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多阶段成岩作用对深层碳酸盐岩岩石物理性质的影响——以四川盆地震旦系灯影组四段为例

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地球物理学报 2024年第2期67卷 738-751页

作者：钟拥鞠林波刘忠华许玲王佳庆邓继新大庆油田有限责任公司勘探开发研究院大庆163712 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059 中石油勘探开发研究院测井研究所北京100083 成都理工大学地球物理学院地球物理系成都610059

国内深层-超深层碳酸盐岩储层普遍经历多阶段、多期次的成岩作用改造,非均质性极强,致使脱离地质背景的岩石物理分析方法难以准确地给出岩石物理变化规律与储层特征之间的联系.本文通过对合川地区震旦系灯影组四段深层白云岩岩石物理性... 详细信息

国内深层-超深层碳酸盐岩储层普遍经历多阶段、多期次的成岩作用改造,非均质性极强,致使脱离地质背景的岩石物理分析方法难以准确地给出岩石物理变化规律与储层特征之间的联系.本文通过对合川地区震旦系灯影组四段深层白云岩岩石物理性质的测量,并结合岩石学特征分析、多尺度孔隙结构分析及沉积环境的划分,在成岩作用过程框架下分析岩石物理特征的变化规律.研究结果表明,目标层段白云岩差异性成岩过程形成了不同的岩石孔隙结构特征与微观结构特征.丘滩相高能微生物白云岩分别经历同生期微生物白云岩化与渗透回流白云岩化作用、准同生期选择性溶蚀作用、埋深白云岩化作用以及构造-热液白云岩化,形成的晶粒白云岩主要为致密"焊接"型和紧密型白云石晶体接触边界,溶蚀孔隙发育,微裂隙与孔喉共同作为流体渗流通道.滩间海低能硅质、泥质与灰质云岩主要经历弱毛细管浓缩白云岩化作用、强机械压实致密化与埋深白云岩化作用,形成的晶粒白云岩存在致密"焊接"型、黏土型、石英胶结型与方解石型晶体接触边界,孔隙以残余原生粒间或晶间孔为主,以微裂隙作为主要的流体渗流通道.晶粒边界性质与孔隙结构共同控制了样品的宏观物性及地震弹性性质,相同晶粒边界的样品具有一致的纵波-横波速度和纵波速度-速度比变化关系.微裂隙等软孔隙对纵、横波速度影响程度的差异造成有效压力-速度、纵波-横波速度、纵波速度-速度比、孔隙度-速度关系以及孔隙尺度流体相关频散作用的强弱发生明显变化.研究结果可为深层碳酸盐岩的储层特征地震预测提供岩石物理依据,并可作为示例形成在地质过程中研究岩石物理特征演化的新方法.

关键词：岩石物理特征成岩作用灯影组深层碳酸盐岩

四川盆地灯影组微生物岩组构元素富集特征及意义

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沉积学报 2024年第1期42卷 64-83页

作者：李柯然宋金民刘树根杨迪李智武金鑫任佳鑫赵玲丽夏舜田立洲王杉杉张阳成都理工大学能源学院成都610059 油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 成都610059 西华大学成都610039

【目的】埃迪卡拉纪晚期(灯影期)微生物岩是地球生命—环境协同演化的产物。【方法】在四川盆地灯影组微生物岩沉积组构划分基础上,结合不同组构的微区地球化学分析,总结微生物组构控制下的元素富集特征。【结果与结论】四川盆地灯影组... 详细信息

