川东南丁山地区燕山期—喜马拉雅期差异构造-热演化与页岩气保存

中国的海相富有机质页岩经历了多期构造改造，其含气性具有明显的差异。页岩气在不同构造演化阶段的保存条件是揭示页岩气差异富集机理的关键科学问题之一，开展构造-热演化研究可以明确其热演化史和构造隆升-剥蚀过程，为其评价提供演化格架。研究以丁山地区下古生界页岩为对象，联合磷灰石裂变径迹、磷灰石（U-Th）/He和锆石（U-Th）/He等多个古温标反演热演化史，结合镜质体反射率重建的最高古地温剖面，对丁山地区燕山期以来的差异构造隆升过程和剥蚀量进行了恢复，并在此基础上结合流体包裹体分析对丁山地区龙马溪组页岩的压力演化过程进行了模拟；根据页岩在埋藏—抬升过程中的温、压演化特征，定量表征了不同抬升阶段页岩含气量的变化，建立了龙马溪组页岩"埋藏—生烃—抬升"的演化格架。分析表明，丁山地区在燕山期和喜马拉雅期经历了不同的构造隆升过程。燕山期表现为"早期快速隆升—晚期缓慢隆升"的分段隆升，具有自NW向SE递进隆升且隆升幅度逐渐增大的特征；喜马拉雅期表现为整体快速隆升。燕山期是丁山地区产生差异构造隆升的主要时期。受这种差异构造隆升-剥蚀作用的影响，龙马溪组页岩的降温、降压过程和页岩气的散失过程具有明显的差异。燕山期的差异构造隆升是造成丁山地区龙马溪组页岩含气性呈平面分带的主要原因。     

不同性质原油保存能力评价实验及应用

深层原油保存能力的评价制约着原油勘探的深度下限。为了评价不同性质原油保存能力，以不同性质原油与灰岩介质为对象，通过热模拟实验产物分析，参照基础理论，提出了原油保存指数概念，并以等效镜质体反射率为桥梁，对原油保存能力进行评价。原油保存能力主要受热演化程度控制，等效镜质体反射率VR_o<1.2%，VR_o=1.2%~2.0%和VR_o>2.0%的缓慢裂解、快速裂解和极限裂解阶段保存指数分别降低0.230，0.324和0.350。原油组成的差异决定不同性质原油具有不同的保存能力。轻质油早期保存能力较强，进入裂解门限后，保存能力迅速降低；重质油因较多的杂原子和侧链，致使保存能力呈现早期弱、晚期强的特点，但保存下来多是固体沥青等大分子缩聚物。根据热模拟实验结果预测了塔里木盆地满西地区深层液态烃的保存下限，满西地区奥陶系原油勘探下限深度为8 200 m。      

盆地沉降、抬升过程中源储压差的生排烃效应

含油气盆地石油地质演化史可划分为持续沉降加载增压、整体上升卸载减压和全面萎缩调整平衡3个阶段.通过不同演化阶段地层压力的调整,最终实现成烃成藏过程.利用地层孔隙热压生排烃模拟实验装置进行了4个系列不同源储压差下的生排烃模拟实验,研究表明:(1)盆地持续沉降阶段,烃类可以在与烃源岩直接互层的砂岩中聚集,有利于源内岩性圈闭的成藏,但难于远距离运聚成藏.(2)盆地抬升剥蚀阶段,源储压差促进了烃类的有效排出,有利于长距离运聚成藏,压差越大,排油效率越高;且存在源-储压差有效排烃门限值:3～6MPa,只有达到该门限值,即抬升剥蚀300～600m的厚度时烃类才能有效大量排出.(3)源储压差有利于烃类的排出和烃源转化.排烃次数和排烃动力(源储压差)具有互补性,在源岩能提供大量烃类的情况下,排烃次数越多,排烃动力越大,烃类产率越高.      

近临界特性的地层水及其对烃源岩生排烃过程的影响

研究利用特制的地层孔隙热压模拟实验装置,开展了模拟地层孔隙空间高压液态水热体系烃源岩生排烃模拟实验.模拟实验施加的流体压力为38±2 MPa,温度为290～390℃.模拟实验结果显示了有关高压液态水及其与之相联系的流体压力和孔隙空间等因素对烃源岩生排烃影响作用的一些重要现象,实验发现高压液态水介质条件有利于液态油的生成和保存,不利于液态油向气态烃的转化,而且干酪根的生烃潜力和排油效率有一定的提高.这些新的实验现象可能主要与近临界特性的高压液态地层水的作用有关,进一步推断近临界特性的高压液态水参与干酪根向油气的转化反应,增加了水对油气的溶解能力.在地下实际烃源岩生排烃的温压(100～200℃,30～120 MPa)条件下,岩行孔隙中的地层水是一种相对低温高压压缩液态水,这种地层水可能具有近临界特性,对烃源岩生排烃过程有重要影响.但目前对这种现象的机理和石油地质意义还知之较少.因此,加强高压地层水近临界条件下烃源岩生排烃热压模拟实验研究,对进一步深入理解地层条件下的近临界水介质、流体压力、孔隙空间因素对生排烃过程的影响,深化烃源岩生排烃机理的探讨,建立地质尺度上的烃源岩生排烃动力学模型,都具有重要的理论和实际意义.     

