川南威远—泸州页岩气井区奥陶系顶部观音桥组岩相和沉积环境

上扬子地区四川盆地南部威远—泸州地区上奥陶统凯迪阶五峰组和志留系底部兰多维列统龙马溪组黑色笔石页岩沉积于滞留缺氧海底且富含有机质,是页岩气的主产层位,介于五峰组和龙马溪组之间的奥陶系顶部赫南特阶观音桥组通常是含腕足类以及三叶虫的灰岩沉积,其化石组成是冈瓦纳冰川事件最盛期在低纬度陆表海区的产物,岩石学微相特征研究能进一步诠释当时海底沉积环境。本文根据威远地区的W2、W4H10井,泸州地区的L2井、L4井、 L5井、 L6井、 L7井、 L8井、 L9井观音桥组微相鉴定识别生物多样性,除常见的Hirnantia腕足动物群、三叶虫Dalmanitina等壳相化石外,还出现海百合、腹足类Homotoma、双壳类、海绵动物碎片和虫管遗迹化石Chondrites(丛藻迹),其化石组成记录了该层位的生物多样性。观音桥组沉积时该区海底富氧环境有利于底栖动物生存,远岸区海底水动力弱,化石粒度偏细且部分化石破碎程度高,未见大量复体珊瑚和钙藻等典型暖水区化石,反映出远岸相观音桥组海底水温可能偏低。     

页岩层系不同岩矿组合试样渗透率变化规律差异及其机理分析

页岩地层垂向岩矿组合变化大,页岩气开采需要对储层进行大规模人工水力压裂改造。笔者等基于样品的全岩X-射线衍射分析,通过对不同岩矿组合的3块页岩试样进行流—固耦合物理模拟实验,获得了3点认识,反映了不同岩矿成分的页岩在不同条件微裂缝与渗透率的变化特征,以及碳酸盐矿物含量高时的影响。这一实验对于研究页岩储层在压裂过程中的变化具有探索性,对于页岩气生产具有重要的参考意义。     

物理模拟技术在沁水煤层气藏水动力研究中的应用

通过煤层气成藏模拟实验,研究了水动力条件对煤层气成藏的控制作用。实验结果表明:在强烈的水动力交替作用下,煤层气藏中的甲烷碳同位素由-29.50‰变为-36.60‰,且变轻过程中具有阶段性特征;甲烷体积分数由96.35%减小为12.42%;二氧化碳由0.75%变为0.68%,随后增大到1.13%;氮气体积分数由2.9%变为86.45%。这些变化一方面说明煤层气成藏过程的复杂性,另一方面表明强烈的水动力作用对煤层气成藏会造成不利影响。通过对以高煤阶为典型特点的沁水盆地南部水动力条件的分析,认为径流强度与煤层含气量之间呈负相关性,弱径流区有可能成为高煤阶煤层气富集的高产区。      

四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组钾质斑脱岩特征及其地质意义

四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组黑色页岩地层中斑脱岩广泛分布,蕴含着丰富的地球化学信息。开展相关矿物学（XRD）、主量元素（XRF）,以及微量元素（ICP-MS）等分析,结合野外露头观察,对四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组黑色页岩地层中斑脱岩进行了分析。研究结果表明：1）斑脱岩主要由伊利石、斜长石、石英等矿物组成;2）主量元素以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O 为主,其中K₂O/Na₂O介于15.54～270之间;3）微量元素富集Th、U、Pb、Zr、Hf、Ta等高场强元素（HFSE）和Rb、Cs、Ba等大离子亲石元素,亏损La、Ce、Sr、Sm、Eu等元素;4）稀土元素∑REE介于19.58×10^-6～383.88×10^-6之间,平均值为105.43×10^-6,LREE/ HREE介于0.74～12.67之间,平均值为3.93,总体表现为轻稀土（LREE）富集,而重稀土（HREE）亏损,轻、重稀土元素分异明显,Eu表现出一定的负异常,而Ce未出现明显异常。综合分析认为：1）四川盆地及周缘五峰组-龙马溪组斑脱岩具有高钾低钠的特点,与钾质斑脱岩特征相符,且五峰组与龙马溪组斑脱岩特征相似,火山灰物质来源相近;2）原岩构造环境主要为岛弧环境,同时也存在板内环境,火山灰主要来源于北部秦岭地区;3）火山灰可以提高海洋表层初级生产力,为优质页岩有机质形成提供物质基础。     