【目的】埃迪卡拉纪晚期(灯影期)微生物岩是地球生命—环境协同演化的产物。【方法】在四川盆地灯影组微生物岩沉积组构划分基础上,结合不同组构的微区地球化学分析,总结微生物组构控制下的元素富集特征。【结果与结论】四川盆地灯影组微生物岩发育纹层、凝块、泡沫绵层、葡萄花边和核形石组构。纹层组构发育放线菌Actinophycus、似肾形菌Renaclis、似葛万菌Girvanellas,凝块组构发育似附枝菌Epiphiton-resembling、似肾形菌Renaclis、曲线菌Tortofimria,葡萄花边组构发育放线菌Actinophycus,泡沫绵层组构曲线菌Tortofimria,组构阴极发光呈黑色和暗红色。扫描电镜下,微生物组构发育大量诱导白云岩(呈球粒状和叠层状)、蓝细菌化石,与微生物席或EPS伴生。灯四段微生物组构Fe、S元素含量增高。灯二段葡萄花边组构富集V、Y元素,凝块组构富集V、Y、Ni元素;V、Cr、Ni、Y、LREE、HREE和ΣREE在灯四段凝块及纹层组构均有富集,Cu元素富集在凝块组构中,Zr元素富集在纹层组构中。元素富集效应显示灯影组海水以贫氧为主,灯二段海水较均一,灯四段海水分层明显,海水部分氧化。

关键词：灯影组微生物组构元素富集古环境

MXene纳米流体光热转化特性的数值模拟与实验研究

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工程热物理学报 2024年第10期 2939-2944页

作者：邹列王浩尹飞杨柳李小可成都理工大学材料与化学化工学院东南大学能源与环境学院成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室

为探究新型MXene纳米流体在太阳能光热领域的应用潜力，从数值模拟和实验两个方面对MXene纳米流体的相关特性进行了系统的研究。通过时域有限差分法模拟计算了MXene片层堆叠对其光吸收性能的影响机制，计算结果表明层数越少的MXene更适... 详细信息

为探究新型MXene纳米流体在太阳能光热领域的应用潜力，从数值模拟和实验两个方面对MXene纳米流体的相关特性进行了系统的研究。通过时域有限差分法模拟计算了MXene片层堆叠对其光吸收性能的影响机制，计算结果表明层数越少的MXene更适合制备纳米流体用于光热转化。然后通过两步法制备了不同浓度的少层MXene纳米流体，测定MXene浓度变化对纳米流体光吸收的影响。结果表明浓度为60 mg·L-1的MXene纳米流体的平均吸收率高达97.9%，表明该流体具有出色的光吸收特性。同时，MXene纳米流体的光热转化效率随着浓度的增加先升高后降低，浓度为20 mg·L-1时达到最高值63.44%。

关键词：纳米流体 MXene 太阳能时域有限差分光热转化

缓坡背景下受潮汐影响的辫状河三角洲沉积特征——以塔河油田石炭系卡拉沙依组为例

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沉积与特提斯地质 2024年第2期44卷 295-310页

作者：张若琳刘岩金思丁周杨成都理工大学能源学院四川成都610059 油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都理工大学四川成都610059

塔河油田石炭系卡拉沙依组是碎屑岩油气勘探的重要领域,但对于其沉积环境及相类型的划分一直存在争议,一定程度上制约了油气勘探。为揭示塔河油田石炭系卡拉沙依组沉积环境及砂体的分布规律,本文以层序地层学和沉积学理论为指导,利用钻... 详细信息

塔河油田石炭系卡拉沙依组是碎屑岩油气勘探的重要领域,但对于其沉积环境及相类型的划分一直存在争议,一定程度上制约了油气勘探。为揭示塔河油田石炭系卡拉沙依组沉积环境及砂体的分布规律,本文以层序地层学和沉积学理论为指导,利用钻井、测井、岩心等资料进行研究分析,系统刻画了卡拉沙依组的沉积特征。结果表明:(1)塔河油田卡拉沙依组兼具辫状河三角洲和潮坪沉积特征,识别出分流河道、水下分流河道、河口坝、潮汐水道、砂坪、砂泥混合坪、泥坪7种沉积;(2)从平面展布上来看,研究区北部以辫状河三角洲相为主,南部以潮汐沉积为主,中部发育大量受潮汐改造的水下分流河道;(3)海退时期研究区沉积主要受河流控制,水下分流河道规模较大;海进时期主要受潮汐作用控制,潮道规模较大。在此基础上,建立了塔河油田石炭系卡拉沙依组缓坡背景下受潮汐影响的辫状河三角洲纵向分布相带序列模式和河控—潮控沉积模式,可为该层段下一步勘探工作提供参考依据。

