珠江口盆地CO2分布特征与成藏机制浅析

珠江口盆地多个凹陷均有钻井钻遇CO₂气体, 个别井钻遇的CO₂体积分数高达90%以上, 这些CO₂气体直接驱替了早期油藏或影响了油气充注规模, 增加了勘探风险。运用钻井数据、地球化学分析数据、重磁研究结果, 通过分析CO₂分布特征, 总结CO₂分布与断裂、火成岩的关系, 明确CO₂分布的主控因素, 预测珠江口盆地高CO₂风险带的分布。研究表明: 珠江口盆地对油气成藏有影响的CO₂主要为无机幔源成因, 受区域盖层和储层的控制, CO₂主要分布在上渐新统到下中新统地层及以下地层, 向上CO₂逐渐减少, 同时无机幔源CO₂分布明显受控于断裂体系, 与基底断裂和火成岩体具有较好的对应关系。无机CO₂气源主要为幔源岩浆的脱气作用, 垂向运移主要受不同级别断裂控制, 尤其该区深大断裂和基底长期活动断裂起到了很大作用, 因此幔源岩浆活动与断裂体系是CO₂汇聚的主控因素。由于珠江口盆地不同凹陷结构差异的影响, 幔源CO₂运聚成藏机制可概括为两类: 一是在北部坳陷带, 地壳厚度大, CO₂沿着深大断裂逐级向中上地壳运移形成"中转站", 然后在基底断裂的沟通下向浅层运移成藏; 二是在珠二坳陷, 由于地壳减薄作用, 并且发育拆离体系, 幔源岩浆首先到达拆离面, 脱出的CO₂沿着拆离面运移, 当遇到深切至拆离面的断裂后继续向浅层运移成藏。基于以上分析并结合运聚条件预测出珠江口盆地分布着7个高CO₂风险带, 这7个高CO₂风险带均位于深大断裂带附近, 并且周边火成岩较为发育。      

西宁盆地南部天然CO2泄漏和浅部含水层响应

CO₂地质封存是重要的CO₂减排技术之一,其中泄漏风险评价是该技术实施的关键,而天然CO₂泄漏研究是获取泄漏评价关键信息的重要手段。通过野外调查,现场测量以及水样、气样和岩样的采集和测试,分析了西宁盆地南部CO₂的来源、泄漏特征和其泄漏到浅部含水层后相关的响应规律。结果显示西宁盆地南部发现了多处天然CO₂泄漏,包括高含CO₂的泉、废弃钻孔的间歇水气喷发和CO₂井喷等多种形式的泄漏显示,以及与之伴随的较大范围的钙华。气体中CO₂占绝对含量,CO₂碳同位素介于-2.5‰～-0.4‰,指示泄漏的CO₂来源于深部无机成因,并通过深部断层泄漏进入浅部承压含水层,与地下水一起径流、排泄或在浅部二次聚集。CO₂泄漏区域土壤²²²Rn浓度异常(超过9 000 Bq/m³),这可作为识别隐伏泄漏通道的重要方法。地下水对CO...     

CO2基增强型地热系统中流体-花岗岩相互作用研究进展及展望

CO₂与水相比,膨胀性大、黏度低、与岩石反应程度低,并且在作为增强型地热系统（EGS）渗流传热流体时,比水具有更高的换热效率。对CO₂-EGS生产过程中储层岩石物性变化的研究具有重要意义,从理论研究、实验研究、数值模拟3个方面,对CO₂基增强型地热系统CO₂-EGS中流体-岩石相互作用的研究现状进行了总结,并且从矿物成分、微观孔结构和力学性质3个方面对储层岩石性质的变化进行了评价。结果表明,CO₂-水-岩石相互作用参与反应的矿物主要为石英、长石类;而沉淀的矿物为蒙脱石、伊利石及方解石等。CO₂-水-岩石相互作用会导致储层岩石的力学性质下降,孔隙结构特征改变。最后,讨论了CO₂作为EGS渗流传热流体仍需攻克的难点问题,包括:CO₂的热动力学特征、换热效率,CO₂-水-岩石的相互作用及其对储层性质的改变,影响CO₂-EGS经济性的因素,以及CO₂-EGS数值模型的研究等。针对这些方面的研究可为今后CO₂-EGS的开发奠定基础。      

