油气田古岩溶与深岩溶研究新进展

项目来源：国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发”研究专题 起止时间： 1996年—2000年 项目负责人：夏日元 主要完成人：夏日元唐健生罗伟权邓自强关碧珠 承担单位：中国地质科学院岩溶地质研究所 古岩溶是指地质历史时期而非现代营力环境下形成的岩溶；深岩溶则为不受地表侵蚀基准面控制环境条件下的深埋藏岩溶作用。近年来，鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地及塔里木盆地等深埋藏碳酸盐岩中的油气勘探相继取得了重大突破，在埋藏深度大于2000～3000m的碳酸盐岩中发现了高产古岩溶储集层。由于储集空间主要为岩溶孔洞、裂缝等，非均质性明显，空间分布规律复杂，加之碳酸盐岩储层经历了漫长的岩溶作用过程(既有地质历史时期近地表环境下的古岩溶作用，又经历了长期逐渐被埋藏过程中深岩溶作用的叠加与改造)，造成油气储集规律十分复杂，给勘探、开发带来了一定难度。为此，从1996年起，国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发研究(96—110)”特设立了油气田碳酸盐岩古岩溶与深岩溶专题研究。 专题研究采用古水文地质综合方法、溶蚀作用地球化学物理和数学模拟、岩石地球化学测试、岩溶储层介质结构定量评价和预测等技术手段，系统研究了鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶和深岩溶的形成条件、影响控制因素和发育特征，揭示了不同时期岩溶作用的机制、发育演化特征及其与油气富集关系，识别出多种多样的古岩溶成因类型： (1)鄂尔多斯盆地古岩溶包括早期“层状岩溶”、中期“膏溶”和晚期“断裂系统岩溶”三个发育演化阶段。“膏溶”作用起关键作用，古岩溶地貌形态对油气富集有明显的控制作用； (2)深岩溶包括压释水岩溶和热水岩溶两种类型。压释水岩溶是指在压力差驱动下，上覆煤系地层成岩压实过程中释放出来的酸性水，通过渗流窗口侵入古风化壳产生对流循环而形成的岩溶。具有“水平渗流”、“侧向渗流—对流循环”、“纵向对流循环”三种发育模式，与烃类运移、聚集的关系为：早期为烃类改善运移通道，中期改造贮存空间，晚期对储集体形成封闭； (3)热水岩溶为奥陶系古风化壳深埋藏后，受燕山运动构造热事件影响，古地温梯度明显增高，呈承压状态向上运移的具有溶蚀能力的深循环热水对可溶岩所产生的溶蚀作用。热水岩溶主要经历了深循环对流热水形成、溶蚀与白云岩化作用两大阶段，对油气藏的形成具有建设性作用； (4)渤海湾盆地黄骅坳陷奥陶系碳酸盐岩岩溶发育主要经历了三个演化阶段：①加里东晚期—海西早期裸露古岩溶；②印支—燕山早期裸露和浅埋藏古岩溶：③燕山晚期—喜山期埋藏深岩溶。通过研究，建立了向斜翼部侵蚀洼地排泄型、向斜轴部山间洼地排泄型、山前浅埋藏断陷盆地型等三种古岩溶发育模式，以及倾斜垒式断块压释水作用、深埋褶断凸起构造压释水作用、深大断裂带高位掀斜断块热水作用等三种深岩溶发育模式。 (5)建立了各类古岩溶和深岩溶发育演化模式，提出了岩溶型油气储层定量评价和预测的模拟勘探技术，预测了三处有利勘探块区，取得了一定社会经济效益。     

压释水岩溶与天然气的运聚成藏

鄂尔多斯盆地奥陶系古风化壳在中— 深埋藏阶段,具有压释水岩溶发育的水文地质环境。本文通过压释水岩溶形成条件、发育特征及地球化学标志的分析研究,进一步揭示了压释水岩溶与天然气生成、运聚和成藏的关系,从而开拓了古岩溶发育区天然气勘探的思路。      