关键词：塔里木盆地卡拉沙依组受潮汐影响的三角洲沉积相沉积模式

基于弹性阻抗的高精度纵横波速比直接反演方法研究与应用

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地球物理学进展 2024年第3期39卷 1152-1163页

作者：刘应天李勇廖章权胡睿贺东宣成都理工大学地球物理学院成都610059 地球勘探与信息技术教育部重点实验室(成都理工大学) 成都610059 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

纵横波速比作为描述地层属性的重要参数,能有效地划分岩性与识别储层.常规方法中,通常使用AVO技术来反演P波速度和S波速度,然后间接计算纵横波速比.但间接计算可能会造成纵横波速比提取时精度的不足,导致计算结果出现累积误差.为了克服... 详细信息

纵横波速比作为描述地层属性的重要参数,能有效地划分岩性与识别储层.常规方法中,通常使用AVO技术来反演P波速度和S波速度,然后间接计算纵横波速比.但间接计算可能会造成纵横波速比提取时精度的不足,导致计算结果出现累积误差.为了克服累积误差,本文首先推导出反射系数与纵横波速比之间的直接关系,基于此建立了纵横波速比的弹性阻抗方程(LEI方程).然后使用两类典型的AVO砂页岩模型验证了LEI方程的正演精度,进一步研究发现,纵横波速比对k值的变化十分敏感.因此,构建了一种基于LEI方程的多条件约束的叠前反演算法.经Marmousi2模型试算和川西拗陷-XC构造带工区资料应用表明,该方法有效地提高了纵横波速比反演的精度,提供了一种从叠前地震资料中提取纵横波速比参数的方法.

关键词：纵横波速比累积误差弹性阻抗模型分辨矩阵叠前反演

断裂系统对现今地应力扰动特征研究-以四川盆地泸州北区深层页岩气为例

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中国地质 2024年

作者：邓乃尔徐浩邓虎成何建华刘邵军李坤郑紫芸盛烈豪宋威国成都理工大学能源学院油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 中国石油西南油气田公司

【研究目的】随着我国页岩气勘探开发进入快速规模上产阶段，埋深3500～4500m的深层领域成为下一步页岩气勘探的重要接替区块。但深层页岩气地质条件复杂，断裂系统对地应力的扰动严重影响了气田开发效果。【研究方法】为进一步明确断... 详细信息

【研究目的】随着我国页岩气勘探开发进入快速规模上产阶段，埋深3500～4500m的深层领域成为下一步页岩气勘探的重要接替区块。但深层页岩气地质条件复杂，断裂系统对地应力的扰动严重影响了气田开发效果。【研究方法】为进一步明确断裂扰动特征，以四川盆地南部泸州北区深层五峰组-龙马溪组页岩气为例，通过对断裂分布范围、开展单井地应力分析基础上，总结了泸州北区地应力场分布特征，明确了断裂对应力扰动规律，建立了断裂对应力扰动要素表及扰动范围分布图。【研究结果】1)泸州区块北区断裂发育特征表现为类型多、期次多，形成了以“向斜、斜坡、背斜”为主的构造样式，断裂组合以“对冲向斜式、叠瓦式、背冲背斜式”为主。2)研究区地应力状态复杂，三向应力值均值为SH(112.7MPa)＞Sv(106.6MPa)＞Sh(98.8MPa)，断裂区应力值相比非断裂区降低5～35MPa；水平最大主应力方向介于75°～120°，不同井区间的地应力方向存在较大差异。3)断裂对地应力扰动分析显示，相同走向断裂随着断裂级次的增加，应力扰动范围逐渐增大，II级断裂扰动范围介于1.43～1.85km；不同走向断裂中NEE-EW走向断裂对应力扰动范围最大，介于0.94～1.85km。【结论】基于断裂对应力扰动规律分析，刻画出泸州北区断裂扰动分布图，将研究区划分为断裂区和非断裂区2类，实现开发单元分级评价，并完善了断裂区与非断裂区水平井段布井模式，以期为后续建产区井位部署优化提供指导意见。