阿尔及利亚In Salah油田CO2地质封存示范工程的启示

阿尔及利亚In Salah油田CO₂地质封存工程是全球首个陆地具有工业规模的CO₂地质封存示范工程,具有断裂特征复杂、地质力学响应明显、监测方案多样等特点。通过对该示范工程进行解剖,分析了整个项目在地质特征、地质力学分析、注入方案、监测方案等方面的经验和教训,讨论了碳捕获、利用与封存(CCUS)示范工程面对的挑战和启示。结果表明：(1)断裂复杂的场地可用于CO₂地质封存,但CO₂注入前期需制定相应的监测方案,明确具体渗漏风险,后期在运行阶段进行调整;(2)基于CO₂地质封存的安全性考虑,定期进行风险评估,需对储层、盖层的地质和地质力学进行详细的表征,建立考虑安全性的地质-渗流-应力耦合模型;(3)合成孔径干涉雷达测量(InSAR)数据对于明确CO₂注入的地质力学响应非常有利,但需要与高精度的储层、盖层数据相结合。这对于开展“双碳”目标下CCUS示范工程具有重要意义,可以为国内今后开展CCUS或CO₂捕集或封存(CCS)大型示范工程提供...     

砂岩含水层CO2封存中考虑盐沉淀反馈作用的数值模拟:以鄂尔多斯盆地为例

盐沉淀是含水层CO₂封存中需要关注的问题。当前,大多数数值模拟没有考虑盐沉淀引起的地层孔隙度和渗透率变化对流体流动的反馈作用。以鄂尔多斯盆地刘家沟组地层为例,利用TOUGH2软件建立了一个二维模型。通过修改程序源代码,使得模型能考虑盐沉淀对流体流动的反馈作用。模拟结果表明,刘家沟组地层在CO₂注入20 a时,盐沉淀的反馈作用使得注入井附近地层压力提升达到了0.87MPa,储层注入性损失7.17%。地层水盐度对盐沉淀及其反馈作用的影响最大,CO₂注入速度的影响次之,地层渗透率的影响最小。在地层水盐度较高时,固体盐饱和度显著增加,从而造成地层渗透率明显下降。当地层水盐度为0.24时,盐沉淀造成注入性损失45.32%,引起的地层压力提升达到了12.14MPa。因此,需要特别关注高盐度地层水引起的盐沉淀及其反馈作用。     

卡尔曼滤波融合多源排放清单算法下的粤港澳大湾区FFCO2排放时空演变格局研究

在卫星碳观测用于区域减排存在技术壁垒的背景下,全球尺度的高分辨率化石燃料二氧化碳(FFCO₂)排放清单成为区域FFCO₂排放研究的主要数据来源,但现有的全球尺度FFCO₂排放清单用于区域研究仍存在显著的不确定性。为此,本研究定量分析3种全球尺度的高分辨率FFCO₂排放清单(ODIAC 2020b, EDGAR v6.0, PKU-CO₂-v2)用于区域尺度研究的差异性和变异性,然后基于卡尔曼滤波将3组数据进行特征融合,探讨了粤港澳大湾区FFCO₂排放的时空演变格局。结果表明：(1)当前FFCO₂排放清单数据间存在着显著的差异性和变异性特点,以大湾区为例,在最佳表征空间分辨率3 km×3 km下,区域内网格单元的平均差异性达到140%,变异系数达到16.3%,单一的全球尺度FFCO₂排放清单数据用于区域或城市的FFCO₂排放研究结果不准确;(2)经卡尔曼滤波融合重构的2000—2018年长时间...     