高、低煤阶煤层气藏地质特征及控气作用差异性研究

高、低煤阶煤层气地质特征及控气作用差异性是研究煤层气富集成藏的重要组成部分,是煤层气勘探开发理论研究过程中重要的基础性研究领域之一。本文以中国沁水、阜新盆地和美国粉河盆地等典型的含气盆地为例,探讨了高、低煤阶煤层气的储层物性差异,分析了构造控气和水文地质控气作用的差异性。研究表明,高煤阶气藏含气量高,CH4百分含量高,δ13C1值大于-38.75‰,储层渗透率变化小,储层改造难,构造热事件对煤层气的生成、富集贡献大,持续的水动力使气藏遭到破坏,且破坏幅度大,现今地下水格局对气藏的形成具有一定的影响;低煤阶气藏含气量低,CH4百分含量低,δ13C1值大于-49.11‰,储层渗透率变化大,储层易改造,煤热演化史及煤阶影响着煤层气的生成、富集,在煤层气生成过程中活跃的水动力是甲烷生成的主要的水文地质条件之一,但持续的水动力使气藏遭到破坏,且破坏幅度小,而合适的地层水矿化度则是低煤阶煤层气生成的重要条件,地下水格局对气藏的调整和改造起到决定性的影响。     

大面积高丰度海相页岩气富集理论及地质评价技术进展与应用

海相页岩气富集特征及主控因素、地质评价及综合选区是四川盆地及周缘页岩气勘探开发研究的核心内容与突破的关键.基于勘探开发地质与地球物理多学科联合研究、现场调研、重点露头野外踏勘与取样分析、关键探井岩心观察与精细描述等方面的深入研究,阐述了大面积高丰度页岩气富集理论和地质评价技术内涵,及其在川南地区五峰–龙马溪组的最新进展...     

关键时相长势—环境和景观特征对河北省县级尺度冬小麦单产估算精度影响分析

区域尺度上精准、快速的作物单产估算可以有效地为国家粮食安全相关政策的制定提供数据支撑。本文针对县级估产时相和特征类型选择问题,基于遥感、气象和统计等多源数据,通过不同时相和特征要素之间的组合分析来探索其对于县级尺度冬小麦单产估算的影响。特征要素主要考虑作物长势、环境（水分和光温条件）和农田景观3个类型;时相主要考虑由冬小麦生长过程NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）曲线特征提取的5个关键时段（P1—P5）。利用不同时相与类型特征的组合与统计单产构建随机森林回归模型,根据精度评价结果分析各组合的优劣。2014年—2017年的数据用来建模,2018年数据用来验证。对于单时相,P2、P3、P4的表现明显好于P1和P5;多时相的准确度明显优于单时相,其中P2、P4的组合效果最佳。对于不同类型的特征要素,作物长势特征参量对估产精度的影响最大,而水分影响和光温条件等环境因子的加入对估产准确性并没有明显提升,农田景观参数的加入能够有效提升估产的准确性。在最优组合的基础上,剔除冗余变量优选出5个重要的指标因子（PROP、NDVI_P2、B2_P2、ED、B1_P4）,并建立单产估算模型获取2018年河北省冬小麦县级尺度单产。结果表明,平均相对误差（MRE）仅为2.85%,决定系数（R ²）为0.83,均方根误差（RMSE）为253.25 kg/ha,归一化均方根误差（NRMSE）为4.09%。研究结果为全国县级冬小麦单产估算提供了新的思路和方法参考。     

