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珠江口盆地陆丰凹陷文昌组构造-沉积演化模式

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中国矿业大学学报 2018年第2期47卷 308-322页

作者：葛家旺朱筱敏张向涛雷永昌牛子铖黎明中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油大学(北京)油气与资源探测国家重点实验室北京102249 中海石油(中国)深圳分公司研究院深圳518067

构造演化与沉积充填的耦合关系一直是国内外陆相断陷湖盆的研究热点,也是制约油气高效勘探开发的基础地质问题.本文综合利用岩心、测井和三维地震资料,对珠江口盆地陆丰凹陷古近系文昌组构造演化、层序地层和沉积盆地充填过程及其关系... 详细信息

构造演化与沉积充填的耦合关系一直是国内外陆相断陷湖盆的研究热点,也是制约油气高效勘探开发的基础地质问题.本文综合利用岩心、测井和三维地震资料,对珠江口盆地陆丰凹陷古近系文昌组构造演化、层序地层和沉积盆地充填过程及其关系进行了详细研究,并建立了该地区构造活动与沉积充填的演化模式.依据不整合面以及相对整合界面,断层位移和地层厚度特征,将陆丰凹陷文昌组自下而上划分为5套三级层序(分别命名为WSQ1,WSQ2,WSQ3,WSQ4和WSQ5),对应于湖盆初始断陷早期(WSQ1)、初始断陷晚期(WSQ2)、强烈断陷(WSQ3)和弱断陷(WSQ4,WSQ5)等4个构造演化阶段.响应于边界断层"微弱—弱—强—弱"的活动过程,陆丰凹陷南部地区沉积体系从混杂堆积的冲积环境,演变为大面积的缓坡带辫状河三角洲(达200km2)和浅湖沉积,和广泛的深湖泥岩及浊积扇沉积组合,最后盆地过补偿沉积长距离轴向供源的辫状河三角洲(推进距离可达18km).而陆丰凹陷北部地区整体构造沉降弱,断层位移量普遍小于100m,文昌组以发育辫状河三角洲、近源扇三角洲和浅湖沉积组合为特征,不发育厚层深湖沉积层序.研究结果表明:裂谷盆地的断层幕式或阶段性运动,是控制沉积充填垂向上旋回性变化的主要因素;相同构造阶段边界断层活动的强弱,是造成陆丰凹陷南、北地区层序和沉积发育样式差异的根本原因,因此在陆相断陷湖盆构造-沉积研究和烃源岩预测过程中要特别重视.发育厚层深水层序的陆丰凹陷南部地区是油气勘探的重点区带,初始断陷晚期沉积的大型缓坡带辫状河三角洲前缘砂体,上覆厚层优质烃源岩,是油气储集的有利相带;强烈断陷阶段发育的滑塌浊积扇,具备良好的生储盖条件,是未来岩性油气藏勘探的重点目标.

关键词：构造演化断层活动差异沉积体系文昌组陆丰凹陷珠江口盆地

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天然气水合物风琴管喷嘴空化冲击特性研究

石油机械 2023年第12期51卷 78-84页

作者：张辛葛家旺高嘉宝孟翔中国石油大学(华东)机电工程学院山东省青岛市266580

为提升空化射流技术在天然气水合物储层改造作业中的应用效果,采用数值模拟与试验研究相结合的方法,对产生空化射流的关键部件——风琴管喷嘴开展天然气水合物储层条件下空化冲击特性研究,探究围压和谐振腔直径对风琴管喷嘴空化性能的... 详细信息

为提升空化射流技术在天然气水合物储层改造作业中的应用效果,采用数值模拟与试验研究相结合的方法,对产生空化射流的关键部件——风琴管喷嘴开展天然气水合物储层条件下空化冲击特性研究,探究围压和谐振腔直径对风琴管喷嘴空化性能的影响规律。研究结果表明:围压条件下风琴管喷嘴在内流场产生明显的“负压区”,在外流场产生漩涡低压区,有利于空化泡的生长扩散,从而产生更强的射流冲击力;保持其他条件不变,围压值越大,风琴管喷嘴在外流场中产生的空泡数量越少,存在空化泡在外流场的初始阶段便因为高压作用而溃灭,应合理控制射流靶距,增强喷嘴空蚀能力;风琴管喷嘴的谐振腔直径会对喷嘴空化冲击能力产生影响,与谐振腔直径8 mm的喷嘴相比,相同时间内谐振腔直径为10 mm的喷嘴对套管产生的冲击坑深度增加48.6%。研究结果可为天然气水合物储层条件下空化射流的应用提供一定的理论指导。

