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Multi-spherical interactions and mechanisms of hydrocarbon enrichment in the Southeast Asian archipelagic tectonic system

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Science China Earth Sciences 2024年第2期67卷 566-583页

作者： Rixiang ZHU Hongjun WANG Huajian WANG Xiaomei WANG Bo WAN Wang ZHANG Houqin ZHU Yuke LIU Junlai LIU Qingren MENG Fang HAO zhijun jin State Key Laboratory of Lithospheric Evolution Institute of Geology and GeophysicsChinese Academy of SciencesBeijing100029China State Key Laboratory of Enhanced Oil and Gas Recovery PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and DevelopmentBeijing100083China School of Earth Sciences and Resources China University of GeosciencesBeijing100083China State Key Laboratory of Deep Oil and Gas China University of Petroleum(East China)Qingdao266580China Institute of Energy Peking UniversityBeijing100871China

Global cooling began since 50 Ma,but a warm climate was maintained in the archipelagic tectonic system in Southeast Asia where a wealth of Cenozoic oil and gas resources was formed and *** the perspective of Earth system,this study analyzes Cenozoic tectonic activities,climatic and environmental evolution,and petroleum enrichment in Southeast Asia,and provides the following insights:(1)Subduction of oceanic plates and the extension of overlying continental lithosphere resulted in widespread volcanic eruptions as well as the formation of rift basins and shallow marine shelves,leading to complex interactions between deep tectonic processes and Earth’s surface including mountains,basins,and seas.(2)Microcontinental accretion and prolonged stay in equatorial low-latitude regions have changed trade winds into monsoons,altered ocean current pathways and flow rates,and profoundly affected rainfall and climate.(3)The archipelagic tectonic system,coupled with a hot and rainy climate,fostered tropical rainforests,mangroves,and phytoplankton,providing abundant organic matter and promoting the development of petroleum resources.(4)Combinations of rift basin development and marine transgression and regression led to an effective superposition of source-reservoir-seal combinations from multiplepetroleum *** deep burial of organic matter and high geothermal gradients facilitated the generation and large-scale accumulation of oil and gas.(5)Multi-spherical(such as atmosphere,biosphere,hydrosphere and lithosphere)interactions on the Earth,which resulted from the convergence of multiple tectonic plates,are believed as the primary driver for exceptional enrichments of Cenozoic oil and gas resources in Southeast *** understandings are significant for developing theories of oil and gas enrichment under the guidance of Earth System *** order to continue making significant oil and gas exploration discoveries in the deep-layers,deep-waters,and unconventio

关键词： Southeast Asia Archipelagic tectonic system Interactions of Earth’s spheres Oil and gas resources Cenozoic

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面向碳中和的中国能源转型路径思考

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 767-774页

作者：金之钧张川北京大学能源研究院北京100871

基于气候变化与能源转型的背景,论述中国能源转型过程中面临的能源结构以煤为主、能源需求刚性增长以及碳中和时间紧迫三大挑战,重点探讨2060年一次能源结构中可再生能源占比80%技术路线在逻辑上的可行性。基于不同能源转型路径的对比分... 详细信息

基于气候变化与能源转型的背景,论述中国能源转型过程中面临的能源结构以煤为主、能源需求刚性增长以及碳中和时间紧迫三大挑战,重点探讨2060年一次能源结构中可再生能源占比80%技术路线在逻辑上的可行性。基于不同能源转型路径的对比分析,指出中国碳中和路径的多元化特性,提出综合考虑经济成本、环境代价以及系统可靠性的路径优选方法,以期为实现碳中和以及能源转型目标提供理论基础和实践参考。

关键词：碳中和能源转型路径优化技术路线图

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专利视角下中国储能技术研究现状分析

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中国科学院院刊 2024年第8期39卷 1468-1485页

作者：姜明明金之钧北京大学能源研究院北京100871 中国石化石油勘探开发研究院北京102206

“双碳”目标的实现,离不开可再生能源的大规模装机应用,但可再生能源发电具有间歇性、波动性等特点,先进的储能技术能够平抑新能源波动并提升消纳能力而备受关注。专利作为技术创新的重要信息载体,能够直接反映出储能技术目前的研究热... 详细信息

“双碳”目标的实现,离不开可再生能源的大规模装机应用,但可再生能源发电具有间歇性、波动性等特点,先进的储能技术能够平抑新能源波动并提升消纳能力而备受关注。专利作为技术创新的重要信息载体,能够直接反映出储能技术目前的研究热点,以及未来的热点方向和地位。文章主要基于世界知识产权组织门户网站“WIPO IP Portal”,主要分析对象为储能技术专利数量排名世界前8位的国家——美国、中国、法国、英国、俄罗斯、日本、德国、印度;以每个储能技术为主题词,对这8个国家的研究人员或机构发表专利数量情况进行统计。同时,文章基于已授权专利重点梳理了目前中国所有储能技术及其未来发展态势,主要集中在电气式储能、机械式储能、化学式储能、热能式储能和氢能方面的前沿研究方向。总结出中国目前储能技术集中向核心部件或材料、装置、系统等方面攻关,核心目标是降本增效,早日实现大规模商业化应用;如何整合多种储能成一个系统以利用风、光等可再生能源供电、供热,将是未来最关注的焦点。

