黔北下古生界烃源层系特征与页岩气成藏初探

为详细查明黔北及邻区牛蹄塘组、五峰组—龙马溪组烃源层系分布规律及有机地球化学特征,进行了详细的野外地质调查,结合前人已有研究成果分析表明,牛蹄塘组烃源层系分布受控于早寒武世沉积洼陷或裂陷槽,黔北地区发育两个生烃洼陷,分别位于在大方—黔西—清镇及桐梓—绥阳—湄潭以东地区,烃源岩(TOC1.0%)厚度80~110 m,黔北牛蹄塘组平均有机碳1.36%~10.01%,有机碳同位素-34.90‰~-28.19‰,Ⅰ型有机质,Ro为1.77%~4.53%。五峰组—龙马溪组烃源岩厚度大于20 m区域主要分布于桐梓—仁怀—椒园—下水以北区域,平均有机碳3.0%~5.0%,有机碳同位素-31.92‰~28.97‰,Ⅰ-Ⅱ1型有机质,Ro为1.73%~2.38%。综合分析表明五峰组—龙马溪组页岩气受控于富有机质页岩的分布及一定的保存条件,具有中等埋藏深度的正向构造及宽缓的向斜区是五峰组—龙马溪组页岩气勘探的有利区域。牛蹄塘组页岩气成藏受控于烃源岩层系厚度,震旦系晚期古岩溶发育部位、灯影组岩石物性的好坏、牛蹄塘组页理缝及保存条件等因素,黔西坳陷若干背斜牛蹄塘组烃源岩厚度大于80 m,埋藏深度为1500~2000 m,背斜两翼地层产状平缓,断裂普遍不发育,具有一定的保存条件,为牛蹄塘组页岩气勘探的有利目标区。     

渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气地球化学特征及其成因分析

在对渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩现场解吸气样的气体组分和稳定碳同位素分析的基础上,对页岩气的成因类型和烷烃碳同位素倒转原因进行了探讨。渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气的甲烷含量高(94.33%~98.96%),非烃组分(主要包括N_2、CO_2)含量较少,干燥系数大于0.98,为典型的干气。甲烷、乙烷碳同位素值的范围分别为-49‰~-24.4‰、-39.4‰~-29‰,含气性较好的武隆地区Y1井气样烷烃气体呈现δ~(13)C_1δ~(13)C_2δ~(13)C_3的碳同位素"完全倒转"特征,含气性较差的酉阳地区Y2井气样烷烃气体基本具正碳同位素系列特征。天然气成因类型判识标志和图版分析表明,渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气为有机质高温裂解的油型气,是早期生成的干酪根裂解气和后期原油裂解气的混合气,这也是引起武隆地区Y1井气样碳同位素倒转的主要原因,同时这也可能与页岩气高产有关。     

川东焦石坝地区页岩气特征及其意义

焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩富集有大量的天然气,但针对页岩气地球化学特征研究还较薄弱,其蕴含的地质意义不甚明确.通过页岩气组分及其碳同位素特征和页岩干酪根的碳同位素特征分析,讨论了页岩气的来源、成因类型和完全倒转的碳同位素分布特征.五峰组-龙马溪组页岩具有很好的生烃能力、有机质丰度与含气量的关系有明显的正相关性、甲烷与干酪根相似的碳同位素特征、地层的超压特征等,综合表明研究区天然气应为页岩自生自储的页岩气;页岩气的甲烷含量均超过98%,其碳同位素平均为-29.93‰,反映了成熟度已经达到过成熟干气阶段;相对稳定的ln（C₁/C₂）和快速增大的ln（C₂/C₃）揭示其成因主要为二次裂解气;页岩气碳同位素完全倒转的分布特征主要受到在相对封闭环境中的原油裂解生气作用的影响,其完全倒转的碳同位素分布特征也反映了研究区良好的页岩气保存、富集条件.      

荆门探区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地化特征

基于荆门地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩的沉积特征和有机地化特征在评价有利生油气层中的重要性,采用有机质丰度、类型、热演化程度对荆门探区的地化特征进行了综合评价,结果表明,荆门五峰组—龙马溪组页岩有机质丰度较高,有机碳(TOC)平均值五峰组为2.9%,龙马溪组为3.51%;有机质类型主要为II型;有机质演化程度整体较高,五峰组平均为2.85%,龙马溪组平均为2.61%,探区南北部较中心页岩品质更优,为有利区。单从页岩有机地球化学特征分析,总体上为好的烃源岩,具有良好的页岩气资源前景。     