关键词：天然气水合物储层改造空化射流风琴管喷嘴数值模拟冲击试验

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融入坐标—时间函数(CT-PIM)的矿区时序InSAR形变预计——以淮安盐矿为例

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遥感学报 2024年第6期28卷 1615-1631页

作者：张腾飞邢学敏彭葳朱珺刘祥彬葛家旺雷敏超长沙理工大学交通运输工程学院长沙410114 长沙理工大学交通测绘雷达遥感应用研究所长沙410114

对矿区开展长期形变监测和后续形变预计对于预防矿山开采所引发的潜在安全问题和矿山生态环境保护具有十分重要的意义。利用合成孔径雷达干涉测量技术InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)与概率积分法PIM(Probability Inte... 详细信息

对矿区开展长期形变监测和后续形变预计对于预防矿山开采所引发的潜在安全问题和矿山生态环境保护具有十分重要的意义。利用合成孔径雷达干涉测量技术InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)与概率积分法PIM(Probability Integral Method)结合是较为有效的矿区形变预计方法。然而,目前矿区时序InSAR形变建模环节中大多数采用纯经验数学模型,未顾及开采沉陷机制,严重影响获取的形变观测值的精度;不准确的InSAR形变观测值将误差传递至后续形变预计,进而导致误差累积。本文将坐标—时间函数CT(Coordinate Time)引入时序InSAR建模环节,构建了坐标—时间函数预计模型(CT-PIM)以取代传统纯经验数学模型;再基于InSAR相位观测值求解未知参数,将构建的CT-PIM直接用于矿区形变预计,避免了误差的传递,以改善形变预计精度。分别开展了模拟实验和真实实验对提出预计方法进行验证。模拟实验显示:模型预计获取的时序形变与模拟真值的均方根误差(RMSE)为±4.6 mm。真实实验利用覆盖淮安市一盐矿区的35景Sentinel-1A SAR卫星影像开展,获取了研究区域2019年3月30日至2019年7月28日的预计结果,结果显示测区最大预计沉降量为152 mm。本文所提方法相比传统多速率模型,建模精度提升了38.2%;相比传统静态概率积分预计方法获取的形变结果,精度提升了39.1%。本文方法为预防盐矿区采矿引起的地质灾害问题提供了有力的工具,为盐矿区生产安全和生态环境保护提供参考。

关键词：遥感 InSAR 矿区坐标—时间函数地表沉陷形变预计

川中地区中侏罗世早期天文驱动下的湖平面波动及沉积物分布规律

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石油与天然气地质 2024年第5期45卷 1368-1382页

作者：冯潇飞赵晓明张喜葛家旺杨长城梁岳立 Massine Bouchakour 天然气地质四川省重点实验室四川成都610500 西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 中国石油西南油气田公司气田开发管理部四川成都610056

陆相湖盆的湖平面升降导致的盆内沉积充填差异对油气形成与富集具有重要影响,而湖平面波动受气候作用影响明显。选取川中地区中侏罗世早期沙溪庙组一段的湖相连续沉积记录,采用高分辨率自然伽马测井资料作为气候替代指标,开展了中侏罗... 详细信息