关键词：新能源储能技术电气式储能机械式储能化学式储能氢能

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沉积盆地波动过程分析:研究现状与展望

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地学前缘 2024年第1期31卷 284-296页

作者：金之钧陈书平张瑞北京大学能源研究院北京100871 北京大学地球与空间科学学院造山带和地壳演化教育部重点实验室北京100871 页岩油气富集机理与高效开发全国重点实验室北京102206 中国石油大学(北京)地球科学学院油气资源与探测国家重点实验室北京102249

沉积盆地的波状运动是板块内部地壳运动的主要表现形式,沉积盆地的形成演化是地球系统中各种波动过程相互叠加的结果。盆地波动过程分析从沉积速率时间序列中分解出有周期规律的波动曲线,获得盆地演化历史的新认识,主要包括控制盆地演... 详细信息

沉积盆地的波状运动是板块内部地壳运动的主要表现形式,沉积盆地的形成演化是地球系统中各种波动过程相互叠加的结果。盆地波动过程分析从沉积速率时间序列中分解出有周期规律的波动曲线,获得盆地演化历史的新认识,主要包括控制盆地演化的波动周期与成藏旋回、盆地地壳升降运动与油气生成及热演化的关系、不整合面的时空分布与剥蚀量恢复、多尺度波动叠加控制下的地层格架时空分布与生储盖层配置关系、隆拗变迁规律与油气藏保存的关系等。盆地波动过程分析技术将成盆、成烃和成藏的研究思路与地壳的波动过程有机融合,可以定量描述油气成藏动态演化过程,对油气勘探实践具有指导作用。沉积盆地波动过程研究未来应着重开展超长天文周期与地球深部动力学旋回驱动的盆地波动机制研究,加强地质证据与数值模拟技术融合,完善盆地波动过程分析方法,推进盆地波动理论成果转化以全面理解圈层相互作用与资源环境效应。充分发挥盆地波动分析技术对油气藏分布规律的预测功能,为油气资源远景评价与勘探提供科学依据。

关键词：圈层相互作用地壳波状运动地球动力学天文周期油气成藏烃源岩

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关于中国碳中和与能源转型实现路径的思考

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石油与天然气地质 2024年第3期45卷 593-599页

作者：金之钧张川王晓峰李想北京大学能源研究院北京100871 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

应对气候变化是当前人类命运共同体面临的重大挑战。2030年碳达峰、2060年碳中和的“双碳目标”是中国作为负责任大国对全世界的庄严承诺,也是中国经济社会系统性变革、转型发展的重要战略目标。能源在实现碳中和目标中承担重要使命。... 详细信息

应对气候变化是当前人类命运共同体面临的重大挑战。2030年碳达峰、2060年碳中和的“双碳目标”是中国作为负责任大国对全世界的庄严承诺,也是中国经济社会系统性变革、转型发展的重要战略目标。能源在实现碳中和目标中承担重要使命。针对中国化石能源占比高、能源需求刚性增长快的特殊条件,研究提出“两个轮子驱动,两大领域发力,一个核心抓手”,未来化石能源占比与终端用能电气化占比2个关键指标的中国能源转型路径。应该充分发挥政府引导和市场主导在能源转型和中国实现碳中和方面的作用,大力发展碳减排和碳消纳核心技术。必须处理好经济发展与能源安全和碳中和的关系,国家层面减排目标和各省、市、企业之间减排目标的关系,传统化石能源公司和新能源公司的关系,碳减排短期行动与长期目标的关系,中国与全球协同推进的关系。

关键词：路径优化实现路径能源转型碳中和中国

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地下储氢研究进展及展望

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地球科学 2024年第6期49卷 2044-2057页

作者：王璐金之钧吕泽宇苏宇通北京大学能源研究院北京100871 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

随着氢气地位的进一步提高,大规模储氢逐渐得到重视.通过大量的调研文献对地下储氢库的特征、氢气与矿物的相互作用进行了阐述,并总结了粘土矿物和煤层对氢气的吸附特点.研究结果表明:(1)地下储氢库中,盐穴储氢是目前最好的方式;(2)温... 详细信息

随着氢气地位的进一步提高,大规模储氢逐渐得到重视.通过大量的调研文献对地下储氢库的特征、氢气与矿物的相互作用进行了阐述,并总结了粘土矿物和煤层对氢气的吸附特点.研究结果表明:(1)地下储氢库中,盐穴储氢是目前最好的方式;(2)温度、压力、硬脂酸浓度和有机酸碳数的变化会影响矿物的氢润湿性,从而影响盖层密封能力;(3)粘土矿物、煤层等可以吸附氢气,可为地下储氢新材料提供思路.基于以上研究和分析,指出了地下储氢目前存在的主要的难题,展望了地下储氢的未来发展前景,以期为地下储氢库的选址实施提供参考.并对地下多孔材料作为大规模储氢新材料的可行性做了简要概述,以期为寻求多样化、适宜化的储氢材料作出贡献.