Modeling underwater transport of oil spilled from deepwater area in the South China Sea

Based on a Lagrangian integral technique and Lagrangian particle-tracking technique,a numerical model was developed to simulate the underwater transport of oil from a deepwater spill. This model comprises two submodels: a plume dynamics model and an advection-diffusion model. The former is used to simulate the stages dominated by the initial jet momentum and plume buoyancy of the spilled oil,while the latter is used to simulate the stage dominated by the ambient current and turbulence. The model validity was verified through comparisons of the model predictions with experimental data from several laboratory flume experiments and a field experiment. To demonstrate the capability of the model further,it was applied to the simulation of a hypothetical oil spill occurring at the seabed of a deepwater oil/gas field in the South China Sea. The results of the simulation would be useful for contingency planning with regard to the emergency response to an underwater oil spill.     

珠江口盆地白云东区古近纪挤压-伸展变形模式及勘探意义

珠江口盆地白云东区是白云凹陷2个有利成藏区之一,目前勘探正面临转向古近系深层的阶段,急需重新认识深层洼陷结构构造。为了解决珠江口盆地白云东区古近系深层缓坡带砂岩变少,与伸展型半地堑储层发育模式矛盾的问题,利用改善深层成像的重处理三维深度域地震资料及钻井数据进行综合解释,开展了白云东区古近系及基底之下滑脱面全三维构造解析。研究结果表明：按动力学机制对盆地演化阶段进行了重新划分,构造层序由一个被动裂陷旋回,修改为被动裂陷-主动裂陷-被动裂陷3个旋回;构造幕由3分细化为6个幕次,即由断陷幕-断坳转换幕-坳陷幕细化为裂陷两幕-褶皱两幕-裂陷萎缩幕-漂移幕,细分方案更好地反映了地层变形规律。地层变形方式表现为基底呈东西向挤压构造,盖层为南北向伸展构造。伸展构造发育过程中,主动裂陷旋回参与的基底盖层脱耦变形的新模式协调了白云东区古近纪构造-沉积响应,补充了主动裂陷阶段盆地充填富泥旋回的认识,挤压-伸展同步变形模式丰富了南海盆地空间演化模式,支持了白云凹陷深层新领域的勘探。     

珠江口盆地恩平凹陷北部隆起区油气远源富集与主控因素

珠江口盆地恩平凹陷北部隆起区的油气勘探始于20世纪70年代, 历经20多年反复探索一直未获得商业发现。近年来, 恩平凹陷北部新近系油气勘探接连取得重大突破, 逐渐成为勘探的热点地区。勘探实践表明远源富集成藏是恩平凹陷北部隆起区新近系油气成藏的重要特征。首先, 侧向断开控洼边界且深入洼陷内部的长期活动断裂体系是恩平北带油气能够大规模向北运移的关键因素; 这类断裂早期控制陡坡带文昌组物源供给, 晚期继承性活动切穿文昌组仓储砂体及烃源岩, 使文昌组烃源岩生成的油气通过油源断裂垂向调节至中浅层新近系储层中; 其次, 油气经过侧向穿断面运移后, 能继续沿断层对盘的构造脊往高部位汇聚, 使油气能够向北远距离运移并富集成藏。油源断裂、仓储砂体与构造脊的耦合是恩平凹陷北部隆起区远源油气富集的关键因素, 同时暗示深层文昌组仓储砂体的巨大勘探潜力。恩平凹陷北部隆起区具备油气远源富集成藏的条件, 在目前已获突破的区域继续向北仍发育较多构造圈闭, 为新近系油气勘探的潜力区带。      

Potential submarine geologic hazards at the entrance of the Pearl River Estuary in the northern South China Sea

The potential submarine geologic hazards were distinguished and categorized at the entrance of the Pearl River Estuary in the northern South China Sea, based upon the analysis of side scan sonar and sub-bottom profiler surveying data of about 2500 km long, in an area about 2000 km~2 around the Wanshan Archipelago. The data obtained in the survey has the highest spatial resolution by far, which could reveal more detailed distributions and characteristics of the geologic hazards than before. In the study region, three paleo-channels that were buried about 10–30 m below the seabed were found; more than 10 shallow gas areas were discovered. The sand waves found in the region were generally small and located near the islands, and twenty pockmarks found on the seabed were mostly concentrated to north of Zhuzhou island. There are also many man-made obstacles in the region, such as wreckages, pipeline, etc. In this paper we provide a detailed distribution map of the submarine geologic hazards in this region for the first time, and discuss their formation and harmfulness, which will provide a scientific basis for marine engineering construction, marine geologic disaster prevention and mitigation.     