陆相湖盆的湖平面升降导致的盆内沉积充填差异对油气形成与富集具有重要影响,而湖平面波动受气候作用影响明显。选取川中地区中侏罗世早期沙溪庙组一段的湖相连续沉积记录,采用高分辨率自然伽马测井资料作为气候替代指标,开展了中侏罗世早期陆相地层的旋回地层学研究,对长、短偏心率周期进行滤波分析,建立了沙溪庙组一段的浮动天文年代标尺。研究发现:(1)沙溪庙组一段陆相湖盆沉积地层中保存了完好的天文旋回响应信号;(2)通过川中地区沙溪庙组一段的天文年代标尺计算,认为沙溪庙组一段沉积持续时间约为2.43 Ma;(3)偏心率接近极大值且岁差振幅较大表明气候温暖、潮湿,湖平面相对上升,发育偏泥质沉积,偏心率接近极小值且岁差振幅较小表明气候寒冷、干旱,发育偏砂质沉积,砂质沉积物厚度差异受岁差振幅所调控;(4)中侏罗世早期不同尺度的轨道周期驱动力共同控制了气候的变化,气候变化引起湖平面的波动,湖平面的波动影响了沉积物的分布。

关键词：湖平面波动气候变化旋回地层学沉积物分布规律沙溪庙组一段中侏罗世陆相湖盆四川盆地

南海西北部陆架第四系沉积物粒度特征及其沉积环境指示

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古地理学报 2024年

作者：葛家旺成湘赵晓明刘宇明李旭彪张欣西南石油大学地球科学与技术学院中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室

沉积物的粒度数据可反映水动力特征及陆源物质构成,综合反馈海平面升降、区域物源及气候环境变化等信息,其中粒度数据中环境敏感因子是沉积环境及季风强度的良好指标。南海西北浅水陆架地区系统的钻井资料为水动力和气候变化研究提供了... 详细信息

沉积物的粒度数据可反映水动力特征及陆源物质构成,综合反馈海平面升降、区域物源及气候环境变化等信息,其中粒度数据中环境敏感因子是沉积环境及季风强度的良好指标。南海西北浅水陆架地区系统的钻井资料为水动力和气候变化研究提供了良好的研究载体,本研究基于获取的陆架区第四系52件样品的粒度特征分析认为,南海西北部陆架沉积物主要由黏土和粉砂组成,自下而上粒度呈“细—粗”的变化趋势,水动力作用增强。分别采用粒级一标准偏差法、端元组分分析法和主成分因子分析法对沉积物样品提取环境敏感组分,以探讨东亚季风气候的强度变化与敏感组分的响应关系。结果表明,不同方法提取出的细粒和粗粒组分含量呈现出相同的变化趋势,说明3种方法均适用于南海西北部陆架区环境敏感组分分析,。端元组分分析法获得的4个端元组分EM 1/(EM1+EM2+EM3+EM4)的比值,与主成分因子分析法分离出的4个粒级主成分计算得出的综合指标GS,具有相同的变化趋势,可作为东亚夏季风相对强度变化的替代指标;3种方法综合得出的4.03～8.68μm细粒组分含量变化也可指示东亚夏季风的强度变化。中更新世气候转型(约0.8～0.9Ma)之后,东亚季风的变化幅度加剧,夏季风有所增强,冬季风显著增强后减弱;在0.9Ma之后,海平面下降造成陆架暴露,粗粒沉积物随之增多。

关键词：粒度特征环境敏感组分沉积环境第四系南海西北部陆架

裂陷盆地初始阶段构造—沉积协同机制——以蒙古塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组为例

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沉积学报 2022年第6期40卷 1582-1598页

作者：葛家旺朱筱敏王瑞谈明轩赵晓明西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 广西大学海洋学院南宁530004 河海大学海洋学院南京210098

裂陷盆地蕴含丰富的油气资源,盆地不同演化阶段发育独特的地层结构样式及其砂体成因类型,形成各具特色的油气藏系统。近年来湖盆初始裂陷层系不断获得油气勘探突破,使之成为石油工业界重要关注对象,其多级次断裂演化、组合关系、地貌特... 详细信息

