渭河盆地地温场分布规律及其控制因素

本文以渭河盆地地温场为研究对象,在收集补充新地热井资料及分析测试样品的基础上,通过盆地深部结构、构造特征、地温场特征、热储层特征、地热资源量等分析,建立了盆地不同岩性岩石热导率与深度关系图版,确定了盆地地温场变化规律及地热田控制因素,提出了渭河盆地地热田形成模式。评价了盆地地热资源有利区,为盆地后续的开发利用提供了理论支持。研究认为渭河盆地热地温梯度分布在2.34～5.85℃/100m之间,平均地温梯度为3.50℃/100m,代表性大地热流68.33mw/m~2,地温梯度及不同深度地层温度具有东高西低、南高北低的特点。热导率总体上具有随深度的增加,逐渐增大的规律,热导率随深度增加主要受压实程度增强控制。相同深度条件下泥岩热导率最低,砂岩热导率居中、白云岩热导率最高。渭河盆地主要为层状地热田,盆地内地热通过热传导及热对流两种方式进行传递,以热传导为主。渭河盆地地热资源丰富,热储层可分为三种类型:①新生界砂岩孔隙型;②下古生界碳酸盐岩岩溶型;③断裂型。渭河盆地地热资源有利区主要分布于西安凹陷、固市凹陷。盆地地温场及地热田分布与莫霍面、软流圈上隆、岩石圈厚度减薄的深部背景密切相关,主要受地热传导和深大断裂热对流控制,是岩石圈深部结构、盆地构造、基底岩性、储盖组合等多因素共同作用下形成的。最后结合当前渭河盆地地热资源开发利用现状及存在问题,提出了地热开发利用建议。     

渭河盆地西安凹陷地热田热储特征及开发方式

热源、热储层(砂体厚度、孔隙度、渗透率)、地温场等是影响地热资源评价的重要因素。本文以渭河盆地西安凹陷-西安市延长石油西化小区为例,在收集前人资料的基础上,应用地层测温、测井、岩芯分析等资料,分析了研究区地温场特征、热储层特征及地热资源量,运用多种参数对热储层有利区进行了综合评定。研究结果表明延长石油西化小区属地热异常区,地温梯度为3.5℃/100 m;研究区张家坡组、蓝田灞河组砂泥岩互层发育,砂厚分布在40～140 m之间,平均孔隙度分布在15.68%～30.3%之间,蓝田灞河组砂层厚度、地层热量、含水量和总热量均高于三门组和张家坡组地层,地热开发条件最好;综合考虑砂体厚度、地层含水量、地温梯度、地温、热储层物性因素,认为西安凹陷延长石油西化小区地热开发应选择蓝田灞河组为主要目的层段,最优的地热开发方式应采用采灌平衡法进行地热开采,综合考虑研究区更宜选择中深层地埋管井下换热方式进行地热资源开发。     

银额盆地哈日凹陷下白垩统热水沉积岩特征及成因

银额盆地哈日凹陷下白垩统具有独特的沉积构造和矿物组成.通过开展岩石矿物和地球化学研究,论证其热水成因,探讨沉积环境和形成模式.研究区下白垩统发育方沸石、菱铁矿和白云石等矿物,富含Fe、Mn和Ba等元素,具有高∑REE、LREE富集和负Eu异常的稀土元素特征.结合Fe vs.Mn vs.（Cu+Co+Ni）×10和Ni vs.Co vs.Zn三角图解,证实下白垩统普遍含有热液成分.微量元素及碳氧同位素分析指示热水沉积岩形成于缺氧、封闭的咸水湖泊环境;氧同位素计算形成温度为43.94~86.08 ℃.研究表明,丰富的断裂系统为湖水下渗和热液喷流提供通道,湖水与热液的对流活动为湖盆持续输入热量和成矿离子.此类湖相热水沉积持续时间长、影响范围广,主要受物源供给和热液性质控制,代表一类特殊的沉积模式.      

渭河地区中深层地热资源开发状况研究

通过对渭河盆地热背景、资源量、热储层、开发利用现状及开采技术的发展等方面对开发利用现状进行了阐述。渭河盆地莫霍面上隆,岩石圈厚度薄,沉积层生热与深部热流传导的热量导致渭河盆地地热资源异常丰富,主要分布在西安、渭南、咸阳等地。盆地地热资源储量高、用途广,但中深层地热资源开发利用需要研究机构、政府和产业部门等联合出台相应的规范和标准,以规范市场、确保安全绿色高效生产。当前和未来渭河盆地中深层地热资源开发主要是采灌结合与深井地埋管相结合的方式,深井地埋管开发是地热开采的新思路,也是今后技术攻关的主要方向。     