中国油气田古岩溶与油气储层

在我国油气田勘探中,与不整合面有关的碳酸盐岩古岩溶储层普遍发育,并占有十分重要的地位。着重讨论我国鄂尔多斯盆地奥陶系、塔里木盆地轮南潜山奥陶系和四川盆地震旦系等典型油气田古岩溶储层发育特征与油气关系,指出我国油气田古岩溶储层具有以下几个特征:(1)古岩溶垂向分带明显,地表残积带、垂直渗流-水平潜流带等发育齐全。(2)储集空间主要由岩溶作用形成的半充填或未充填残余溶蚀孔洞缝组成。优质储层类型以裂缝溶蚀孔洞型储层为主,为各大油气田高产、稳产的最重要储层和主力产气层。(3)储层受古岩溶地貌和断层裂缝的控制明显。古岩溶斜坡和断裂发育区,古岩溶发育强烈,是溶蚀孔洞层和储层发育的有利地区。(4)埋藏有机溶蚀作用形成的次生孔隙为有效孔隙,它的发育与烃类的形成、演化和运聚相匹配。(5)古风化壳岩溶作用和埋藏有机溶蚀作用的多期次叠加和改造,是古岩溶储层及油气藏形成的最佳组合模式。古岩溶储层为中国深层油气勘探提供了一个新的勘探领域。     

鄂尔多斯盆地奥陶系表生期岩溶类型、发育模式及储层特征

鄂尔多斯盆地奥陶系表生期岩溶储层是盆地碳酸盐岩油气勘探的主力类型,近年来岩溶储层勘探取得一些新突破,难以用风化壳岩溶完美解释,表明存在不同的岩溶作用类型。在钻井岩心、薄片观察基础上,结合古地形、古地貌及岩溶特征分析认为:鄂尔多斯盆地奥陶系表生期存在风化壳岩溶和顺层岩溶两种不同类型的岩溶作用,根据围岩性质细分为白云岩型、灰岩型风化壳岩溶和白云岩型、灰岩型顺层岩溶4个亚类;风化壳岩溶具有非组构选择性,岩溶特征因岩石组构差异而不同,顺层岩溶是组构选择性溶蚀,岩溶作用沿较陡地形顺层选择性溶蚀易溶组分形成孔-洞系统;风化壳岩溶储层受岩溶地貌、岩溶旋回和沉积相带共同控制,顺层岩溶储层预测则需综合考虑古地形、岩溶古地貌、沉积相及古沟槽、古裂隙等要素。      

碳酸盐岩油气田古岩溶研究及其在油气勘探开发中的应用

古岩溶为地质历史时期而非现代营力环境下形成的岩溶,深岩溶为不受地表侵蚀基准面控制环境条件下的深埋藏岩溶作用。碳酸盐岩储层储集空间主要有溶蚀孔洞、溶缝等,非均质性明显,空间分布规律复杂,经历了漫长的岩溶作用过程,油气储集规律复杂。油气田碳酸盐岩的内在因素(结构成因类型、物理力学性质等)以及各地质历史时期所处的地质环境构成古岩溶的形成条件与影响控制因素。本文将古岩溶的形成机制及其与油气聚集关系作为研究重点与突破口,系统研究了古岩溶和深岩溶的形成条件、影响控制因素与发育特征,最终实现了预测油气聚集有利发育区目标。     

埕岛-胜海潜山带的古岩溶作用

依据埕岛-胜海潜山带的取心资料,在系统观察描述岩心和综合分析地震剖面资料的基础上,对研究区的古岩溶作用进行了全面研究,对风化壳的岩溶地貌特征、岩溶标志与特征、岩溶分带以及控制岩溶作用的主要因素进行了详细阐述,对于本区古岩溶作用发育的历史及其变化规律进行了深入研究。根据本区构造发展历史,可将下古生界碳酸盐岩的溶蚀作用划分为4期：第一期(加里东早期)同生-近地表成岩早期溶蚀作用;第二期(加里东晚期-海西早期)风化壳期的岩溶作用;第三期(海西晚期-印支期)浅埋藏期溶蚀作用;第四期(燕山期及其后)深埋藏期溶蚀作用。这对于下一步深入研究该区的储集层特征和孔隙演化规律以及对于该区勘探区块的综合评价具有重要意义。     

塔里木盆地北部露头区与井下古岩溶充填物包裹体特征对比研究

塔里木盆地奥陶系储层经历多期水-岩作用改造,其分布发育规律异常复杂,古岩溶充填物中包裹体特征对古岩溶作用环境和期次具有较好的指示性。本文通过对塔里木盆地北部露头区和井下古岩溶充填物中包裹体进行测试,系统总结了两个地区包裹体的物理、化学特征,从一个新的角度开展露头区和井下岩溶发育规律对比研究。结果表明,研究区以单液相、气液相的盐水包裹体为主,仅塔河主体区井下样品中含有少量烃质包裹体;包裹体的物理特征反映了埋藏期岩溶作用的环境特征;按盐度与均一温度的交互关系划分出5种包裹体类型;根据古地温梯度计算出包裹体形成于浅埋藏、中埋藏、深埋藏3种环境;奥陶系碳酸盐岩经历了风化壳期岩溶、浅埋藏期岩溶、中埋藏期岩溶(早、晚)、深埋藏期岩溶等4期岩溶作用,岩溶储层的充填主要发育在中埋藏期。     