滇西勐糯铅锌矿区赋矿围岩地球化学特征与地质意义

勐糯铅锌矿区位于保山-镇康地块勐糯向斜东翼,是三江成矿带中重要的大型铅锌矿床。矿区内志留系中统上仁和桥组下段(S21)为主要赋矿层位,其中结晶灰岩为主要的赋矿围岩,含矿层顶底板围岩为板理化灰岩、板理化钙质泥岩。区内结晶灰岩及其他围岩稀土配分模式相似,均为右倾型及负Eu异常,指示其具有相似的沉积环境及成岩机制。同时Al2O3-SiO2岩石热水成因模式图、U-Th关系图及Al-Fe-Mn三角图解指示矿区围岩并非热水沉积,均为正常海相沉积。围岩样品U/Th <0.75,Sr/Cu>5,V/Cr <2,Ce微弱正异常及较低的Sr值,指示沉积环境为开放式的氧化浅海环境,沉积期间气候较为干燥,受到部分陆源碎屑影响。结晶灰岩ΣREE为57.11×10^-6,明显低于其他围岩ΣREE值232.02×10^-6,且LaN/YbN为8.81低于其他围岩11.17,可能为热液的淋虑作用导致结晶灰岩稀土元素流失。综合分析认为,结晶灰岩原岩为泥晶生物碎屑灰岩,其形成先后经历了2期构造热事件,早期构造作用使其原岩发生破碎,主要为脆性变形,含矿热液沿裂隙注入,使破碎的原岩发生重结晶,形成颗粒较为粗大的结晶灰岩;晚期构造作用对早期构造形成的结晶灰岩局部进行叠加改造,发生韧性变形,使结晶灰岩糜棱岩化,形成颗粒粗细不均的糜棱岩化灰岩。结晶灰岩的破碎裂隙为含矿热液提供良好的运移通道及容矿空间,并可能提供部分成矿物质,顶底板围岩对含矿热液一定封闭作用。     

吐鲁番山区人工增水作业效果的统计分析

应用统计检验和回归分析两种数理统计方法，对吐鲁番1997－2000年山区人工增水作业效果进行了分析。结果得出作业影响区内作业年份5－6月平均流量显著增加。     

煤层甲烷碳同位素分布特征及分馏机理

煤层甲烷碳同位素分布范围很宽, 并且和常规煤成气相比, 煤层气中甲烷碳同位素存在强烈的分馏效应, 使煤层甲烷碳同位素变轻. 煤层甲烷碳同位素与煤的R_o相关性很差, 以致无法根据煤层甲烷碳同位素值来判断煤系烃源岩的成熟度. 煤层甲烷碳同位素变轻的程度差别很大, 且明显受地下水动力条件的影响: 水动力越强, 煤层甲烷碳同位素偏轻的程度就越大, 反之就越小. 前人试图用煤层气解吸-扩散-运移-分馏来解释煤层甲烷碳同位素偏轻的现象, 但不能圆满解释碳同位素的空间展布. 根据大量的实验和实际数据, 指出流动的地下水对游离气的溶解作用-游离气与吸附气的交换作用是煤层甲烷碳同位素分馏的机理. 煤系中的水对煤中游离态甲烷的溶解作用更容易把¹³CH₄带走, 留下更多的¹²CH₄, 使游离气中¹²CH₄会相对富集, 游离气中12CH4再与煤中的吸附气发生交换, 部分¹²CH₄变成吸附气, 把吸附气中部分¹³CH₄交换出来变成游离气, 交换出来的¹³CH₄再被水优先溶解带走. 这种过程是不停地在发生, 通过累积效应, 引起煤层气¹²CH₄大量富集, 煤层甲烷碳同位素变轻. 通过水溶气的模拟实验研究, 证实了流动的水可以对甲烷碳同位素产生明显的分馏作用, 容易把重碳同位素的甲烷溶解带走.