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压裂过程射孔孔眼冲蚀动态演化过程数值模拟

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1031-1037页

作者：王治国阳光翁定为高跃宾李帅张锋苏晓辉西安石油大学新能源学院西安710065 油气田智慧能源与碳中和陕西省高校工程研究中心北京100083 西安市井完整性重点实验室西安710065 中国石油勘探开发研究院西安710065

在套管加砂压裂阶段,由于支撑剂对射孔孔眼的冲蚀,导致孔眼摩阻骤降,同时伴随着严重的扩径与变形。为此,基于Rocky DEM方法探究孔眼的冲蚀动态演化过程和孔眼摩阻衰减规律。结果表明,孔眼的冲蚀变形包括孔肩冲蚀和扩径冲蚀两个阶段。在... 详细信息

在套管加砂压裂阶段,由于支撑剂对射孔孔眼的冲蚀,导致孔眼摩阻骤降,同时伴随着严重的扩径与变形。为此,基于Rocky DEM方法探究孔眼的冲蚀动态演化过程和孔眼摩阻衰减规律。结果表明,孔眼的冲蚀变形包括孔肩冲蚀和扩径冲蚀两个阶段。在排量20 m^(3)/min、砂含量150 kg/m^(3)、100目石英砂的模拟条件下,孔眼摩阻的衰减主要发生在孔肩冲蚀阶段。在0~500 s之间,孔眼摩阻由冲蚀前的15.88 MPa降低至4.41 MPa。

关键词： CFD-DEM 加砂压裂冲蚀变形孔眼摩阻动态演化过程

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组沉积相类型及演化模式

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沉积学报 2024年第4期42卷 1460-1478页

作者：赵春娟徐淑娟程宏岗代春萌李德勇中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国石油勘探开发研究院北京100083 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237

【目的】徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩储层具有非常大的天然气勘探潜力,有望成为大庆油田深层火山岩气藏勘探的重点接替领域。【方法】综合运用岩心、录井、测井及地震等资料,对徐家围子断陷沙河子组沉积相展布及沉积演化模式开展了... 详细信息

【目的】徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩储层具有非常大的天然气勘探潜力,有望成为大庆油田深层火山岩气藏勘探的重点接替领域。【方法】综合运用岩心、录井、测井及地震等资料,对徐家围子断陷沙河子组沉积相展布及沉积演化模式开展了研究。【结果与结论】徐家围子断陷沙河子组发育辫状河三角洲、扇三角洲、具供给水道的远岸浊积扇、近岸水下扇、扇三角洲前端滑塌浊积扇以及浅湖—半深湖、深湖相等沉积相。安达凹陷、徐东凹陷以及肇州凹陷东侧的缓坡带接受来自肇东—朝阳沟基底古隆起的碎屑物质而发育辫状河三角洲沉积,局部发育由远源供给水道形成的湖底浊积扇沉积体;安达凹陷、徐东凹陷、徐西凹陷以及肇州凹陷西侧等徐西陡坡带接受来自中央隆起带粗碎屑物而发育扇三角洲沉积体系,以近源短流为基本特征,局部发育近岸水下扇沉积,且由于湖盆边缘发育的扇三角洲沉积体不稳定,在扇三角洲沉积体前方形成滑塌浊积扇沉积。

关键词：沉积相沉积演化模式测井相地震相徐家围子断陷沙河子组

复杂岩体中锆石的成因判识及其对锆石U-Pb年龄的影响:以辽河坳陷太古宇基底中的锆石为例

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地质科学 2024年第5期59卷 1308-1325页

作者：杨飞韩宏伟边天一苑晓娇郭晓飞邹德慧孟凡超中国石油大学(华东) 深层油气全国重点实验室山东青岛266580 青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266061 中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院辽宁盘锦124010

复杂岩体经历了长期地质演化,内部所含锆石成因十分复杂。综合前人研究成果,根据锆石外部形态、CL发光强度、内部结构以及微量元素特征,本文将锆石成因类型归纳为岩浆作用、变质作用以及热液作用3大类9小类。在锆石U-Pb定年的过程中,单... 详细信息