裂陷盆地蕴含丰富的油气资源,盆地不同演化阶段发育独特的地层结构样式及其砂体成因类型,形成各具特色的油气藏系统。近年来湖盆初始裂陷层系不断获得油气勘探突破,使之成为石油工业界重要关注对象,其多级次断裂演化、组合关系、地貌特征及其与水系和沉积响应关系已成为当前地质学领域关注的热点科学问题。蒙古塔南凹陷下白垩统铜钵庙组良好记录了一套初始裂陷沉积序列,丰富的钻井及地震资料使之可作为理想的研究对象。综合利用地震、岩心及测录井资料,在构造—沉积学理论指导下重建了塔南凹陷初始裂陷构造—沉积演化及源—汇响应模式。研究表明,塔南凹陷初始裂陷第一阶段以新生的分割型小洼陷群为特征,与前裂陷阶段“高山深谷”地貌背景联控下形成短距离输送且数量众多的小型扇群;初始裂陷第二阶段伴随控洼断层长度的迅速增加发生软联结,形成连通且宽浅的盆地结构,发育多套低坡降构造转换带(面积大于50 km^(2))和西北侧缓坡带(延伸约28 km)供给型大套扇三角洲体系,长轴及陡坡方向水系运输距离较短。实例解析结合调研结果表明,先存水系和盆地地貌结构联合控制初始裂陷盆地源—汇系统,进而形成初始裂陷第一阶段盆地满盆富砂(沟通先存水系)或欠补偿(不沟通先存水系),年轻短程水系主导的孤立小湖盆群则主要发育小规模近源碎屑沉积物;初始裂陷第二阶段源—汇系统则与该时期断裂体系联结方式有关:断裂晚期联结型湖盆主要发育以短程断崖或小型转换带水系为特征,而断裂早期联结型湖盆形成大型构造转换带水系及三角洲体系,其缓坡带长度亦快速增大,盆地整体具有“富砂”特征。本研究为其他裂陷盆地寻找大型优质砂体提供了科学理论依据。

关键词：裂陷盆地初始裂陷阶段构造—沉积学源—汇系统塔南凹陷铜钵庙组

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惠州凹陷HZ25转换带构造特征与成藏条件

西南石油大学学报（自然科学版） 2017年第5期39卷 19-30页

作者：葛家旺朱筱敏陶文芳黎明葛德发中国石油大学(北京)地球科学学院北京昌平102249 中国石油大学(北京)油气与资源探测国家重点实验室北京昌平102249 中海石油(中国)深圳分公司研究院广东广州510240

根据最新采集处理的高质量三维地震及3口钻测井分析化验资料,探讨了珠江口盆地惠州凹陷HZ25转换带的构造特征及其对油气成藏的控制作用。精细构造解释、相干体切片及断层位移-距离关系分析表明,HZ25转换带是在NW—SE向拉张作用下形成的... 详细信息

根据最新采集处理的高质量三维地震及3口钻测井分析化验资料,探讨了珠江口盆地惠州凹陷HZ25转换带的构造特征及其对油气成藏的控制作用。精细构造解释、相干体切片及断层位移-距离关系分析表明,HZ25转换带是在NW—SE向拉张作用下形成的同向叠覆的构造转换带,连接F_1断层的下盘和F2断层的上盘,断层总位移量在其内部基本保持不变;构造转换带应力区还伴生形成F_3和F_4断层,并构成复杂的构造-古地貌格局,分割洼陷并控制储集体分布和油气运移方向;构造转换带是盆外隆起水系的入口,为大套粗粒三角洲及优质储层的发育提供了有利地质条件,相对高部位密集发育的断裂系统及三角洲砂体是油气运移和聚集的优良场所,构造变换带与其控制发育的厚层辫状河三角洲耦合,形成地层-岩性复合圈闭。HZ25构造转换带文昌组的油气突破,为惠州凹陷古近系油气勘探打开局面并提供了方向,分布在惠州凹陷边缘的一系列构造转换带是未来值得重视的勘探地区。

关键词：构造转换带辫状河三角洲地层岩性圈闭油气聚集惠州凹陷

南海琼东南盆地西区晚更新世陆架边缘层序结构及差异机制

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地球科学进展 2024年第7期39卷 737-751页

作者：葛家旺唐小龙赵晓明朱筱敏齐昆西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

层序地层学前期研究注重顺物源方向的二维剖面解释,垂直物源方向的层序结构差异性是当前研究的热点和难点。以南海琼东南盆地西区晚更新世(0.125 Ma至今)陆架边缘地层序列为例,通过典型地层终止关系、地层叠置样式和陆架边缘迁移轨迹方... 详细信息

