皖南地区上二叠统大隆组页岩沉积环境与有机质富集机理

皖南地区上二叠统大隆组富有机质页岩不仅是中国下扬子区重要的烃源岩,也是目前中国页岩气勘探的重要层位之一。为研究其沉积环境与有机质富集机理,对港地1井进行系统取样,开展了有机地球化学测试和元素地球化学分析等工作。结果表明:皖南地区大隆组页岩沉积时期处于暖湿型气候,具有高的生物生产力和沉积速率,早-中期伴随着区域性海平面上升,沉积水体加深且滞留程度增强,整体处于贫氧-厌氧环境;到了晚期区域性海平面下降,水体变浅且滞留程度减弱,整体处于氧化环境,且在二叠纪末期伴随有明显的火山热液活动。大隆组富有机质页岩的形成,不是由单一因素所决定,而是由古气候、水体氧化还原性质、生物生产力、沉积速率等多个要素相互配置与耦合的结果。皖南地区大隆组早-中期区域性海平面上升把深水的营养物质带到浅海的透光带,促进表层水体微生物大量繁殖,产生了高的生物生产力,且贫氧-厌氧的水体环境有利于有机质保存,形成了偏还原条件下的有机质富集模式;大隆组晚期沉积水体整体处于氧化状态,虽然含氧水体不利于有机质保存,但二叠纪末期大规模的火山热液活动蕴含了丰富的营养物质,促进生物大量繁殖,这样一方面可以形成高的生物生产力,另一方面生物的...     

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组页岩中黄铁矿特征及其地质意义

黄铁矿的研究不仅为沉积、成岩环境的恢复提供依据,也为富有机质页岩的预测提供参考。以上扬子板块3个不同沉积位置钻井（宜昌EYY1井、威远W001-4井、汉中SNY1井）的下寒武统牛蹄塘组页岩为例,通过X射线衍射全岩矿物分析（XRD）、显微镜、扫描电镜和碳硫分析等实验手段对样品及其黄铁矿进行对比研究。研究区样品中黄铁矿主要发育草莓状、立方体自形、条带状及不规则非自形等4种类型。其中草莓状黄铁矿发育最多,其粒径整体较小且变化范围较窄,反映以同沉积成因为主,一般与有机质含量有良好的正相关性,其他类型黄铁矿则可能为成岩成因。3口钻井页岩样品中黄铁矿形貌特征和粒径特征差异显示,SNY1井沉积水体安静、还原性最强,W001-4井和EYY1井沉积水体下部具有贫氧—厌氧环境的转变,其中W001-4井高丰度黄铁矿可能受绵阳—长宁拉张槽热液活动的影响。岩相对黄铁矿含量具有一定的控制作用,硅质页岩和硅质—钙质过渡型页岩比钙质页岩更有利于黄铁矿的形成。黄铁矿对有机孔的发育和保存具有积极影响,有利于页岩储层中天然气的富集和储存。     

南海北部陆架盆地隐蔽油气藏勘探

南海北部陆架盆地含有丰富的油气资源,其中非构造成因的隐蔽油气藏占总油气储量的1/3以上。因此,合理地开发这些隐蔽油气藏成为今后几年我国海洋石油所面临的突出问题。南海北部隐蔽油气藏主要类型以岩性、地层、潜山和底辟为主,而主要发育于盆底扇、斜坡扇、陆架边缘三角洲和碳酸盐岩等沉积体系内。因此合理地开发南海北部隐蔽油气藏,必须明确其发育环境进而认清其成藏机理,从而对其进行全面开发。     

