利用热声发射技术测量岩石最高古温度的探索

根据岩石的热Kaiser效应,岩石能够记忆地质历史中经历过的最高温度. 本次实验使用自行研制的岩石热声发射仪,利用人工加热的砂岩和灰岩样品证实了沉积岩存在热Kaiser效应,并探讨了根据热Kaiser效应测量沉积岩经历的最高温度的准确性.通过对塔里木盆地的系列埋深(2800~5300 m)的砂岩和泥岩样品及川西地区灰岩样品的研究,结果显示样品的声发射信号随温度升高变化显著,热Kaiser效应明显;利用热声发射技术测得的温度与岩石经历的最高温度基本一致,表明该方法可用于岩石经历的最高温度测定. 因此,热声发射技术可以为沉积盆地热史恢复提供一种新的途径.     

地层条件下泥、页岩衰减各向异性研究

在实验室对三种泥、页岩和两种具有层理的砂岩样品在一定频率下测量了不同方向、压力、孔隙流体与衰减的关系, 讨论了各种衰减机制的相对贡献大小. 研究表明, 在干燥和流体饱和样品中, 衰减具有明显的压力和方向性. 平行层理传播的纵波(PH)衰减系数小于垂直层理传播的纵波(PV)衰减系数, 传播和震动方向平行层理的横波(SH)和垂直层理传播的横波(SV1)衰减系数小于传播方向平行层理震动方向垂直层理的横波(SV)衰减系数. 平行层理传播方向以Biot流衰减为主, 喷射流作用弱; 垂直层理传播方向是喷射流和岩石骨架粘弹性衰减起主导作用.     

泥页岩岩石物理建模研究

泥页岩由于其复杂的岩石特性（主要是裂缝及有机质的存在）,目前还没有有效的岩石物理模型可以较为精确的模拟其性质.本文在自洽模型和微分等效介质模型的基础上,引入Berryman三维孔隙形态及Brown-Korringa固体替代技术,建立适用于富有机质泥页岩的新型岩石物理模型.在此基础上进行正演分析,讨论不同孔隙形态对于自洽模型的临界孔隙度以及岩石速度的影响.正演分析的结果表明即使将未知的混合岩石作为背景岩石,微分有效介质模型的引入使得固体相和流体相仍然不是对称的,临界孔隙度不一定要落在0.4到0.6之间.且不同的孔隙形状对于自洽模型的临界孔隙度以及岩石的速度具有明显的影响.此外,基于岩石物理模型,文章讨论了不同孔隙形态、不同泥质含量时有机质对于岩石弹性性质的影响.最后利用一口页岩气井对该模型进行验证,预测的纵横波速度与测井结果吻合的很好,证明了该模型对于富有机质泥页岩的适用性.     

泥页岩油气藏水平井评价对策与实践

随着泥页岩油气藏勘探程度不断深入,水平井数量成倍增长,给水平井测井评价带来机遇与挑战,但水平并测井解释方法还停留在直井思维上,且水平并响应特征与直并存在较大差剐.而泥页岩储层砂泥薄互层发育,各向异性、非均值性非常严重,砂体横向上不连续,给测井解释评价造成很大困难.本文根据实际资料,采用交互式反演方法,以寻找井眼轨迹与目的层的精细关系为目的,探索了泥页岩油气藏水平井测井评价方法以及应注意的事项.     

气体钻井中泥页岩地层声波时差的实验研究

普通声波测井的径向探测深度甚小于泥页岩的水化深度,在水基钻井液井孔中只能测到泥页岩水化后的信息。用这种声波测井数据直接进行气体钻井原状地层的井孔稳定性分析,存在一定偏差。因此,有必要设法从泥页岩水化后声波时差来反求原状地层声波时差。为此,进行了不同声波频率的高压空气泥页岩钻心室内实验研究,分析了水化时间、水化程度与声波时差变化的关系。实验表明,泥页岩的纵波时差随水化时间的增加而增大;大量的微裂缝会使纵波时差在水化后变小;频率增加会使声波时差变小。     