层序地层学前期研究注重顺物源方向的二维剖面解释,垂直物源方向的层序结构差异性是当前研究的热点和难点。以南海琼东南盆地西区晚更新世(0.125 Ma至今)陆架边缘地层序列为例,通过典型地层终止关系、地层叠置样式和陆架边缘迁移轨迹方法,识别了体系域单元内部结构和组合特征,自下而上划分为低位体系域、海侵体系域、高位体系域和下降体系域。其中下降体系域内部分界面可将下降体系域分为早、晚两期,该界面对应陆架边缘迁移轨迹角由正到负和地层叠置样式由进积到降积的转换面。琼东南盆地西区上更新统发育稳定型和滑塌型两类陆架边缘层序结构,随着相对海平面的变化,稳定型陆架边缘主要发育多期次陆架边缘前积体和深水扇沉积,滑塌型陆架边缘则主要发育大规模峡谷和块体搬运沉积体系;响应于“快速海侵而缓慢下降”的不对称海平面升降特征,晚更新世陆架边缘层序表现为较薄或者不发育的低位—海侵体系域,厚的强制海退楔单元,而外陆架区活动性断裂增加了高位体系域组分在层序中的占比。先存的坡折地形、断裂活动及非对称海平面升降旋回差异共同导致了研究区层序结构多样性体系,高频层序地层驱动机制的定量化探索是更新世层序地层学未来的发展趋势,为层序地层学标准化实践和侧向层序结构差异研究提供了一定的参考。

关键词：层序结构侧向差异晚更新世陆架边缘琼东南盆地

南海北部琼东南盆地第四系陆架边缘轨迹迁移及深水沉积模式

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地学前缘 2022年第4期29卷 55-72页

作者：马畅葛家旺赵晓明廖晋姚哲朱继田方小宇向柱西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江) 广东湛江524000 中海石油(中国)有限公司海南分公司海南海口570100

陆架边缘迁移轨迹综合受控于构造、物源、海平面和气候等多种因素,其迁移演化与深水沉积体系发育关系密切。陆架边缘迁移规律及沉积物输送体制与深水砂体预测是当前国际地学领域的热点议题。本文通过基于琼东南盆地新采集的高精度地震资... 详细信息

陆架边缘迁移轨迹综合受控于构造、物源、海平面和气候等多种因素,其迁移演化与深水沉积体系发育关系密切。陆架边缘迁移规律及沉积物输送体制与深水砂体预测是当前国际地学领域的热点议题。本文通过基于琼东南盆地新采集的高精度地震资料,定量表征了第四系陆架边缘轨迹,识别了低角度缓慢上升型、中等角度上升型和高角度急剧上升型等3类陆架边缘轨迹类型。2.4 Ma以来,陆架边缘轨迹时空演化可分为3个阶段且具有侧向差异性:2.4~1.9 Ma以低角度缓慢上升型为主,1.9~0.8 Ma西北部以低角度缓慢上升型为主,东北部则以中等角度上升型为主,0.8 Ma至今西北部以中等角度上升型为主,东北部以高角度急剧上升型为主。琼东南盆地第四系陆架边缘迁移轨迹研究表明:当陆架边缘轨迹角0°<α<4°时,陆坡区峡谷规模较小且下切浅,深海平原区发育多期大型海底扇沉积,块体搬运沉积(MTDs)较少;当4°<α<35°时,陆坡区峡谷规模有所增加,深海平原区海底扇沉积与块体搬运沉积均有出现;当35°<α<90°时,陆坡区峡谷发育较少但下切深,深水平原区沉积以大型块体搬运沉积为主,海底扇几乎不发育。琼东南盆地更新世以来气温不断下降,以及东亚冬季风的显著增强,物源供给增强加之海平面的下降进而导致了西北部陆架边缘表现为进积特征;研究区东北部的断裂活动频繁以及物源供给弱,导致了研究区东北部陆坡推进距离远远小于研究区西北部且发育多期次块体搬运沉积物。以上认识对南海北部陆架边缘体系及深水扇预测具有一定的理论意义。

关键词：琼东南盆地第四系陆架边缘轨迹定量化表征深水沉积体系