碳中和目标下的锂矿产业创新及颠覆性技术

锂矿无疑在当今和未来的新能源结构中占有重要地位,鉴于碳中和目标的紧迫性,世界各国主流机构都在加紧研究绿色减碳计划和实现路径。受全球强劲需求特别是新能源汽车的巨大拉动,锂矿产业发展十分迅猛,主要表现为以下几个特点:（1）全产业链兴起,探采选冶联盟化,上下游一体化;（2）资本竞争激烈,并购频繁;（3）受碳中和目标驱动,技术创新发展迅速。受国内碳中和碳达峰政策的推动,锂矿全产业链的技术创新主要呈现出以下趋势:重视不同类型锂矿的碳排放评价与碳中和方案研发;打破探采选冶研发、生产和利用环节壁垒,数据实现优化与共享;采选冶技术向绿色高效转型,火法向湿法转型,先进传感器等AI技术得以大范围使用。矿石锂矿和卤水包括但不限于盐湖等多元化的锂矿资源正在锐意推进绿色开发和利用。人工智能、先进传感器以及一些颠覆性技术会越来越多地出现在锂矿资源的开发利用中。中国具有深远的世界市场影响力,中国政府的碳中和目标具有世界标志性,中国企业在人工智能、先进传感技术以及新技术革命中已经崭露头角。先进技术的国际垄断将在中国技术的积极参与下令世界改观,从而改善全球气候问题和居住环境。      

沉积物中天然气水合物生成与分解过程的电阻率变化

测定天然气水合物在沉积物形成和分解过程中电阻率的变化对海底天然气水合物的勘探开采具有重要的意义。利用设计的水合物实验装置,以99.9%的甲烷气体—3.5%氯化钠溶液—南海沉积物为研究体系,模拟测量了温度周期变化下海底沉积物中天然气水合物形成与分解过程的电阻率。实验结果表明：当水合物在沉积物中生成时,沉积物电阻率增大。水合物初始成核时,沉积物的电阻率从4.493Ω·m减小至3.173Ω·m,随着水合物的大量形成、聚集,沉积物的电阻率增大至3.933Ω·m,最后随着松散的水合物逐渐老化致密,沉积物的电阻率逐渐减小趋于稳定至3.494Ω·m。当水合物分解时,沉积物电阻率减小。沉积物的电阻率随水合物的分解从6.763Ω·m减小到2.675Ω·m,最后趋于稳定至2.411Ω·m。温度震荡可促进沉积物中高饱和度水合物的形成,并且沉积物的电阻率随水合物饱和度增加而增大。样品的水合物饱和度从初次水合物生成时的21.80%增大到水合物再次生成时的82.17%,其电阻率从3.494Ω·m增到6.763Ω·m。     

基于机器学习方法的海洋天然气水合物水平井降压开采模拟—优化耦合模型

由天然气水合物(以下简称水合物)开采引起的含水合物沉积层力学变形问题不能被忽视,因其直接威胁到海域水合物的安全开采。为了找到甲烷累计产气量最优值与地层稳定性的关系,基于机器学习方法形成模拟—优化耦合技术,构建起水合物降压开采传热—流动—力学数值模拟模型、可以替代数值模拟模型的机器学习模型和以甲烷累计产气量最优为目标的混合整数非线性规划优化模型;在此基础上,选取南海北部神狐海域厚层Ⅱ类水合物藏W11站位为研究对象,获得了海底面沉降量约束下的水合物储层甲烷累计产气量及相对应的最优开采方案参数。研究结果表明:①模拟—优化耦合技术的关键是机器学习方法的运用,基于径向基函数人工神经网络方法而建立的替代模型计算精度较高,可以替代模拟模型来确定输入输出变量的关系,从而摆脱既定方案的限制,找到全局最优解;②模拟—优化耦合技术可以解决受含水合物沉积层力学响应特征影响的水合物开采方案优选问题,根据试采工程安全要求改变海底面沉降量最大允许值,可以计算得到相应的甲烷累计产气量,以及降压幅度、开采时间、井位布置、水平井段长度等最优开采方案参数;③随着最大允许沉降量增大,甲烷累计产气量增大,二者满足正相关关系;④...     