低孔隙度泥页岩应力依赖的各向异性裂纹演化特性研究

本文在实验室对所获取的东营地区层理发育的低孔隙度页岩和泥岩的各向异性裂纹演化特性进行了研究, 获得了各向同性条件下泥页岩的力学与超声波响应特性, 分析了应力幅度对于页岩声波速度和各向异性的影响.主要结论包括:(1)泥页岩在循环载荷下存在滞后效应, 表明其经历了去压实或油气产生导致的超压; (2)泥岩和页岩具有不同程度的各向异性, 随着各向同性压力的增高微裂隙逐渐闭合, 样品的各向异性程度减弱; (3)分析了岩石韧度和裂纹损伤参数随压力的变化特征, 相比泥岩, 页岩各向异性程度更高, 随压力变化更明显, 其裂纹导致的附加各向异性更强; (4)分析了各向异性岩石的动态弹性模量特征, 由于软裂隙空间的闭合, 动态弹性模量在低压条件下都随着围压的增加有硬化趋势.     

基于小波高频属性的泥页岩裂缝测井识别方法研究

近几年受地震属性分析技术的启发,出现了利用测井属性分析泥页岩裂缝油气藏的新方法.为了避免常规测井信号受到噪声干扰影响裂缝识别效果,利用小波变换的高频属性对裂缝识别展开研究.以贵州岑巩地区下寒武统牛蹄塘组的泥页岩裂缝性油气藏为例,观察和分析野外黑色页岩露头、岩心薄片及镜下照片,总结了该地区裂缝发育特征和成因;然后着重利用研究区的测井资料,运用小波阈值去噪和小波高频属性方法对裂缝进行了识别.研究结果表明:研究区主要发育高角度剪性缝、张剪性缝、低角度滑脱缝及层间缝,采用的小波阈值去噪方法具有高信噪比和低均方差特点,在保留原始信号特点的基础上得到更加真实的信号;通过小波高频属性方法提取了声波时差信号中的高频信号,识别出了常规测井方法无法识别的泥页岩裂缝,该套方法成功在贵州岑巩页岩气裂缝识别中得到成功应用,并具有一定的借鉴意义.     

塔里木盆地下古生界烃源岩二次生烃范围研究

塔里木盆地是一个多旋回叠合盆地,下古生界烃源岩具有典型的二次生烃特征.当前关于二次生烃的研究集中在通过热模拟方法认识生烃机理和模式等方面,关于典型盆地二次生烃发生范围、分布规律、影响因素研究相对较少.本文在认识塔里木盆地构造背景和热演化规律的基础上,选取不同构造单元具有代表性的50余口井,利用Basin Mod 1D盆地模拟软件对多口井进行烃源岩成熟史模拟,结合现有的镜质体反射率数据,研究奥陶系和寒武系烃源岩是否存在二次生烃以及二次生烃发生时期和规律.综合分析单井模拟结果发现,奥陶系烃源岩二次生烃发生范围分布在沙雅隆起、卡塔克隆起中部和古城墟隆起西端,寒武系烃源岩二次生烃发生范围分布在沙雅隆起、巴楚隆起和卡塔克隆起中部.不同构造单元二次生烃开始的时间不同.二次生烃生烃史受盆地构造-热演化史控制,且对油气藏形成和分布有一定影响.     

海南尖峰岭不同海拔土壤中微生物脂肪酸和脂肪醇分布特征及对古海拔、古温度重建的启示

海南尖峰岭不同海拔造成的年平均温度差异为检验和建立基于微生物类脂物的环境替代指标提供了良好条件.尖峰岭土壤中含有种类丰富的微生物脂肪酸和脂肪醇化合物,包括异构/反异构脂肪酸(i/aC12:0~i/aC19:0),10-甲基十六酸、异构和反异构脂肪醇(i/aC13~iC26)、10-甲基十六醇和不饱和脂肪醇,指示了尖峰岭土壤中强烈的微生物活动.土壤中异构和反异构脂肪醇,不饱和脂肪醇主要以结合态,即蜡脂形式存在,只有经过皂化才能释放出支链脂肪醇.反异构十五酸/异构十五酸与海拔成正相关关系,表明温度降低能够引起反异构十五酸相对比例的增加.与脂肪酸不同的是,反异构十五醇/异构十五醇,反异构十五醇/正构十五醇随海拔升高却逐渐降低,表现出随温度降低减小的趋势.同样,单不饱和十八醇/十八醇比值随海拔升高而逐渐减小,与微生物脂肪酸不饱和度随温度降低而增加的规律相反.此外,植物叶蜡长链正构脂肪醇(C22~C30)的平均碳链长度ACL,正构脂肪醇(C14~C31)的碳优势指数CPI与海拔(或年平均温度)呈显著相关关系,证明了其应用于古气候重建的潜力.因此,微生物脂肪酸和脂肪醇、高等植物叶蜡都能够灵敏的响应环境温度的变化,可以为重建古温度和古海拔提供新的途径.     