古岩溶盆地岩溶作用模式及古地貌精细刻画——以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为例

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳天然气勘探的核心问题是寻找储层 ,关键技术是对古沟槽、古台地的识别。该区风化壳储层不发育有两方面的原因 :一是沉积相带不利 ;二是风化壳岩溶部位不利 ,属于岩溶洼地 ,溶蚀作用较弱 ,充填作用较强。鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳古岩溶地貌为地势平坦、向东开口的半封闭岩溶盆地 ,这就为该区古风化壳岩溶的发育创造了相对于其他全封闭盆地更好的条件。将岩溶盆地划分为谷地、台地、残丘、沟槽、浅洼 5种三级地貌单元类型 ,东部发育 3个水平岩溶带 ,第三水平岩溶带距夷平面 70～ 85m。根据观察结果及地下水的渗流规律 ,提出深潜流溶蚀带—深泉排水模式 ,为岩溶盆地风化壳储集体的发育提供了另一种可能的溶蚀作用方式。岩溶盆地在中深埋藏期压释岩溶作用较强 ,有利于储集体孔渗的改善、上古生界烃类的带入、古台地边缘致密带的产生及圈闭的形成。综合利用地质、钻井、地震及测井手段精细刻画了神木—榆林地区奥陶系风化壳古地貌 ,结果表明该地区古台地规模适中、古沟槽较多 ,认为东部是较有利的勘探区带     

矿物包裹体特征对古岩溶作用的指示性

碳酸盐岩溶蚀孔缝中充填矿物包裹体特征对古岩溶作用环境和期次具有较好的指示性。黄骅坳陷奥陶系充填矿物包裹体物理特征反映古岩溶作用环境为埋藏型,包裹体化学特征显示了古岩溶作用与有机质熟化程度有关。包裹体各项特征指标的明显差异性与古岩溶作用的多期性相对应：3种盐度类型反映了浅埋藏、中等埋藏和深埋藏3种环境;4个均一温度段与古岩溶发育的4个期次相吻合。     

塔中气田奥陶系碳酸盐岩岩溶储层预测研究

提要：塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层具有埋藏深、地震资料分辨率及信噪比不高、非均质性强等特点。为此,利用古地貌、古水流和古断裂等地质主控因素方法与多地震属性信息融合技术相结合的解决思路,对研究区奥陶系鹰山组碳酸盐岩岩溶缝洞型储层进行了分析和预测,刻画了不同类型岩溶储层的分布规律。该方法既降低地震信息的多解性、提高了储层预测的精度,又符合地质规律,研究成果为研究区的勘探生产奠定了坚实的基础。     

Presence of radon in groundwater in parts of Bangalore

Presence of high levels of Radon (²²²Rn) gas was reported from groundwater in Bangalore. To ascertain the ground reality and the nature of the hazards, if any, a study was conducted by the Central Ground Water Board, Bangalore in and around Bangalore city. Groundwater samples from borewells and a dug well were collected and analysed. Available data on Radon gas from both groundwater and surface water sources were also compared. The presence of Radon gas and its concentration in groundwater were examined with respect to geology and well depths. The results are discussed in the paper.     

花岗质岩石中岩石包体研究的新进展

介绍了近年来国内外在花岗质岩石中的岩石包体研究的部分成果，重点论述了利用花岗质岩石中的岩石包体研究岩浆底侵作用、内生成矿作用、岩浆混合作用和区域变质作用等方面的主要进展。     

湖南梅城—寒婆坳地区煤田显微构造成因

从显微尺度分析了湖南梅城-寒婆坳地区岩石中出现较多的显微构造现象,并结合区域构造背景,从宏观和微观角度分析了研究区煤田构造成因。结果表明,研究区以低温脆性变形为主,多组裂隙的交错发育表明了应力场的多期次性,应用缝合线反演得出研究区印支期第Ⅰ期NW-SE向为最大主压应力场,第Ⅱ期NE-SW向挤压应力场次之;平均差应力为50~70 MPa,表明印支期以来煤田构造变形过程中,岩石经历了中等偏低强度的构造应力作用。梅城-寒婆坳地区煤田构造是在脆性-脆韧性变形为主的多期次中等偏低强度的复杂构造运动条件下形成的。      