国际锂矿开发技术现状、革新及展望

与国内的锂矿技术创新相比,国外的锂矿开发利用技术总体发展时间早,但区域发展极不均衡,欧美澳技术革新持续性强,近期颠覆性技术频频出现。锂矿山多矿种综合开发利用是趋势,是降低成本、提高效益和环境保护的重要方向。采选冶垂直一体化是创新增效、优化流程的重要选项。从地域上看,美洲是世界锂提取技术的摇篮,南美锂三角技术稳定,成本低,正处于技术革新的前夕。非洲资源量大,硬岩为主,受限于基础设施,云母型提取技术的创新和综合开发利用是出路。澳洲硬岩锂矿开发强度最大,技术娴熟,成本压力催生更多优化创新项目。欧洲市场需求带动本土锂矿开发,采选冶一体化项目增多。新型锂矿如盐湖卤水、硬岩采选、粘土沉积型、地热卤水的提取技术在近期都将有重大突破的希望。     

渭河盆地氦气成藏条件分析及资源量预测

渭河盆地氦气资源量在计算原理和参数选取上存在较大争议。据此,统计了渭河盆地101件油气井和地热井样品的气体成分和氦同位素数据,分析了该盆地的氦气成藏条件,并在综合选取和评估各项参数的基础上,估算了渭河盆地氦气资源量。结果表明,钻孔样品氦气体积分数平均为1.50%,最高达9.23%;氦源岩、地下水系统、载体气和断裂是氦气生成、运移和成藏的控制条件,其中盆地南缘花岗岩体和盆地内部隐伏磁性体是盆地最主要的氦源岩;根据盆地内地热流体储量、气水比、氦气体积分数估算出盆地内氦气资源量为21.30×10~8 m~3;根据氦源岩有效面积、水循环深度、岩体密度、铀钍含量估算得出自花岗岩体形成、盆地断陷和储层形成后的生氦量分别为185.21×10~8 m~3、37.58×10~8 m~3和4.16×10~8 m~3。综合认为渭河盆地的氦气资源勘探前景良好。     

全球锂矿及伴生铍铌钽的采选冶技术发展趋势

基于矿物学研究的全球锂矿科技创新方兴未艾并深远影响着世界经济和社会。共伴生的铍、铌、钽、铷、铯等关键矿产资源,也需要综合开发和利用以发挥整体优势。发展趋势表现为自动化智能化矿石淘选水平进一步提升。锂辉石矿山占主导,矿物学特征决定多种矿石的采选冶工艺。分子量子级微观机理发展迅速。电化学研究推动浮选剂创新。DMS和磁选仍发挥重要基础作用。中资企业在世界格局中作用巨大,而且急需组建探采选冶一体化实验室联盟和试验基地共同体。     

基于机器学习方法的海洋天然气水合物水平井降压开采模拟—优化耦合模型

由天然气水合物（以下简称水合物）开采引起的含水合物沉积层力学变形问题不能被忽视，因其直接威胁到海域水合物的安全开采。为了找到甲烷累计产气量最优值与地层稳定性的关系，基于机器学习方法形成模拟—优化耦合技术，构建起水合物降压开采传热—流动—力学数值模拟模型、可以替代数值模拟模型的机器学习模型和以甲烷累计产气量最优为目标的混合整数非线性规划优化模型；在此基础上，选取南海北部神狐海域厚层Ⅱ类水合物藏W11站位为研究对象，获得了海底面沉降量约束下的水合物储层甲烷累计产气量及相对应的最优开采方案参数。研究结果表明：①模拟—优化耦合技术的关键是机器学习方法的运用，基于径向基函数人工神经网络方法而建立的替代模型计算精度较高，可以替代模拟模型来确定输入输出变量的关系，从而摆脱既定方案的限制，找到全局最优解；②模拟—优化耦合技术可以解决受含水合物沉积层力学响应特征影响的水合物开采方案优选问题，根据试采工程安全要求改变海底面沉降量最大允许值，可以计算得到相应的甲烷累计产气量，以及降压幅度、开采时间、井位布置、水平井段长度等最优开采方案参数；③随着最大允许沉降量增大，甲烷累计产气量增大，二者满足正相关关系；④海底面沉降量随着开采时间增长而增大，也随降压幅度增大而增大；⑤水合物开采引起海底面沉降主要发生在开采初期，为了获得较高甲烷累计产气量及较小海底面沉降量最大允许值，在开采初期必须减小降压幅度。结论认为，所形成的模拟—优化耦合技术适用性强，可以为水合物安全、高效规模化开采方案的制订提供支撑。