珠江口盆地白云凹陷东部凝析气藏成因机制

根据油气有机地球化学特征、储层流体包裹体和流体PVT相态资料,研究珠江口盆地白云凹陷东部凝析气藏的成因机制。结果表明:白云凹陷东部凝析油具有高Pr/Ph、高丰度的奥利烷和双杜松烷的特征,热演化处于成熟阶段,凝析油主要来源于富陆源有机质的浅湖—三角洲相泥岩;凝析气藏天然气成熟度在1.30%～1.80%之间,为富陆源有机质的浅湖—三角洲相烃源岩高成熟阶段的产物。凝析气藏中计算凝析油成熟度约为1.00%,远低于原生凝析油成熟度(1.30%)的热力学门限;天然气为高成熟凝析气。研究区至少发生两期油气运聚,晚期形成的高成熟凝析气侵入早期充注的油藏,使油藏中的轻质组分溶于凝析气,形成次生凝析气藏。该结果为白云凹陷凝析气藏的勘探开发提供指导。     

珠江口盆地惠州凹陷烃源岩发育的主控因素分析

根据烃源岩地球化学、岩石学、沉积学等特征,分析惠州凹陷2套烃源岩的地球化学特征及烃源岩发育的主控因素.结果表明:文昌组中深湖相烃源岩形成于缺氧的还原环境,母质输入主要为低等水生生物和菌藻类,生烃潜力较好;恩平组河沼相煤系泥岩母质输入以陆源高等植物为主,生油潜力不及文昌组中深湖相泥岩;文昌组时期的表层水中浮游植物繁盛和湖底贫氧环境有利于优质烃源岩的形成,同时烃源岩的非均质性受沉积相和基准面旋回升降变化的控制,在最大湖泛面附近容易形成优质烃源岩.     

珠江口盆地文昌A凹陷地层压力特征及演化史

应用钻井、测井、地震等资料及盆地模拟技术对珠江口盆地文昌A凹陷地层压力特征及演化史进行了研究。结果表明:凹
陷现今储层压力以常压-弱超压为主,深部珠海组三段-文昌组泥岩发育明显的欠压实现象;地层压力演化历经始新世(48~33.9
Ma)、早渐新世(33.9~28.4Ma)和晚渐新世—现今(28.4~0Ma)2个半“增压—泄压”旋回,欠压实作用导致早期超压的形成,晚期超
压则为文昌组和恩平组烃源岩生烃作用所致。压力演化的旋回性主要受控于构造运动的旋回性,断层是超压释放的主要通道。      

珠江口盆地惠西南地区凝析油轻烃地球化学特征

惠西南地区是珠江口盆地珠一坳陷重要的原油富集区, 但近年来在新近系珠江组上段和古近系恩平组、文昌组以及基岩潜山储层中陆续发现了凝析油气。利用全油气相色谱和饱和烃色谱-质谱分析技术对凝析油样开展了轻烃和生物标志化合物地球化学特征分析, 探讨了惠西南地区凝析油的成因。研究表明: 轻烃组分特征、C₇异构烷烃、环烷烃及正构烷烃和生物标志化合物特征均指示H6-1构造凝析油来源于半深湖-深湖相文昌组烃源岩, 为腐泥型烃源岩在相对高成熟阶段(R_o处于1.2%~1.3%)生成的凝析油; H1-1构造凝析油来源于浅湖沼泽相恩平组烃源岩, 为偏腐殖型烃源岩在相对低成熟阶段(R_o处于0.9%~1.1%)生成的富低碳数烷烃油气; 揭示了惠西南凝析油的形成受到烃源母质类型和热演化阶段的双重控制。研究结果为富油生烃凹陷凝析油气勘探潜力评价分析提供了地球化学依据和支撑。