湖相泥页岩层系富有机质形成与烃类富集——以长7为例

继海相页岩气之后,陆相页岩油成为中国非常规油气的重要勘探领域.但湖相泥页岩形成环境完全不同于海相页岩,导致有机质形成和储集体构成不同,其含油气性和烃类流动性也不同.本文以鄂尔多斯盆地延长组长7段页岩层系为例,剖析了湖相泥页岩形成过程中火山活动对古生产力、保存条件的影响,发现火山喷发之前发育藻类、细菌,而喷发之后,细菌数...     

四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化模式及主控因素

烃源岩热演化是含油气盆地烃源岩评价的基本内容之一,也是油气动态成藏研究的基础.通过系统分析地层沉积样式,结合盆地热史恢复结果,应用Easy%Ro化学动力学模型,模拟了四川盆地86口代表性钻井和200余口人工井点震旦系-下古生界烃源岩热演化史.结果表明,在盆地不同构造单元,下寒武统和下志留统烃源岩热演化特征存在明显差异,并据此建立了四种热演化模式:①加里东期成熟,早晚二叠世期间快速演化定型,以川南地区下寒武统烃源岩为代表;②加里东期未熟,早晚二叠世期间一次快速演化定型,以川西南下寒武统和川南下志留统烃源岩为代表;③加里东期成熟,晚海西-燕山期再次增熟,以川东、川北地区下寒武统烃源岩为代表;④加里东期未熟,晚海西-燕山期持续增熟,以川中地区下寒武统和川东、川北下志留统烃源岩为代表.通过对比研究沉积速率、热流和增温速率之间的耦合关系,剖析了四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化的控制因素,即川西南和川南局部地区主要受控于早晚二叠世期间峨眉山地幔柱和玄武岩的异常热效应,而盆地其它地区则受沉积地层埋深增热和盆地热流演化的共同作用,其中沉积地层埋深增热对烃源岩增温效应更加显著.     

四川盆地钻孔温度测量及现今地热特征

基于四川盆地9口钻孔的稳态测温资料和297块岩石样品的热导率数据,报道了9个高质量的大地热流数据,提出了沉积地层岩石热导率系列柱.结合前人的数据资料,绘制了地温梯度和大地热流等值线图.四川盆地沉积地层的岩石热导率变化主要由岩性控制,与现今埋藏深度没有明显的相关性.盆地的地温梯度为17.7～33.3℃/km,平均值为22...     

