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利用热运动学方法恢复构造隆升过程的探索

地球物理学报 2020年第6期63卷 2329-2344页

作者：吴航邱楠生冯乾乾常健姜凯张应鳞吴世祥中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京100083

构造隆升过程研究对矿产资源勘查及评价具有重要意义,是地质学家长期探索的关键科学问题之一.现有构造隆升过程的研究方法均具有一定的适用性和局限性,正反演方法之间难以建立定量关系.本文利用热运动学方法,通过离散元数值模拟,提取变... 详细信息

构造隆升过程研究对矿产资源勘查及评价具有重要意义,是地质学家长期探索的关键科学问题之一.现有构造隆升过程的研究方法均具有一定的适用性和局限性,正反演方法之间难以建立定量关系.本文利用热运动学方法,通过离散元数值模拟,提取变形过程中离散单元的运动路径作为热年代学样品热史恢复的地质约束,实现了构造变形模拟和热年代学分析的定量耦合,在构造隆升研究中展现出巨大潜力.本文以川东地区多层滑脱褶皱作用作为研究对象,重点恢复了方斗山-齐岳山背斜在距今170~70 Ma内的隆升变形过程.热运动学分析表明:先存的齐岳山断裂串联了深部拆离面和浅部滑脱层,湘鄂西褶皱带在170~110 Ma开始形成;140~110 Ma间齐岳山断层由断展褶皱作用向断弯褶皱作用转化,齐岳山背斜开始发育,略早于东部的利川复向斜;约110~90 Ma,方斗山背斜发育,隔挡式褶皱带开始形成;约90~70Ma,隔挡式褶皱规模逐渐增大,利川复向斜逐渐紧闭.正演模型建立、地温梯度计算、三维建模技术和应力演化分析是制约热运动学方法发展和完善的关键性因素.

关键词：构造隆升热运动学方法川东地区多层滑脱褶皱离散元数值模拟

碳酸盐岩团簇同位素约束下的川东地区二叠系热演化

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地质学报 2023年第8期97卷 2676-2689页

作者：刘鑫邱楠生冯乾乾宋佳霖李才俊中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

有效古温标的缺乏制约了碳酸盐岩层系热史的研究,团簇同位素作为一种新兴古温标,对碳酸盐岩层系热史重建具有重要意义。四川盆地二叠系是天然气勘探开发的重点层系,本文通过对川东地区二叠系碳酸盐岩样品进行团簇同位素测试,联合镜质组... 详细信息

有效古温标的缺乏制约了碳酸盐岩层系热史的研究,团簇同位素作为一种新兴古温标,对碳酸盐岩层系热史重建具有重要意义。四川盆地二叠系是天然气勘探开发的重点层系,本文通过对川东地区二叠系碳酸盐岩样品进行团簇同位素测试,联合镜质组反射率重建了二叠纪以来的热史,在此基础上明确了二叠系烃源岩的热演化,并讨论了峨眉山地幔柱对川东热体制的影响。川东地区碳酸盐岩的团簇同位素温度在101.7~178.7℃,利用交换/扩散模型进行热史模拟认为:川东地区晚白垩世古温度最高,最高古温度在213~225℃,古地温梯度在23~33℃/km;川东地区二叠纪古热流最高,最高古热流约为55~70 mW/m^(2),二叠纪之后热流逐渐降低至现今大地热流。烃源岩热演化分析认为:川东地区二叠系烃源岩热演化具有阶段性,热演化受控于构造运动,受印支期运动和燕山-喜马拉雅期运动影响存在两期热演化停滞,晚白垩世达到最高古温度后停止生烃,现今处于生气阶段。川东地区二叠纪热流值和烃源岩热演化主要受到地壳拉张减薄作用的影响,受峨眉山地幔柱的影响较小且具有局限性。