关键词：深层页岩气五峰组-龙马溪组断裂系统地应力扰动页岩气勘探工程泸州北区四川省

黔西南下石炭统打屋坝组页岩的天文旋回识别及层序地层划分

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地质科技通报 2024年

作者：王嘉伟金思丁魏祥峰郝景宇陈义才李露艳马超成都理工大学能源学院成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都理工大学沉积地质研究院中国石化勘探分公司

黔西南下石炭统打屋坝组发育了一套极具勘探潜力的页岩地层。目前，关于该套地层的层序划分方案和层序发育机制存在分歧，一定程度制约了非常规油气勘探的发展。【目的】因此，本文通过旋回地层学与层序地层学研究，旨在从天文旋回的角... 详细信息

黔西南下石炭统打屋坝组发育了一套极具勘探潜力的页岩地层。目前，关于该套地层的层序划分方案和层序发育机制存在分歧，一定程度制约了非常规油气勘探的发展。【目的】因此，本文通过旋回地层学与层序地层学研究，旨在从天文旋回的角度，实现对该套页岩的层序地层进行“定量”划分。【方法】选取黔水地1井（1457-2466 m）为研究对象，以自然伽马测井曲线为替代指标，采用时间序列分析、INPEFA分析和小波分析等方法，开展旋回地层学分析与层序地层学研究。【结果】黔西南下石炭统打屋坝组页岩地层记录了天文周期信号，COCO估算显示其最优沉积速率为16.4 cm/ka，对应405 ka长偏心率周期的66.42 m沉积厚度。对黔水地1井GR分段（1457-1932 m和1932-2466 m）进行频谱分析和天文检验，上段和下段的最优沉积速率分别为16.5 cm/ka和11.2 cm/ka，打屋坝组一共记录了19个长偏心率周期，建立了“浮动”天文年代标尺，估算持续时限约7.86 Ma。并通过沉积噪音模型（DYNOT和ρ1）恢复了相对海平面变化曲线。在旋回地层学研究建立的时间框架基础上，结合相对海平面极值、INPEFA和小波分析，识别了6个三级层序界面，划分出5个三级层序，并认为三级层序的发育受控于稳定的约1.2 Ma斜率振幅调制周期。【结论】应用旋回地层学于黔西南打屋坝组页岩地层的层序划分，探讨不同时间尺度下天文轨道参数与相对海平面变化的关系，实现三级及四级层序地层的划分。该方法为海相页岩万年时间尺度的等时对比提供了可能，为页岩油气勘探中优质烃源岩发育层段预测提供精细的年代框架，更为页岩地层的油气勘探提供了理论指导。

关键词：旋回地层学时间序列分析层序地层学海平面变化斜率调幅

四川盆地中二叠统茅口组一段含海泡石层系古环境与沉积格局指示意义

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石油学报 2024年第6期45卷 914-931页

作者：宋金民江青春刘树根金鑫范建平李智武黄士鹏苏旺杨迪姜华叶玥豪王佳蕊王俊轲任杉成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室四川成都610059 中国石油勘探开发研究院北京100083 西华大学四川成都610039

四川盆地中二叠统茅口组一段(茅一段)灰岩-泥质灰岩韵律层发育含海泡石层系。基于岩石薄片鉴定、扫描电镜观察、主/微量元素与碳/氧同位素测定等分析方法,对茅一段含海泡石层系的古环境与沉积模式进行研究,揭示其蕴含的沉积地质意义。... 详细信息

