苏门答腊滨外明打威断裂带:印尼西部地球动力学新解释

1 前言西巽他弧是印度-澳大利亚板块与欧亚大陆东南部之间的会聚边界。对板块内地震滑动矢量的研究表明,两个板块呈北—南向会聚。因此,俯冲是正向沿爪哇、斜向沿苏门答腊海沟发生的,其走向为N140°E。在倾斜的会聚带里有一条与苏门答腊海沟平行的大走滑断层,即苏门答腊断裂带或塞芒卡断层(Fitch,1972;等)。这一断裂带由一些右旋走滑断层构成,沿着线状火山带分布(图1)。它把南面的巽他海峡与北面的安达曼海增生带连接起来。位于苏门答腊海沟和苏门答腊断裂带之间的区域是缅甸板块的一部分(Curray等,1979),也被称为苏门答腊弧前碎块(Jarrard,1986b)。其向北运动说明了巽他海峡的张开和拉     

南美板块北部边界作用对其含油气盆地的影响

对比分析了南美板块北部演化史及其典型含油气盆地——马拉开波盆地和东委内瑞拉盆地的发育史,认为当南美板块北部早期处于被动陆缘发育阶段时,其含油气盆地沉积了优质的海相烃源岩;后期加勒比板块相对南美板块自西向东斜向俯冲,使南美北部盆地不同阶段演化时间具有先后顺序,即西部盆地构造演化先于东部盆地,盆地油气的成熟、运移和成藏也相应地具有一定的先后次序性。俯冲带来大量碎屑充填的前陆楔状体,为油气提供了良好的储层,油气沿挤压应力方向和俯冲产生的多种断层自北向南运移,并最终保存在构造圈闭中。此外,加勒比板块的斜向俯冲,使北部的逆冲断层兼具走滑性质,同时发育大量滑移断层,对油气的后期破坏较弱,有利于南美北部的油气保存。     

台湾之下的三维P波和S波速度结构—弧陆碰撞下的深部构造

台湾岛是以欧亚大陆架为代表的大陆与以律菲海宾板块上吕宋弧的北延部分为代表的岛屿间几次活跃碰撞之一的产物。为了更好地了解这次碰撞的演变和现代构造,我们从由台湾遥测地震台网测定的一套50000个原始地震中选取了1260个记录完好的地震,来测定岛下一维和三维 P 波和 S 波速度结构。无论是速度结构还是地震位置重定的结果都表明,台湾岛在构造上分成三个不同的带。在东部,菲律宾海板块正在下冲于南北界线(它由地震活动和一个高波速区很好地限定)以东的欧亚板块下。在南部,欧亚大陆板块正在下冲于约23°N 的东西边界(它由壳下地震活动和一个低波速区清楚地限定)以南的菲律宾海板块下。俯冲大陆的倾角直到主岛以东50千米的吕宋岛弧为止,一直是较缓的。在23°N 以北的主岛主体部分下的波速结构揭示,在西部25千米深度之上的一条平缓倾斜的低速带在中央山脉之下至少50千米以下深度变窄和变陡。这低速带的倾角由一狭地震活动带显示出来,它伸到100千米深度。此地震带位于速度“鞍部”内,并标志24°N 处的中夹低速区内有一明显错断。因此,关于欧亚大陆俯冲于台湾之下的证据在岛各处都存在。地幔内的低速区证实(但不一定是必要的),约6—16千米的下部陆壳俯冲到了至少50千米的深度。23°N 处的速度结构和地震活动的明显变化及24°N 处的低速区的错断表明,跨这两个纬度的俯冲的性质有很大的变化。这种变化可能由吕宋弧同俯冲大陆架相互作用造成的,在地表它以一种明显的较小的相互关系呈现出来。最后,俯冲的菲律宾海板块的速度结构证实,70千米深度以下的地震没有出现于板块的高波速区,而可能位于板块上缘附近。还存在由地震位置和速度结构证实的俯冲板块分段内的证据,及俯冲作用明显存在于远至南面22°N 的证据。     