关键词：地下储氢库大规模储氢氢润湿性矿物储氢吸附储氢

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煤岩吸附氢气特征及其地质意义

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1501-1517页

作者：韩双彪王缙黄劼金之钧刘全有万永平王振川刘宇乔钰中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 北京大学能源研究院北京100871 页岩油气富集机理与高效开发全国重点实验室北京100871 陕西延长石油(集团)有限责任公司气田公司陕西延安716000

氢气有望成为接替化石能源的重要清洁能源类型,可以减少全球温室气体排放,但是规模化的氢气产业需要大型的储库来储存氢气,利用地下储层储集大量氢气已成为一条新的思路。以中国鄂尔多斯盆地、沁水盆地及宁武盆地石炭—二叠系山西组及... 详细信息

氢气有望成为接替化石能源的重要清洁能源类型,可以减少全球温室气体排放,但是规模化的氢气产业需要大型的储库来储存氢气,利用地下储层储集大量氢气已成为一条新的思路。以中国鄂尔多斯盆地、沁水盆地及宁武盆地石炭—二叠系山西组及太原组11个不同变质程度煤岩样品为研究对象,利用氢气等温吸附实验,结合朗格缪尔模型、比表面积和总孔体积评价了煤岩吸附氢气量,结合煤岩煤质、有机地化、矿物及孔隙结构特征对煤岩吸附氢气机理进行了探讨。研究表明:朗格缪尔模型适用于模拟煤岩吸附氢气潜力计算与评价,不同变质程度煤岩均具有较高的氢气吸附量,且变质程度越高、有机质丰度越高、微孔越为发育的煤岩,其氢气吸附量越高。煤岩中的氢气主要通过范德华力被物理吸附在煤岩表面,随着煤岩变质程度升高,有机质参与形成的微孔越多,提供的孔体积及总比表面积逐渐增加,提高了氢气吸附量,且较高的孔隙连通性可以提高氢气进入孔隙并被吸附的效率。煤岩吸附氢气量会随压力增大而增大,但由于分子间斥力等原因,吸附速率逐渐下降,氢气储存逐渐达到饱和。中国深部煤层较为发育,为煤层储氢提供了良好的基础,但由于化学反应、竞争吸附等问题,氢气在煤岩储层中会发生损耗和散失。利用高压进行氢气封存或采出氢气会对煤岩储层结构产生不可逆破坏,这对于通过煤岩储层进行氢气的一次或多次储存都存在不利影响。变质程度较高的深部煤层作为储氢层位具备一定潜力,但仍需进一步研究以克服氢气损耗和储层破坏等关键问题。

关键词：深部煤岩氢气吸附储氢潜力氢气消耗储氢机理

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基于成像测井的深层陆相页岩油储层天然裂缝有效性评价

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石油与天然气地质 2024年第3期45卷 852-865页

作者：杜晓宇金之钧曾联波刘国平杨森梁新平陆国青北京大学能源研究院北京100871 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油新疆油田公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组陆相页岩油储层埋深超过4500 m,天然裂缝作为重要的储集空间和渗流通道,对页岩油的富集和高产至关重要。尽管前人对风城组裂缝进行了表征,但是在裂缝有效性评价方面缺少系统研究,严重制约了玛湖凹陷页岩... 详细信息

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组陆相页岩油储层埋深超过4500 m,天然裂缝作为重要的储集空间和渗流通道,对页岩油的富集和高产至关重要。尽管前人对风城组裂缝进行了表征,但是在裂缝有效性评价方面缺少系统研究,严重制约了玛湖凹陷页岩油下一步的勘探开发。基于微电阻率成像测井资料,对研究区天然裂缝的发育规律和有效性进行了系统研究。研究表明:准噶尔盆地玛湖凹陷风城组陆相页岩油储层天然裂缝有穿层裂缝和层内裂缝两类。穿层裂缝规模较大,裂缝高度通常超过米级,受断层的控制;层内裂缝发育在脆性地层内,裂缝高度受岩层厚度的控制,多小于50 cm。垂向上单井裂缝发育程度与脆性矿物含量呈正相关关系;平面上随距断层距离的增加,裂缝发育程度逐渐降低。不同方位裂缝的充填情况差异较大,北西-南东向裂缝多数未被矿物充填,有效性好。随着埋深增加,裂缝开度整体呈现减小的趋势。评价认为北东东-南西西向裂缝的开度最大,有效性最好。