关键词：团簇同位素热史峨眉山地幔柱二叠系烃源岩碳酸盐岩

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深圳市绿色建筑设计与施工的技术关联研究

深圳市绿色建筑设计与施工的技术关联研究

作者：冯乾乾重庆大学

学位级别：硕士

自绿色建筑概念提出以来,各国学者对绿色建筑的设计方法进行了很多研究,目前已经比较成熟。近年来,绿色施工也逐渐得到政府、建设单位、承包商、环境保护者及广大民众的广泛关注。但是绿色建筑作为一个需要各团队合作才能完成的项目,如... 详细信息

自绿色建筑概念提出以来,各国学者对绿色建筑的设计方法进行了很多研究,目前已经比较成熟。近年来,绿色施工也逐渐得到政府、建设单位、承包商、环境保护者及广大民众的广泛关注。但是绿色建筑作为一个需要各团队合作才能完成的项目,如何将采用的各项技术完好的应用在施工过程之中,是绿色建筑得以顺利进行的保障。本文主要针对绿色建筑设计与施工的技术关联性进行研究,提出了设计与施工技术关联的定义。通过对绿色建筑各项技术的设计要点及与施工结合点的分析,找出设计与施工的技术关联点。以某绿色建筑工程为例,根据该工程设计、施工的实际情况,找出绿色建筑设计、施工中的常见问题及解决方案。通过对相关分析各方法的比较,研究适合设计与施工关联度的计算方法。即采用层次分析法计算设计与施工技术关联体系中各因素的权重,然后采用五级分级法评定每项技术设计与施工的关联对各因素的重要程度,综合计算设计与施工的关联度并对其进行排序,找出设计与施工的重要技术关联点。在节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料利用及室内环境五个方面,排在前十位的依次为精装修、工厂化、高强高性能建材、保温隔热、太阳能利用、新型结构、绿色建材、减弱负面影响、风力发电技术及装饰材料。其中节材与材料利用占五项,为绿色建筑设计与施工技术关联的控制重点。最后提出绿色建筑设计与施工间良性技术关联的含义,探讨加强设计与施工间良性技术关联的对策和方法,分别对设计团队、施工团队、第三方等提出了要求。

关键词：绿色建筑设计施工技术关联关联度

低温热年代学和构造模拟约束下逆冲推覆带的构造-热演化及剥露历史恢复

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地质学报 2024年第11期98卷 3341-3353页

作者：冯乾乾邱楠生腾格尔钟宁宁吴航龙康杰中国石油大学(北京) 油气资源与工程全国重点实验室北京102249 中国石油大学(北京) 碳中和示范性能源学院北京102249 中国地质调查局油气资源调查中心北京100083

利用古温标进行热史模拟时,需要设置时间域和温度域的地质约束,其中时间域约束条件的设置限制了热史结果的准确性。逆冲推覆带发生逆冲推覆时,地层抬升和冷却的同时也发生差异水平滑移,使得同一逆冲席的构造抬升过程存在差异,但古温标... 详细信息

利用古温标进行热史模拟时,需要设置时间域和温度域的地质约束,其中时间域约束条件的设置限制了热史结果的准确性。逆冲推覆带发生逆冲推覆时,地层抬升和冷却的同时也发生差异水平滑移,使得同一逆冲席的构造抬升过程存在差异,但古温标模拟热史仅揭示样品的冷却过程,无法获得水平位移的信息,因此如何设置合适的时间域约束模拟热史并准确揭示逆冲推覆带的构造-热演化过程是低温热年代学领域探索研究的科学难题。本文以华南地区川东逆冲推覆带为示例,介绍了一种联合构造模拟、平衡剖面解析和低温热年代学、镜质组反射率等多种古温标的热运动学方法,实现“点-面”结合和整体-局部定量耦合,精细剖析逆冲推覆过程抬升剥露的起始时间、方式、速率、期次和幅度,为逆冲推覆带构造-热演化研究提供思路参考。

关键词：低温热年代学逆冲推覆带构造-热演化剥蚀量

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

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石油学报 2020年第12期41卷 1610-1622页