晚白垩世以来川东北地区的剥蚀历史——多类低温热年代学数据综合剖面的制约

低温热年代学数据是一个与热历史过程紧密相关的资料类型,与高温年代学不同,低温热年代学表观年龄本身在很多情况下没有直接的地质意义.当且仅当样品线性持续冷却的情况下,表观年龄才可以被直接解释为样品经过其封闭温度的大致时间.因此,只有结合地质约束通过对低温热年代学数据进行热历史模拟才能更好地揭示其所蕴含的地质信息.对川东北地区现有裂变径迹数据的统计显示,露头样品的表观年龄主要集中在60~80 Ma,其为冷却年龄并无直接的地质意义.前人利用这些数据对川东北地区热历史进行了模拟,然而不同研究者的研究结果却不甚一致,争议主要集中在四川盆地最后一期剥蚀开始的时间上.这体现了单一低温热年代学指标应用范围局限的缺陷.为解决这一问题,本文介绍了一种多类低温热年代学数据剖面联合解释的方法:首先根据低温热年代学动力学模型对诸多种可能的热历史进行正演模拟,然后将正演模拟的结果与观测结果相比较,因此,通过对比正演模拟结果与实测结果的拟合程度便可从诸多种可能的热历史中选择出最可能的一种.本文利用此方法对四川盆地东北部已发表的诸多可能的冷却/剥蚀历史进行了正演模拟,并将这些正演模拟与实测磷灰石裂变径迹和(U-Th)/He综合深度剖面数据进行比较,更好地制约了四川盆地的热历史:~100 Ma和~30 Ma之间冷却速度为0.57 ℃/Ma,~30 Ma以来冷却速度加快(~1.67 ℃/Ma).在假设川东北地区100 Ma内地温梯度大致与现今20 ℃/km的地温梯度相近的前提下,其剥蚀历史可计算为:在~100 Ma和~30 Ma之间剥蚀速度为29 m/Ma,~30 Ma以来剥蚀速度加快(~83 m/Ma),川东北地区自晚白垩世以来总剥蚀量约为5 km.     

四川盆地地区介质衰减特征研究

利用四川数字地震台网记录的地震波形资料,采用遗传算法联合反演方法研究了四川盆地地区的介质非弹性衰减模型。结果表明,在500km震源距范围内,研究区非弹性衰减Q值随频率f的关系为Q(f)=217.8f0.816。这一结果为在四川盆地地区进一步开展震源谱和强地面运动的模拟等研究工作奠定了基础。     

川东弧形带三维构造扩展的AFT记录

对川东弧形褶皱带北段、中段和南段的三条剖面,进行了7件样品的磷灰石裂变径迹(AFT)测试,结合前人已发表的4件样品,分析模拟了主要背斜的隆升－剥露热历史.结果表明川东弧形带主体构造变形时间为135→65 Ma,即早白垩世早期到晚白垩世晚期.进而建立并对比了三条剖面的构造变形时序,揭示出川东弧形带的三维构造扩展历史:(1) 平行于构造线走向,表现为从中心向两翼的构造扩展,弧形带中段的构造变形最早,起始时间为早白垩世早期(约135 Ma),北段和南段的变形较晚,起始时间为早白垩世晚期(约100 Ma);(2) 垂直于构造线走向,在弧形带北段和中段均表现为由东向西的构造扩展,而在弧形带南段,由于受到前缘华蓥山断裂的影响,表现为自西向东的变形时序.川东弧形带的三维构造扩展历史暗示了"弯山构造"的成因模式,以及华蓥山先存断裂对弧形构造的限制作用.     

峨眉山超级地幔柱对四川盆地烃源岩热演化的影响

四川盆地的构造、热演化与峨眉山超级地幔柱有密切关系.峨眉山超级地幔柱对四川盆地中二叠统之下的烃源岩热演化有着十分重要的影响.在四川盆地热历史恢复的基础上,研究了峨眉山超级地幔柱对盆地内烃源岩,特别是中二叠统之下的古生界烃源岩热演化的影响.结果表明,中二叠统及下伏烃源岩的热演化受中晚二叠世发生在盆地西南方向的峨眉山超级地幔柱的影响巨大,且具地区差异性.即在靠近峨眉山地幔柱中心的地区,有机质迅速成熟并达到其成熟度的最高值(以H1井为代表),古生界烃源岩迅速进入过成熟,此后未有二次生烃;而远离峨眉山地幔柱的盆地大部分地区,古生界烃源岩在二叠纪以来具有多次生烃过程.中生界烃源岩热演化,主要和前陆盆地阶段的构造过程包括前陆沉积和断裂的逆冲推覆等相关. 在烃源岩有机质成熟度演化史的基础上,从盆地热史和烃源岩热演化的角度指出了下二叠统及之下烃源层在四川盆地不同地区油气勘探中的不同意义.     