关键词：有效性成像测井天然裂缝页岩油风城组玛湖凹陷准噶尔盆地

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Application of Milankovitch cycles in the restoration of highresolution deposition velocity of Neogene strata in Kutei Basin,Indonesia

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能源地球科学(英文) 2023年第2期4卷 91-99页

作者： Baonian Wu zhijun jin International Petroleum Exploration and Production Corporation SinopecBeijing100029China Exploration and Production Research Institute SinopecBeijing100083China

Restoring the deposition velocity during evolution in basin analysis is an important *** restoration of high-resolution deposition velocitydthe deposition velocity over a short geological perioddcan improve the precision of basin analysis and ***,the prerequisite for the restoration is to establish an accurate chronostratigraphic framework based on precise stratigraphic *** methods for stratigraphic dating can only be used to determine the epochs of large stratigraphic intervals rather than accurate geological *** is also difficult to establish a fine geological time scale with dating methods requiring sample testing such as isotopic dating due to their limitations in sample *** contrast,the Milankovich cycle-based dating possesses the advantages of high precision and high operability and can be used to restore high-resolution deposition *** on the identification and extraction of Milankovich cycles,this study restores the high-resolution deposition velocity of the Middle Miocene and later strata in the abyssal area of the Kutei Basin in *** results show that the restored deposition velocity coincides well with lithological *** indicates that the Milankovitch cycle-based dating can be used to effectively restore reliable curves of high-resolution deposition ***,this study provides a methodological basis and data guarantee for studying the accumulation cycles and distribution patterns of oil and gas in the abyssal area of the Kutei Basin using wave analysis technology and can also serve as a reference for similar research in other basins.

关键词： Stratigraphic dating Deposition velocity restoration Milankovitch cycle Kutei basin

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富有机质泥页岩孔隙结构研究进展及展望

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沉积与特提斯地质 2024年第2期44卷 231-252页

作者：曹琰金之钧朱如凯刘扣其梁新平北京大学能源研究院北京100871 北京大学地球与空间科学学院北京100871 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国石油勘探开发研究院北京100083

探究富有机质泥页岩孔隙结构的划分方案、前沿表征方法、演化及发育影响因素,对页岩油储量评价及商业开发具有指导意义。通过调研富有机质泥页岩孔隙结构研究进展,归纳孔隙的划分方案,对比不同现代测试手段在泥页岩孔隙结构表征过程中... 详细信息

探究富有机质泥页岩孔隙结构的划分方案、前沿表征方法、演化及发育影响因素,对页岩油储量评价及商业开发具有指导意义。通过调研富有机质泥页岩孔隙结构研究进展,归纳孔隙的划分方案,对比不同现代测试手段在泥页岩孔隙结构表征过程中的优劣性,探讨海、陆相泥页岩孔隙结构的演化模式和有机、无机孔隙发育的主控因素,展望富有机质泥页岩孔隙研究未来的发展趋势。结果表明:(1)泥页岩储层表征的手段主要可以划分为成像法、流体侵入法、吸附法、散射法四类。(2)红外连用的原子力显微镜(AFM-IR)能够揭示泥页岩中显微组分的化学和岩石力学非均质性,小角中子散射(SANS)、核磁共振(NMR)和纳米CT技术是揭示孔隙连通性的重要途径。(3)沉积环境控制着泥页岩岩相和有机质母质来源,成岩和生烃作用及其相互间影响是泥页岩孔隙演化的主控因素,海、陆相泥页岩孔隙演化随时间和深度总体上均有“减孔→增孔→减孔→增孔→减孔”的规律,但陆相泥页岩在未熟-成熟阶段孔隙变化得更频繁。(4)Ⅰ型干酪根的有机质孔发育潜力远高于Ⅲ型干酪根,强生烃能力的腐泥组显微组分可发育丰富的有机孔隙,液态烃运移之后经二次裂解形成的焦沥青能提供更有效的连续性渗透路径。(5)成岩过程中无机矿物间的相互转化,长石、碳酸盐岩等矿物差异性溶蚀,压实、压溶和胶结作用等均会复杂化无机孔隙网络,有机-无机相互作用及矿物自身的岩石力学性质也是无机孔隙发育的重要影响因素。岩心在地表和地下所处环境差异巨大,未来的研究需要建立一个页岩孔隙在地面与地层条件下的反馈机制和矫正机制,进一步还原页岩油气在地下孔隙结构中真实的赋存状态。

关键词：富有机质泥页岩孔隙结构成熟度孔隙演化

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