具有现实意义。     

福建凤山矿区石墨矿地质特征及控矿因素分析

通过对福建省漳平市凤山矿区石墨矿近年来硐探、钻探等地质资料系统的梳理,在分析矿区地质特征和矿体特征的基础上,深入研究了石墨矿的控矿因素。研究认为该区石墨矿是由赋存于中二叠统童子岩组的无烟煤经过高温、高压作用进一步变质而成的。煤层受到岩浆热变质作用使碳物质(煤)分解,重新富集形成以隐晶质(土状)为主的隐晶质石墨矿,因此本区石墨矿的控矿因素是温度和构造。由于过往对福建煤系石墨资源的研究程度不够深入,造成大部分煤系石墨矿划归煤矿,致使石墨矿资源被浪费,本次通过野外地质勘查、采样样品测试等工作,确定了凤山矿区为煤系石墨矿,为下一步勘探工作提供有力依据,为合理开发利用矿产资源指明新的方向。     

Pore structure and heterogeneity of shale gas reservoirs and its effect on gas storage capacity in the Qiongzhusi Formation

Fine characterization of pore systems and heterogeneity of shale reservoirs are significant contents of shale gas reservoir physical property research.The research on micro-control factors of low productivity in the Qiongzhusi Formation(Fm.)is still controversial.The lower Cambrian Qiongzhusi Fm.in the Qujing,Yunnan was taken as the object to investigate the influence of mineral compositions on the phys-ical properties of the reservoir and the heterogeneity of shale,using the algorithm to improve the char-acterization ability of Atomic Force Microscopy(AFM).The results showed that:(1)The pores are mainly wedge-shaped pores and V-shaped pores.The pore diameter of the main pore segment ranges from 5 to 10 nm.Mesopores are mainly developed in the Qiongzhusi Fm.shale in Well QD1,with the average pore diameter of 6.08 nm.(2)Microscopic pore structure and shale surface properties show strong hetero-geneity,which complicates the micro-migration of shale gas and increases the difficulty of identifying high-quality reservoirs.(3)The increase of clay mineral content intensifies the compaction and then destroys the pores.Conversely,brittle minerals can protect pores.The support and protection of brittle minerals to pores space depend on their content,mechanical properties and diagenesis.(4)Compression damage to pores,large microscopic roughness and surface fluctuations and strong pore structure heterogeneity are the reasons for the poor gas storage capacity of the Qiongzhusi Fm.,which will lead to poor productivity in the Qiongzhusi Fm.