作者：邱楠生冯乾乾腾格尔申宝剑马中良俞凌杰曹爱强中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126 中国石油长庆油田公司第二采气厂陕西榆林719000

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... 详细信息

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。

关键词：构造-热演化页岩气保存龙马溪组页岩剥蚀量丁山地区

我国中西部盆地深层-超深层烃源岩热演化研究

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地学前缘 2023年第6期30卷 199-212页

作者：邱楠生常健冯乾乾曾帅刘效妤李慧莉马安来中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石化石油勘探开发研究院北京102206

我国中西部盆地深层、超深层油气相态、分布深度和油气贫富差异大,盆地温度场是制约油气成藏及烃源岩成熟演化的关键要素。本文以塔里木盆地和四川盆地寒武系为研究对象,系统解析盆地古、今温度场特征,明确寒武系烃源岩热演化及其差异性... 详细信息

我国中西部盆地深层、超深层油气相态、分布深度和油气贫富差异大,盆地温度场是制约油气成藏及烃源岩成熟演化的关键要素。本文以塔里木盆地和四川盆地寒武系为研究对象,系统解析盆地古、今温度场特征,明确寒武系烃源岩热演化及其差异性,探讨热演化对油气生成及油气相态的控制作用。结果表明,塔里木盆地和四川盆地现今平均热流为(42.5±7.6)和(53.8±7.6) mW/m^(2),反映了“冷盆”和“温盆”特征。塔里木盆地热流自早寒武世以来呈下降趋势,早二叠世受岩浆活动的影响,出现短暂的峰值。四川盆地寒武纪至早二叠世为稳定低热流,早二叠世末受峨眉山地幔柱热效应的深刻影响,热流快速上升,晚二叠世以来热流下降。由于四川盆地的热状况一直高于塔里木盆地,同时受二叠纪岩浆活动的差异影响,盆地寒武系烃源岩成熟演化、油气生成和相态存在差异。塔里木盆地寒武系烃源岩的热演化具有3种类型:(1)古生代迅速成熟演化定型;(2)早古生代快速演化-后期持续演化型;(3)早古生代和中生代快速演化型。四川盆地寒武系烃源岩的热演化具有3种类型:(1)持续演化型;(2)加里东期热演化停滞-中生代持续演化型;(3)加里东期和印支期热演化停滞-后期持续演化型。极低的地热背景使得塔里木盆地深层-超深层仍存在液态烃保存的有利温度条件。

关键词：塔里木盆地四川盆地寒武系烃源岩热演化

新疆库车坳陷东部中—新生代构造-热演化与油气勘探远景分析

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中国地质 2024年第3期51卷 799-810页

作者：张军振常健李晨星冯乾乾张海祖李丹中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室北京102249 中交上海航道勘察设计研究院有限公司上海200120 中国石油大学(北京)地球与科学学院北京102249 中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院新疆库尔勒841000

【研究目的】库车坳陷油气资源丰富,但与油气生成与保存相关的构造-热演化研究很薄弱。【研究方法】本研究通过对库车坳陷东部典型钻孔样品开展磷灰石裂变径迹测试分析与热史模拟,精确重建了库车坳陷东部自中生代以来的构造-热演化史,... 详细信息