The components and carbon isotope of the gases in inclusions in reservoir layers of Upper Paleozoic gas pools in the Ordos Basin,China

The components and carbon isotope of gases in inclusions are one of the most important geochemical indexes for gas pools.The analysis results of the components and carbon isotope of gases from inclusions in reservoir layers of Upper Palaeozoic gas pools in the Ordos Basin show that most inclusions grown in reservoir sandstone are primary inclusions.There is only a little difference about the components and carbon isotope between the well gases and the secondary inclusions gases.This indicated that the epigenetic change of gas pools is little.This difference between the well gases and the secondary inclusions gases is caused by two reasons:(i)The well gases come from several disconnected sand bodies buried in a segment of depth,while the inclusion gases come from a point of depth.(ii)The secondary inclusions trapped the gases generated in the former stage of source rock gas generation,and the well gases are the mixed gases generated in all the stages.It is irresponsible to reconstruct the palaeo-temperature and palaeo-pressure under which the gas pool formed using carbon dioxide inclusions.     

四川盆地中部浅层地壳一维剪切波速度结构初步研究

2010年1月31日四川盆地中部的遂宁发生了M5.0地震,四川盆地内部的台站观测到了很强的短周期面波波形数据。本文对地震数据的Rayleigh波和Love波提取基阶群速度频散曲线并反演得到四川盆地中部浅层地壳一维剪切波波速度结构。研究结果表明,四川盆地中部近地表剪切波平均速度约为2km/s,并且随深度逐渐增加,地壳深度在10km左右时,剪切波速度达到了3.5km/s。此结果适用于四川盆地中部以西,从遂宁到龙泉山附近,而四川盆地东部,从遂宁到华蓥山断裂不适用。该结果可为龙门山断裂附近的三维结构研究提供参考,并对强地面运动计算和区域内地震定位的研究有一定参考价值。     

四川盆地侏罗系致密砂岩弹性特征及岩石物理建模

近年来围绕四川盆地侏罗系陆相致密砂岩已取得了勘探突破,其中川中—川西过渡带具备形成大气田的地质条件,但对该套致密砂岩弹性性质变化规律的研究还较少,致使利用地震方法进行"甜点"储层预测的精度不高.本文利用四川盆地侏罗系沙溪庙组32块样品开展了系统的声学测量,在此基础上,分析了样品弹性性质的变化规律.结合X射线衍射矿物组分分析、扫描电镜、铸体薄片和岩石薄片特征确定了不同成岩作用对岩石储集性能的影响.研究结果表明,研究区致密砂岩储层表现为孔隙型储层,受差异性成岩作用影响,黏土含量、钙质含量和硅质含量的差异以及它们分布特征之间的差异对岩石弹性性质造成了很大的影响.在研究区对岩石物性及弹性性质有明显影响的成岩作用包括早期的钙质胶结作用、压实作用和溶蚀作用,因此针对不同时期的成岩作用对岩石弹性及物性的影响,利用接触-胶结模型、微分等效模量模型和临界孔隙度校正的Hashin-Shtrikman上限模型建立了研究区致密砂岩的岩石物理模型.     

四川盆地侏罗系致密砂岩弹性特征及岩石物理建模

近年来围绕四川盆地侏罗系陆相致密砂岩已取得了勘探突破,其中川中—川西过渡带具备形成大气田的地质条件,但对该套致密砂岩弹性性质变化规律的研究还较少,致使利用地震方法进行"甜点"储层预测的精度不高.本文利用四川盆地侏罗系沙溪庙组32块样品开展了系统的声学测量,在此基础上,分析了样品弹性性质的变化规律.结合X射线衍射矿物组分分析、扫描电镜、铸体薄片和岩石薄片特征确定了不同成岩作用对岩石储集性能的影响.研究结果表明,研究区致密砂岩储层表现为孔隙型储层,受差异性成岩作用影响,黏土含量、钙质含量和硅质含量的差异以及它们分布特征之间的差异对岩石弹性性质造成了很大的影响.在研究区对岩石物性及弹性性质有明显影响的成岩作用包括早期的钙质胶结作用、压实作用和溶蚀作用,因此针对不同时期的成岩作用对岩石弹性及物性的影响,利用接触-胶结模型、微分等效模量模型和临界孔隙度校正的Hashin-Shtrikman上限模型建立了研究区致密砂岩的岩石物理模型.