银额盆地苏红图坳陷早白垩世巴音戈壁组火山岩锆石U- Pb年代学、地球化学特征及构造意义

本文对银额盆地苏红图坳陷钻井揭示的火山岩进行同位素地质年代学和岩石地球化学研究,以揭示该组火山岩的形成年代,探讨其岩石成因和构造环境。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得火山岩形成年龄为131.8±5.9～132.6±0.7Ma,时代为早白垩世早期;其年龄与查干凹陷巴音戈壁组火山岩年龄相近或略晚,而与区域内下白垩统苏红图组火山岩年龄差异较大,表明银额盆地早白垩世存在多期火山喷发,且沿着恩格尔乌苏断裂同时发生或向西南延伸,与阿尔金断裂向东北延伸无直接关系。研究区巴音戈壁组火山岩以亚碱性玄武安山岩为主(SiO_2=55.97%～56.37%),表现为主量元素高TiO_2(2.10%～2.35%)、低MgO (0.93%～1.47%)和低Na_2O+K_2O (3.17%～6.49%);稀土元素含量高(REE=352.39×10~(-6)～555.5×10~(-6)),轻重稀土元素强烈分异,弱Eu负异常(δEu=0.78～0.85);富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HSFE)以及Ni、Cr等相容元素等特征,具有板内和活动大陆边缘的双重特点,与苏红图组板内玄武质火山岩的地球化学特征截然不同。结合区域构造演化及火山岩时空分布分析,认为巴音戈壁组和苏红图组火山岩均为中生代银额盆地陆内伸展、岩石圈减薄和恩格尔乌苏断裂重新活动的产物,但两期火山岩来源于不同的岩浆源区。巴音戈壁组火山岩表现出的岛弧火山岩特征可能是由于地幔源区受到早期俯冲消减事件带来的流体影响。两期火山岩岩浆在上升过程中均未受到明显的地壳物质混染,但巴音戈壁组火山岩存在明显的镁铁质矿物和一定的斜长石结晶分离,结晶分异程度远高于苏红图组火山岩。     

现代渭河西安段沉积体沉积相与岩相特征

以渭河西安段草滩沉积体为例, 通过剖面和探槽的详细研究, 结合野外密集采样及样品的分析结果, 对现代渭河草滩沉积体的粒度特征、沉积相、岩相、地层层序及沉积模式进行了综合研究。结果表明, 现代渭河草滩河流沉积体主要由砂质、泥质和少量砾质沉积物组成, 是一个由三期沉积旋回组成的曲流河沉积体。在现代渭河草滩沉积体内部, 共识别出6种岩相, 即平行层理含细砾粗砂岩相、槽状交错层理中细砂岩相、平行层理中细砂岩相、块状层理含砾中砂岩相、交错层理含砾中砂岩和块状层理泥岩相;3种沉积微相, 即河床滞留沉积、边滩和泛滥平原, 这些沉积微相构成了草滩沉积体内部垂向上三套不同的沉积层序:下部为含砾粗砂和中砂组成的河床亚相层序, 砂质沉积厚度较大;中部为一个完整的曲流河沉积层序, 由滞留沉积、边滩和泛滥平原沉积构成;上部则主要为边滩和泛滥平原沉积层序。粒度分析结果表明河床滞留沉积物中的砂体粒径多分布在0.2~1.2 mm, 边滩沉积物中砂体粒径多分布在0.1~1.0 mm, 两者均是良好的砂矿体, 是建筑用砂的良好来源。     

鄂尔多斯盆地南部延长组油气成藏期次研究

为了研究鄂尔多斯盆地南部延长组油气成藏期次和成藏模式,采取镜下观察、激光拉曼、显微测温等方法对盆地南部地区延长组储层成岩作用和包裹体的特征进行了研究,并结合烃源岩生烃史、盆地热演化史,综合分析研究区延长组成藏期次。研究结果表明:鄂尔多斯盆地南部地区延长组存在两期油气包裹体:第一期油气包裹体在荧光显微镜下呈蓝绿色或深绿色的液烃包裹体,丰度较低,伴生的盐水包裹体均一温度主峰为100~110 ℃;第二期油气包裹体以气液烃包裹体为主,包裹体在单偏光下为无色或淡黄色,荧光显微镜下为亮蓝色,丰度较高,伴生的盐水包裹体均一温度主峰为130~140 ℃。通过对油气包裹体的均一温度、盐度、密度研究明确了研究区为“一期两幕”成藏,结合盆地热演化史认为鄂尔多斯盆地南部地区延长组存在两次油气充注:第一次油气充注在早白垩世中期(距今115~125 Ma),第二次油气充注主要在早白垩世晚期(距今97~105 Ma)。两次油气充注表明鄂尔多斯盆地南部地区延长组油气成藏时期为早白垩世(距今97~125 Ma)。     

银额盆地苏红图坳陷西部中生界烃源岩热演化史恢复

苏红图坳陷是位于银额盆地东北部的中生代断陷盆地,含油气资源勘探潜力较大.利用研究区7口井的75个镜质体反射率资料,分析了研究区中生界烃源岩热演化程度及分布特点,银根组烃源岩处于未成熟-低成熟阶段,苏红图组底部Ro分布在0.6%~1.2%,凹陷中心巴音戈壁组底部Ro普遍大于1.1%.苏红图坳陷西部中生代以来的热历史恢复表明,研究区现今地温梯度为34 ℃/km,晚白垩世地温梯度约为40.6~46.7 ℃/km,地温梯度从40~42 ℃/km（135~110 Ma）增加到46~50 ℃/km（110~103 Ma）,银根组沉积期（100~95 Ma）地温梯度达到最大,为48~53 ℃/km;从乌兰苏海组沉积开始到现今,地温梯度先增大到40~46 ℃/km（92~80 Ma）,后逐渐降低为34 ℃/km（80~0 Ma）.研究区早白垩世以来较高的地温场对油气生成、成藏起着重要的控制作用,烃源岩均在乌兰苏海组沉积末期达到最大热演化阶段.