来凤咸丰区块LD2井五峰-龙马溪组页岩发育特征及含气性分析

来凤咸丰区块位于湘鄂西褶冲带。页岩气参数井LD2井的钻探揭示了来凤咸丰区块两河口向斜翼部五峰-龙马溪组页岩发育特征和含气性特点,通过有机地球化学、X衍射全岩矿物、扫描电镜以及现场解析等实验方法手段,明确了LD2井五峰-龙马溪组页岩有机碳含量较高(TOC:0.42%~3.20%)、热演化程度适中(Ro:1.47%~2.63%)、矿物成分以碎屑岩脆性矿物为主(石英+长石:37.4%~65.3%)、特低孔特低渗的特征。通过与位于两河口向斜轴部的LD1井对比研究,认为两口井页岩品质大致相当,但LD2井含气量明显偏低,最大含气量仅0.72m~3/t,分析认为LD2井在新滩组钻遇断层,且龙马溪组顶界距离断层的横向距离不足20m,保存条件被破坏是导致LD2井五峰-龙马溪组页岩含气量偏低的主要原因。     

黔西北燕子口地区五峰-龙马溪组页岩气源岩评价

黔西北上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组具有巨大的页岩气资源潜力,是我国南方页岩气勘探主攻目的层位和地区之一。本文研究了黔西北燕子口地区该套地层横向范围和厚度以及埋藏深度、岩相特征、矿物组成、总有机碳含量、热成熟度、储集空间和物性等页岩气成藏关键特征,结果表明:五峰组在燕子口西部的以勒地区厚度可达20 m,而龙马溪组自黔中隆起往北厚度逐渐增大,至四川丁木坳—大坪一线厚度达250 m以上;有效烃源岩主要分布在五峰组-龙马溪组下段,包括粘土页岩、粉砂质页岩和钙质页岩几种岩相类型,主要由粘土矿物、石英、碳酸盐矿物组成,其高岩石脆性指数(47.3%～76.8%)显示良好的可压裂性;可识别出裂缝、溶蚀孔、粒间孔、晶间孔等储集空间,其中溶蚀孔隙和裂缝占主导,储层孔隙度高,比表面积(13.4～24.9 m2/g)与总有机碳含量之间呈现良好的正相关性;地球化学分析表明,富有机质页岩段有机质类型好(Ⅰ型-Ⅱ1型),具有高有机质丰度(TOC平均值为2.56%)和有机质成熟度(Ro值为2.5%)。综合研究认为,燕子口地区以北与川东南古蔺—叙永一线接壤区带为五峰组-龙马溪组页岩气较为有利的勘探潜力区域。     

湘西北五峰—龙马溪组层序地层特征及有机质富集探讨——以XY-3井为例

湘西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩发育广泛,且厚度大、热演化高、埋深相对适中,具有较好的页岩气勘探开发前景.为了研究湘西北五峰—龙马溪组地层层序特征,基于XY-3井GR测井曲线的小波变换,结合元素地球化学特征、有机质丰度、笔石类型和岩性特征,建立研究区内五峰—龙马溪组层序格架,并探讨层序格架内有机质差异富集的特征.结果 表明:XY-3井五峰—龙马溪组共划分为2个三级层序SQ-1和SQ-2,4个体系域分别为TST1、HST1、TST2和HST2.而HST1和HST2体系域内有机质丰度相对较低,总有机碳平均值为0.89％和0.26％,其沉积于沉积速率相对较高、古生产力较高,且陆源输入量相对高的氧化环境中;TST1和TST2体系域内有机质丰度相对较高,总有机碳平均值为1.46％和1.35％.其沉积于沉积速率相对较小、古生产力较高,陆源碎屑输入较少的贫氧化环境中.与长宁、焦石坝地区五峰—龙马溪组内同期揭露的富有机质层位相比,湘西北XY-3井富有机质层段沉积于氧化性相对较强、古生产力相对较高的环境中,而在沉积速率相对较低的情况下,其富有机质页岩的沉积厚度和有机质丰度明显偏低.这可为湘西北地区进行页岩气勘探开发提供指导意义.     

黔北习水地区五峰-龙马溪组页岩地球化学与热演化特征及页岩气前景展望

黔北习水地区在五峰-龙马溪组广泛发育优质页岩。本文对习科1井和习科2井五峰-龙马溪组页岩岩芯样品的地球化学特征、孔隙发育特征和含气量进行了分析,并评价了该地区的页岩气资源潜力。研究结果表明:习水地区五峰-龙马溪组优质页岩(TOC 2%)的厚度约为30 m,成熟度较高,脆性矿物含量高,孔隙发育,含气量大。另外,我们运用PetroMod软件恢复了习科1井的埋藏史和热演化史,模拟结果显示习水地区主要经历了4期剥蚀事件和1期热异常事件;该地区五峰-龙马溪组页岩的最大埋深约为5300 m,现今成熟度约为2.20%。总体上讲,习水背斜北西翼地区的构造稳定,五峰-龙马溪组页岩的埋藏适中,容易形成超压的保存条件,拥有良好的页岩气勘探开发前景。     