菲律宾海边缘的地体并合作用

菲律宾海板块(图1,略)相对于欧亚板块,正环绕位于其北缘附近的欧拉极发生顺时针旋转。尽管对该欧拉极的精确位置还有不同的看法,但均认为欧亚板块与菲律宾海板块间的会聚速率向南增大。这一会聚主要表现为沿菲律宾海沟向西的俯冲作用,但在临近哈马黑拉岛以北,北纬2°51′处,菲律宾海沟突然消失,这里相对会聚速率最大,约在10cm/a左右。     

从正交向到斜向的俯冲:爪哇和苏门答腊之间的构造关系

<正>正如对贝尼奥夫带的滑动矢星所作的研究证明的,印度-澳大利亚和东南亚板块的会聚运动大致沿N-S向发生。因此,沿苏门答腊的俯冲是斜向的,在爪哇西南的俯冲是正交向的(图1)。苏门答腊之下的斜向俯冲导致会聚运动配分,沿主苏门答腊断层和明打威走滑断层具有走滑分量。根据地震证据,尤其是与俯冲有关的地震深度分布,有人提出在苏门答腊以南和巽他海峡之下俯冲板块内有不连续。曾认为两种俯冲体制的转变发生于爪哇西南面。问题是,苏门答腊断层和明打威断层是否延续到增生柱以及它们与西爪哇构造的关系如何?     

菲律宾群岛的地震活动与大地构造

为试图解释菲律宾群岛的大地构造,作者考查了该地区的地震和火山活动资料,确定了浅、中及深源地震的一些新断层面解。本文揭示出,在西菲律宾存在着一条向东下冲的带,它在内格罗斯岛附近发育颇佳。西菲律宾的几个浅源地震的断层面解,显示了具有向东或向北东滑动矢量的冲断作用。由于沿中吕宋西部附近的马尼拉海沟也发生着欧亚板块向东的剧烈俯冲,这表明从台湾到马鲁古海的苏扭威西岛,沿西菲律宾可能曾发生过欧亚板块的下冲作用。沿存在陆壳的一些地段,下冲则已停止。这一解释与本区地质和重力异常相符。在东菲律宾附近,菲律宾海板块向西的俯冲发生在:1)沿菲律宾海沟,2)沿靠近本哈姆隆起西缘的局部地带。因此菲律宾群岛东西两侧以活动而不连贯的俯冲体系为界。据推断,这些活动海沟系的某些段的一端附近有左旋走向滑动断层作用,表明运动属横移性质。菲律宾断层的地震活动集中在10°N和15°N之间的地带,看来是由于菲律宾海板块和欧亚板块相向运动而产生的应力在下冲过程中未释放所致。与菲律宾断层有关的浅源地震断层面解表明,左旋走向滑动与野外观测是一致的。本文研究表明,菲律宾断层地震活动的程度和震级组成了欧亚板块和菲律宾海板块之间运动的一个分量。     

大庆长垣构造体系的变形序列及形成机制

为了搞清大庆长垣的发育过程,根据断层走向的统计结果和三维地震相干数据体的分析,从大庆长垣的构造特征、变形序列及应力分布出发,论述了大庆长垣的变形序列及形成机制。研究认为:北东向的局部构造、近南北向的大庆长垣、北东向的逆断层和北西向的正断层,均为白垩纪末期北西一南东向挤压应力作用下形成;不同形态、不同性质、不同等级、不同序列及不同方向的具有成生关系的各结构要素在空间和时间上有规律地按一定序列排列组合在一起,共同构成了大庆长垣构造体系;大庆长垣构造体系经历了北东向局部构造发育、近南北向大庆长垣统一、北东向逆断层发育和北西向正断层发育的过程,整体来看具有递进变形的特征。     