综采工作面设备快速搬家技术的研究与应用

随着矿井大功率采煤设备的应用,采场接替频繁,综采工作面设备的安装、回撤成了制约矿井生产的薄弱环节.结合新阳煤矿生产实践经验,介绍了综采工作面安装、回撤过程中液压支架撤出、设备运输、液压支架安装等环节的组织及施工方案,对推进高产高效矿井建设具有广泛的推广价值.     

砂岩透镜体油运移过程模拟及成藏主控因素分析

砂岩透镜体油藏是岩性油气藏中增储上产的重要类型, 但目前对其成藏机理的认识还存在很大分歧。通过二维实验模拟表明:砂岩透镜体自身的物性好坏对其成藏具有重要的影响, 所形成油藏的含油饱和度随着孔隙度、渗透率的增大而增大; 油总从高势区向低势区运移聚集成藏, 势的大小决定了砂岩透镜体成藏的可能性。“相”和“势”相互耦合, 共同控制砂岩透镜体的成藏, 油气成藏动力( 势) 充足时成藏所需要的储层渗透性能下限就相应降低; 相应地, 储集岩渗透性能好, 要求的成藏动力条件( 势) 就可以适当降低。得出了实验条件下透镜体成藏时的“相”和“势”之间的定量模型, 为预测圈闭成藏可能性提供了一个思路。     

纵向非均质砂层内石油运移和聚集的模拟实验

通过不同充注方式层内非均质砂层油运移和聚集的二维模拟实验表明:正韵律砂层中,不同非均质程度,即不同渗透率级差的砂层,在不同的充注方式和能量条件下,油气运移路径和通道与含油层位具有差异。当渗透率级差较小时,中部渗透率中等的砂层比下部渗透率大的砂层和上部渗透率小的砂层更容易成为油气运移路径和通道,成为含油层;当渗透率级差较大时,下部渗透率大的砂层比中部渗透率中等的砂层和上部渗透率小的砂层更容易成为油气运移路径和通道,为含油层。反韵律砂层中,渗透率级差较小时,上部渗透率大的砂层和中部渗透率中等的砂层比下部渗透率小的砂层更容易成为油气运移路径和通道,为含油层。在稳态充注条件下,侧向充注和断层充注含油层位基本相同,含油饱和度在垂向上表现为"韵律"特征;断层幕式充注下,含油面积更大,中等渗透率和大渗透率砂层均为含油层,且在大渗透率砂层中运移效率较高。     

济阳坳陷“相-势”耦合控藏的内涵及其地质意义

通过对济阳坳陷527个砂体的“相”和“势”关系统计,结合二维砂层组合模拟实验和高温高压岩心石油运移和聚集实验,探讨了“相-势”耦合的内涵。不同尺度下,具有不同的“相- 势”耦合控藏特征：砂体尺度下,主要体现在沉积相类型不同,油气聚集特征与油气充满度不同;砂层尺度下,主要体现在砂层的非均质性、砂泥岩组合和渗透率级差不同,油气运移路径和通道与含油层位不同;岩心尺度下,主要体现在视流度不同,油气运移的渗流特征和含油饱和度大小不同。成藏砂体主要位于用能量条件、流动能力和储集能力建立的“相-势”耦合控藏的PFR模式的二高一低区。“相-势”耦合定量模型为幂函数形式,可用来判别砂体含油气程度,进行含油气性预测。     

排烃效率对页岩气形成与富集的影响

页岩气富集既需要充足气源,又受后期构造改造强度控制。气源受制于烃源品质和排烃效率,滞留烃量是页岩气生成量的必要条件。通过固体沥青识别和统计,结合氦、碳同位素分析,研究了上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组烃源岩在四川盆地焦石坝、彭水地区的排烃效率、原地生气量及其对页岩气富集的影响。结果表明,五峰组-龙马溪组富有机质层段在焦石坝排烃效率为23%,滞留油量为27.67 kg/t,原地生气量为21.23 m3/t;而在彭水地区的排烃效率为65%,滞留油量为11.0 kg/t,原地生气量为18.99 m3/t,显示差异化生排烃作用,这与印支运动的影响程度有关。4He同位素测年表明,涪陵页岩气开始被封存聚集的时间为231 Ma,处于生油高峰期初期阶段,既气源充足,又利于有机孔隙发育;而彭水页岩气封闭体系形成的起始时间为183 Ma,晚于生气高峰期,气源不足。涪陵页岩气δ13C₂为-35.8‰,δ13C₁-δ13C₂为4.8‰,而彭水页岩气δ13C₂为-33.0‰,δ13C₁-δ13C₂为3.3‰,不同的δ13C分馏效应归因于生烃体系状态的差异性。烃源岩埋藏生烃演化过程中生烃高峰期与关键构造变革期的匹配,最大埋藏期的滞留烃量和抬升剥蚀过程中构造改造强度,联合控制着页岩气的生成、富集和保存。      

基于Mike11的双支流河道中支流流量变化对下游水温的影响

天然河道中支流流量的变化会对下游河道水流的水温分布产生一定程度的影响,进而影响河道的水生态平衡及水生物分布。以新疆开都河中一段天然河道为例,运用Mike11软件结合影响河道水温变化的因素,建立了一维水温数值模型,研究了4~8月天然河道在双支流汇入情况下,支流流量变化对河道水流月平均升温的影响。结果表明,一定流量范围内,对于温度均匀水体上游支流流量小于下游支流流量时,有利于主河道水温升高,且支流流量越大越不利于河道水温的上升;通过控制支流流量,利用支流间的相互影响可在一定程度上调节河道水温分布,对改善水生生物环境具有积极的意义。