荆门探区五峰组–龙马溪组页岩储层特征及甜点层段评价

为进一步明确荆门探区五峰组—龙马溪组页岩气资源潜力,优选甜点层段,以X井五峰组–龙马溪组一段页岩为主要研究对象,利用干酪根薄片、X衍射、核磁共振、微纳米CT扫描及地化分析等多种测试手段,结合测井解释成果,从岩石学、有机地球化学、矿物组成、孔隙类型及结构、物性及含气性等方面,系统评价五峰组—龙一段各小层储层特征,以优选甜点层段。结果表明:五峰组—龙一段以硅质页岩为主,主要形成于深水陆棚相还原环境,优质页岩段页岩气品质较高,有机地化特征优越;多手段测试孔隙率与渗透率均具有正相关特征,饱和水页岩核磁共振T2谱可分为2类5型,不同类型T2谱所反映的页岩孔径分布特征具有差异性,孤立孔主要存在于小于2 nm的微孔中,占比非常小;基于储层特征评价,优选出龙一$_1^1$—龙一$_1^2$小层为一类储层,五峰组上段和龙一$_1^3$小层为二类储层,龙一$_1^4$小层为三类储层,富碳高硅页岩段的五峰组上段—龙一$_1^3$小层(厚度约17.7 m)为页岩气甜点层段,研究成果可为荆门探区页岩气勘探开发确定水平井的靶体层段提供参考依据。      

重庆地区下古生界页岩气聚集条件及有利区预测

重庆地区是中国页岩气勘探开发取得突破的地区,页岩气赋存层位主要为下古生界上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组有机质泥页岩。依据露头、钻井岩心及测井资料,利用沉积学、有机地球化学等方法,分析研究区泥页岩沉积学特征与岩石学特征、页岩气聚集条件,并预测区内页岩气有利区。结果表明,区内暗色泥页岩厚度大,分布广,总有机碳含量大于2%,有机质类型以Ⅰ型为主,热演化程度处于高成熟—过成熟阶段,说明该区泥页岩具有很好的生烃潜力;区内页岩气层上覆厚层泥页岩与下伏岩层灰岩对页岩气具有较好的保存效果;泥页岩含气量较高,平均为1.39cm~3/t。采用综合信息叠合法,可预测研究区页岩气发育有利区位于城口—巫溪一带与石柱—涪陵—武隆—彭水—南川—綦江一带。     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

地震次生地质灾害风险评估集对态势分析

5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。     

下扬子区三叠纪古地理演化

下扬子区在三叠纪期间接受了早-中三叠世海相碳酸盐沉积、中-晚三叠世海陆交互相和陆相湖沼沉积.沉积相带的空间分布和古地理格局的变迁明显地受到区域构造的控制.区内盆地发育与演化是在华南板块与扬子板块、扬子板块与华北板块相互作用的背景下进行的.早-中三叠世末期的印支运动是下扬子区构造-古地理格局改变的决定性因素,使下扬子海盆闭合,沉积类型由海相沉积变为陆相沉积.下扬子区三叠纪古地理的演化特征也为板块碰撞提供了沉积证据.     

多年冻土融沉性分类研究

在冻土工程中,冻土的融沉性评价是工程地质勘察的主要内容之一,融沉性分类是冻土地基基础设计施工的重要依据．根据345个冻土原状样品融沉压缩试验数据,提出了细砾、砂土、粉土、黏性土、泥炭化黏性土和泥炭质土等6类土的融沉系数一含水量或融沉系数一超塑含水量线性回归方程式,得到与各融沉性分级相应的界限含水量或界限超塑含水量．最后...     

Kinetics of dehydration of Ca-montmorillonite

Isothermal thermogravimetric experiments have been carried out to determine the reaction kinetics of the dehydration processes in fuller's earth, a natural Ca-montmorillonite. Dehydration in swelling clays is a complex reaction, and analysis of the thermogravimetric data using empirical rate equations and time-transformation analysis reveals that the nature of the rate controlling mechanism is dependent upon both the temperature regime of the sample as well as the extent of reaction. For fuller's earth, we find that the dehydration kinetics are dominated by a nucleation and growth mechanism at low temperatures and fractions transformed (stage I), but above 90 °C the last stages of the reaction are diffusion controlled (stage II). The activation energy for dehydration during stage I is around 35 kJ · mol⁻¹, whereas the removal of water during stage II requires an activation energy of around 50 kJ · mol⁻¹. These two stages of dehydration are associated with primary collapse of the interlayer (stage I) and movement of water that is hydrated to cations within the interlayer (stage II). Received: 28 August 1998 / Revised, accepted: 27 January 1999