岛弧构造

俯冲大洋板块与上覆岩石圈之间的相互作用造成板间的逆冲断层地震。全球地震图显示,这些地震的分布与俯冲边界非常一致。当考虑地震能量释放,发现这里释放出全球地震总能量的90%以上。通过区分马里亚纳型和智利型弧,即区分弧后构造应力是张性还是压性,对这种引人注目的情况作了进一步的分析。本世纪最大的地震,似乎无一出现在马里亚纳型边界。因此上田等断定,大洋板片与上覆板块的相互作用,在上述两种极端情况之间有着明显的变化。马里亚纳的情况是板片相对自由地沉入地幔。然而,在智利板片与上覆板块接触处遇到强大的力学阻抗。自然,这种耦合作用可以随板块形状及板块运动的变化而有所不同。当各种海底构造抵达俯冲带,耦合作用也可能发生变化。并且,这些观察成果表明,     

巴楚瓦基里塔格基性-超基性杂岩40r-39Ar定年

瓦基里塔格位于新疆塔里木盆地中央隆起的西部,巴楚县城南东约40km.这里发育一套轻微变质的碎屑岩哑地层,其中出露有一套基性-超基性杂岩。在该杂岩中曾获得辉长岩40Ar-39Ar年龄为821×106～837×106a.这组年龄数据是首次在塔里木盆地腹地获得的较可靠的前寒武纪同位素年龄资料。鉴于对该杂岩及其围岩时代的认识存在明显分歧,再次在该杂岩中采集闪长岩样品进行40Ar-39Ar定年,得到闪长岩40Ar-39Ar坪年龄为879.12×106a±1.47×106a,相应的等时年龄为881.34×106a±18.82×106a,反等时线年龄为880.35×106a±1.22×106a.这一测试结果进一步证明瓦基里塔格基性-超基性杂岩形成于前寒武纪,是塔里木盆地前寒武纪基底的组成部分。     

巴楚瓦基里塔格基性-超基性杂岩^40Ar-^39Ar定年

瓦基里塔格位于新疆塔里木盆地中央隆起的西部,巴楚县城南东约40 km.这里发育一套轻微变质的碎屑岩哑地层,其中出露有一套基性-超基性杂岩.在该杂岩中曾获得辉长岩40Ar-39Ar年龄为821×106～837×106a.这组年龄数据是首次在塔里木盆地腹地获得的较可靠的前寒武纪同位素年龄资料.鉴于对该杂岩及其围岩时代的认识存在明显分歧,再次在该杂岩中采集闪长岩样品进行40r-39Ar定年,得到闪长岩40Ar-39Ar坪年龄为879.12×106a±1.47×106a,相应的等时年龄为881.34×106a±18.82×106a,反等时线年龄为880.35×106a±1.22×106a.这一测试结果进一步证明瓦基里塔格基性-超基性杂岩形成于前寒武纪,是塔里木盆地前寒武纪基底的组成部分.     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

四川盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性

目前,我国的氦气资源主要依赖进口,寻找大中型高含氦天然气田是改变这一现状最现实的途径。为此,对四川盆地威远地区高含氦天然气藏的成藏机理和氦气来源进行了分析,以探讨在该盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性。首先根据盆地周缘12条野外露头剖面和4口钻穿震旦系单井的资料,系统分析了前震旦系的岩石学、沉积相、烃源岩等特征,认为前震旦系发育的沉积地层为南华系,东南缘露头剖面的地层序列为南沱组、大塘坡组、古城组和莲沱组,推测盆地内部可能发育相同的地层序列;南沱组、古城组和莲沱组主要为冰川沉积,为砂砾岩夹泥岩;而大塘坡组为间冰期沉积,发育一套砂泥岩地层,其下部泥页岩的有机质含量高,为较好烃源岩。进一步的研究表明:南沱组砂砾岩储层、大塘坡组烃源岩和地层中侵入的花岗岩"氦源岩"可形成较好的高含氦天然气藏成藏组合;前震旦系沉积岩的分布主要受早期裂谷控制,在裂谷内部充填厚层的沉积岩地层。结合地震资料预测了威远—资阳地区沉积岩和花岗岩的分布,结论认为在资阳地区对震旦系—前震旦系进行高含氦天然气藏的勘探是可行的。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。