【研究目的】库车坳陷油气资源丰富,但与油气生成与保存相关的构造-热演化研究很薄弱。【研究方法】本研究通过对库车坳陷东部典型钻孔样品开展磷灰石裂变径迹测试分析与热史模拟,精确重建了库车坳陷东部自中生代以来的构造-热演化史,并评价了烃源岩成熟演化期次。【研究结果】本文基于原位LA-ICP-MS法测试的磷灰石裂变径迹年龄介于77.7~104.5 Ma,远小于地层年龄,有效地记录了晚白垩世的快速隆升事件。通过热史模拟揭示出库车坳陷东部地区自侏罗纪以来经历了早白垩世—晚始新世(120~40 Ma)和晚中新世至今(10~0 Ma)两期快速隆升事件,分别是由拉萨地块、印度板块与欧亚板块南缘碰撞的远程效应造成的。【研究结论】库车坳陷东部地区的差异性构造隆升是由南天山由北向南逐渐推进的俯冲挤压造成的。库车坳陷东部地区侏罗系烃源岩在多期沉降作用影响下表现为多阶段成熟演化模式,但受构造隆升事件的影响,曾在早白垩世—晚始新世和晚中新世至今处于停滞阶段。本研究厘定了库车坳陷东部自中生代以来的构造-热演化史,明确了主要烃源岩成熟演化过程,对区域构造演化和下一步油气勘探具有重要的指导意义。

关键词：石油天然气烃源岩热演化热史模拟磷灰石裂变径迹构造-热演化构造隆升油气地质勘查工程库车坳陷东部新疆

中国南方不同埋藏条件下海相页岩气差异保存机理

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地质学报 2024年第11期98卷 3285-3301页

作者：腾格尔邱楠生俞凌杰郭天旭冯乾乾申宝剑卢龙飞曾文人李浩涵陈维堃张聪中国地质调查局油气资源调查中心北京100083 中国石油大学(北京) 北京102249 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126

保存条件是制约复杂构造区海相页岩气勘探突破的关键因素,其在不同埋藏条件下存在差异,相关机理尚不清楚。本文基于志留系页岩埋藏—生烃—抬升动态演化格架及其温压场、页岩气赋存形式的定量恢复研究,结合关键地质参数与含气量的实验... 详细信息

保存条件是制约复杂构造区海相页岩气勘探突破的关键因素,其在不同埋藏条件下存在差异,相关机理尚不清楚。本文基于志留系页岩埋藏—生烃—抬升动态演化格架及其温压场、页岩气赋存形式的定量恢复研究,结合关键地质参数与含气量的实验大数据统计分析,将南方海相页岩气埋藏类型分为埋藏—生烃、抬升—改造2个阶段的最大埋藏期、深层和中浅层的超压与常压六种情形,分别进行了保存条件研究,指出各自的保存机理及差异,并建立了页岩气保存条件的综合定量评价指标体系。结果表明:(1)埋藏—生烃阶段,处于页岩气生成和积聚阶段,以高温热裂解气为主,至最大埋藏处(期)形成的页岩气主要以超临界态、游离态原地聚集与保存,呈超压富气,这归因于受顶底板封堵性和烃类吸附作用控制的低排烃效率和高滞留烃量。而开启性断层、不整合面和紧邻高孔渗地层等先天性条件下易产生高排烃效率,页岩气原始资源潜力不足。(2)抬升—改造阶段的深层页岩气,在良好的顶底板致密性和边部分隔性的条件下,页岩气仍保持了最大埋藏期的超压富气特征,即使发生一定量的页岩气散失,主要是在浓度差驱动下沿层理缝侧向扩散;目标层被开启性断层切割则页岩气逸散严重并形成异常低压。(3)抬升—改造阶段的中浅层页岩气,在超压状态下,以游离气为主,吸附气次之,仍呈超压富气,此类保存主要受构造变形强度控制,其中岩石力学行为是关键,页岩气散失属于浓度差驱动下沿层理缝向断层、露头区侧向分子扩散;在常压状态下,构造改造强烈,以吸附气为主,含气量变化大,自封闭和水动力是此类埋藏条件下页岩气保存的主控因素,其中纳米限域空间内吸附和毛管压力封闭机制是关键,页岩气散失处于浓度差下沿微裂缝系统分子扩散或(和)压差和水动力下沿开启性断层、露头区渗流逸散。

关键词：复杂构造海相页岩气埋藏条件差异保存评价体系

上扬子地区中-新生代差异构造隆升过程——来自低温热年代学的约束

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上扬子地区中-新生代差异构造隆升过程——来自低温热年代学的约束