四川盆地中二叠统茅口组一段(茅一段)灰岩-泥质灰岩韵律层发育含海泡石层系。基于岩石薄片鉴定、扫描电镜观察、主/微量元素与碳/氧同位素测定等分析方法,对茅一段含海泡石层系的古环境与沉积模式进行研究,揭示其蕴含的沉积地质意义。研究结果表明,中二叠统茅一段的海泡石主要存在4种形态:透镜状、星点状、层状与生物碎屑状。其中,透镜状和星点状海泡石主要发育在灰岩层中,层状海泡石则发育在泥质灰岩层中,生物碎屑状海泡石在灰岩和泥质灰岩中均有发育。灰岩沉积期,利用氧同位素(δ^(18)O)恢复的古海水温度(T_(1))集中分布于3.71~12.45℃,利用Mg/Ca恢复的古海水温度(T_(2))集中分布于13.78~14.20℃;灰岩中的Sr/Ba集中分布于16.57~659.18,古盐度平均为131.97,Sr/Cu平均为2175.43,V/(V+Ni)平均为0.9044,Ni/Co平均为14.32,指示沉积环境为高盐度、干旱、贫氧-缺氧的凉水环境;泥质灰岩沉积期的T_(1)集中分布于6.98~14.48℃,T_(2)分布于13.80~15.14℃,Sr/Ba集中分布于77.34~819.59,古盐度平均为131.76,Sr/Cu平均为1511.73,V/(V+Ni)平均为0.9122,Ni/Co平均为16.42,反映沉积环境为相对低盐度、相对湿润、缺氧的凉水环境。在贫Al、富Mg的凉水环境下(T_(1)及陆源输入量少,海水盐度高,硅质流体少,由此沉积透镜状、星点状海泡石;泥质灰岩沉积期,海水温度升高,淡水及陆源输入量增加,盐度随之降低,火山活动频发,硅质流体注入,由此沉积层状海泡石。含海泡石层系的厚度分布特征揭示四川盆地茅口组具有“两台一凹”的沉积格局,“C”形通江-长寿凹陷内含海泡石层系的厚度大。

关键词：中二叠统含海泡石层系古环境沉积模式通江-长寿凹陷四川盆地

中国西部三大盆地古生界典型海相砂体特征、分布及意义

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矿物岩石 2024年

作者：田景春王峰郑启明张翔林小兵梁庆韶成都理工大学沉积地质研究院油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都理工大学北京派特杰奥科技有限公司

塔里木盆地、鄂尔多斯盆地和四川盆地是中国西部三大含油气大盆地，油气资源丰富，勘探领域广泛。针对中国西部三大盆地古生界典型海相砂体，通过对其特征及分布情况进行刻画，阐述其油气地质意义。研究结果表明，中国西部三大盆地主要... 详细信息

塔里木盆地、鄂尔多斯盆地和四川盆地是中国西部三大含油气大盆地，油气资源丰富，勘探领域广泛。针对中国西部三大盆地古生界典型海相砂体，通过对其特征及分布情况进行刻画，阐述其油气地质意义。研究结果表明，中国西部三大盆地主要发育四大类海相砂体：（1）滨岸砂体，通常位于海岸线附近，受潮汐、波浪和沿岸流等动力作用的影响，沉积物较为粗糙且层理清晰，主要发育于塔里木盆地泥盆系东河塘组和鄂尔多斯盆地寒武系辛集组；（2）潮汐砂体，形成于潮汐作用显著的浅海环境，沉积层次分明，常见砂质沉积物，主要发育于塔里木盆地志留系柯坪塔格组和鄂尔多斯盆地本溪组、太原组；（3）陆棚砂体，位于大陆架边缘，受海流和风暴潮等影响，具有较高的沉积厚度和较好的储集性能，主要发育于鄂尔多斯盆地二叠系本溪组、太原组、山西组和四川盆地志留系石牛栏组；（4）浊积砂体，由深海浊流沉积形成，通常具有高孔隙度和渗透性，是优良的储集层，主要发育于塔里木盆地奥陶系却尔却克组。上述四类海相碎屑岩砂体在三大盆地不同层位广泛发育，大面积分布，构成了良好的油气储集层。系统研究三大盆地古生界海相碎屑岩砂体具有重要的构造地质学意义、古地理学意义、古海洋学意义和重大的油气地质意义，对于深化认识海相碎屑砂体的油气地质意义具有重要的理论意义和实践价值。

关键词：塔里木盆地鄂尔多斯盆地四川盆地古生界海相砂岩成因地质意义