蒙古国塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中片钠铝石胶结物的成因

塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中发育大量的片钠铝石自生矿物。通过偏光显微镜、扫描电镜及X射线衍射分析等,查明了火山碎屑岩中的胶结物与自生矿物类型和成岩共生序列。含片钠铝石火山碎屑岩的成岩共生序列为粘土包壳-方解石-一期微晶石英-一期高岭石-二期微晶石英、二期高岭石、片钠铝石-铁白云石;通过MAT253稳定同位素质谱仪确定了片钠铝石和铁白云石的稳定同位素组成为片钠铝石的δ¹³C_PDB为-8.15‰~-2.81‰,与片钠铝石平衡的CO₂的δ¹³C_CO2为-12.91‰~-7.55‰,通过与海拉尔盆地及BGS盆地系碳氧同位素数据的类比,表明片钠铝石中的碳主要为幔源岩浆来源,形成片钠铝石的钠和铝主要来源于安山岩岩屑、长石晶屑碎屑、玻屑和火山灰等;铁白云石的δ¹³C_PDB为-6.76‰~-2.65‰,与片钠铝石的碳氧同位素数据相似,结合相关地质实例及地球化学模拟实验,可以推断铁白云石中的碳也是幔源岩浆来源,铁白云石中的铁离子主要来源于安山岩岩屑、玻屑、火山灰和蒙脱石等矿物。     

华北型煤田岩溶水水文地球化学研究进展

文章总结了水文地球化学在分析浅层煤田岩溶水化学特征、建立判别矿坑突水水化学模式、研究矿坑水形成机理以及制定矿区水资源管理和环境保护对策等多方面的应用效果。根据煤田深部开采"三高一扰动"的复杂环境的采矿条件,深部水文地球化学环境表现出岩溶水三维水流系统发育、地下水储量大、水头高、补给广、径流长、水源温度高的特点,建议应用水文地球化学理论、方法研究深循环岩溶水的运动规律、深部岩层与富水性关系、煤田深部地下水水化学特征及其形成机制。     

西藏达则错地区水样中铀的测定

本文拟定了西藏达则错地区水样中铀测定的实验方法,对该地区明显呈碱性、K 、Na 、SO2-4、Cl-等含量较高的水样采用优先酸化,低温缓慢湿盐化的预处理方法,能有效缓解湿盐化过程中高盐溅跳现象的发生,完成西藏达则错地区水样中铀的测定,结果满意.     

氧同位素在海洋磷酸盐研究中的应用

海洋中磷酸盐的氧同位素组成不但记录现代海水磷循环的信息(磷酸盐的来源和生物地球化学作用),还记录古环境的信息。因此,利用氧同位素研究海洋磷酸盐正日益受到国内外研究人员的重视。本文综述了利用磷酸盐氧同位素研究方法及其在现代海洋环境与古海洋的应用进展,展示了中国海洋磷酸盐氧同位素研究现状,提出了今后的研究方向。     

牛庄洼陷古近纪浊流沉积中Paleodictyon遗迹化石的发现

在牛庄洼陷沙河街组四段上亚段的陆相浊流沉积中发现了Paleodictyon遗迹化石,其形态特征几乎和深海分子相媲美,并且在该遗迹化石的宿主岩性中,还发现了可以指示海侵发生的甲藻甾烷分子化石,说明研究区在古近纪曾发生过海侵或与海相关,这不仅为争论了20多年的“渤海湾盆地古近纪是否发生过海侵”问题的解决找到了突破口,同时对油气勘探方向也具有指导意义。     

Role of superoxide in the photochemical reduction of iron in seawater

We have conducted a series of laboratory studies to investigate the generation of ferrous iron and reactive oxygen species when solutions of seawater containing natural organic matter (NOM) and ferric iron are exposed to simulated sunlight. Total ferrous iron and hydrogen peroxide were measured at nanomolar concentrations with high temporal resolution using chemiluminescence-based methods. In all cases, ferrous iron concentrations rapidly peaked at several nanomoles per litre after a few minutes, and then declined over time, while hydrogen peroxide concentrations increased in a non-linear manner. Although concentrations of both species depended on the concentration of NOM, hydrogen peroxide concentrations were only minimally affected by the presence of iron. Increasing the NOM concentration while the total iron concentration was maintained constant led to an increase in the maximum ferrous iron concentration, suggesting that superoxide-mediated reduction of iron may be a major pathway for ferrous iron formation. This was supported by measurements of superoxide production from irradiation of NOM in the absence of iron and kinetic calculations, as well as an experiment in which superoxide dismutase was added. Further analysis of the data suggested that dissolved oxygen and photo-produced hydrogen peroxide were the primary oxidants of the Fe(II) formed. Thus we propose that superoxide and ferrous iron may be intricately coupled in the system, and that their generation is determined by the supply of NOM available to harvest light and donate electrons.