复杂岩体经历了长期地质演化,内部所含锆石成因十分复杂。综合前人研究成果,根据锆石外部形态、CL发光强度、内部结构以及微量元素特征,本文将锆石成因类型归纳为岩浆作用、变质作用以及热液作用3大类9小类。在锆石U-Pb定年的过程中,单颗粒锆石或锆石上不同位置的成因判识是获取高质量U-Pb年龄数据的前提。以渤海湾辽河坳陷基底复杂岩体为例,对岩体内具有核—边结构的复杂成因锆石进行了系统的研究,分别获取不同成因锆石的U-Pb年龄,进而探讨锆石成因对获取高质量U-Pb年龄的重要意义。阴极发光图像显示,锆石的核部多见岩浆成因环带结构,也可见斑杂状、海绵状及扇形分带等变质成因结构,边部呈现变质重结晶成因的扇形和冷杉叶结构。锆石核部Th/U比值(0.39~1.32)和分散的稀土元素特征,表明核部存在岩浆结晶锆石、变质锆石以及变质残余锆石,边部主要是变质重结晶作用或流体蚀变形成的增生边。基于锆石的成因类型划分,从3个样品锆石核部和边部分别获得了代表原岩形成时间的岩浆年龄和变质作用时间的变质年龄。辽河坳陷基底复杂岩体锆石U-Pb年龄结果表明,基底存在两期新太古代晚期岩浆事件,分别为2586~2583 Ma、2565~2538 Ma,变质事件主要发生在2508~2501 Ma。辽河坳陷基底岩浆事件和变质事件的获得,对于揭示华北克拉通覆盖区前寒武纪基底的形成演化具有重要意义。

关键词：锆石内部结构锆石微量元素成因类型 U-Pb年龄辽河坳陷

川南地区五峰组—龙马溪组沉积环境演化及其对页岩发育的控制

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 11-23页

作者：韩豫操应长梁超吴伟朱逸青武瑾赵梓龙唐晴中国石油大学(华东)深层油气重点实验室山东青岛266580 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 中国石油西南油气田公司页岩气研究院四川成都610051 中国石油勘探开发研究院北京100083

基于岩心观察、薄片观察、电镜观察、XRF元素扫描以及全岩X-衍射、ICP-MS元素分析、总有机碳含量测试等手段,对川南地区五峰组—龙马溪组页岩岩相类型及其沉积环境演化进行分析,并探讨沉积环境高频演化对岩相的控制作用。将川南地区五... 详细信息

基于岩心观察、薄片观察、电镜观察、XRF元素扫描以及全岩X-衍射、ICP-MS元素分析、总有机碳含量测试等手段,对川南地区五峰组—龙马溪组页岩岩相类型及其沉积环境演化进行分析,并探讨沉积环境高频演化对岩相的控制作用。将川南地区五峰组—龙马溪组页岩划分为富有机质层状生物硅质页岩、富有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、富有机质(钙质)粉砂页岩、富有机质纹层状钙质页岩、中有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、中有机质块状黏土质页岩6种岩相类型。在岩相识别基础上借助特征元素比值Sr/Ba、U/Th、V/Cr、V/Ni、Ni/Co、Sr/Cu及Mo、Cu、Sr含量变化进行古沉积环境恢复,划分出7个演化阶段。结果表明:五峰组沉积早期气候温暖潮湿、水体较为氧化、盐度较低;五峰组沉积中期水体还原性增强、古生产力提高;五峰组晚期气候干冷,水体较为氧化,经历了赫南特冰期;龙马溪组自下而上古气候经历了暖湿—相对干热—暖湿—相对干热的演化,同时古水体也经历了还原—相对氧化—还原—相对氧化的演化。沉积环境高频演化对页岩岩相发育以及有机质富集具有明显的控制作用,不同岩相有机质含量与海洋古生产力和水体还原性均呈现良好的正相关性,其中在古生产力较高、水体还原性较强的阶段沉积的富有机质层状生物硅质页岩和富有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩有机质最为富集,且石英含量最高,是页岩气勘探开发的优势岩相。

关键词：页岩岩相纹层沉积环境演化有机质富集五峰组—龙马溪组

珠江口盆地白云凹陷烃源岩评价及油气资源分布预测

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石油勘探与开发 2024年第5期51卷 986-996页

作者：高阳东朱伟林彭光荣龙祖烈汪旭东石创陈聪黄玉平张博中海石油(中国)有限公司勘探开发部北京100010 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518054 中海石油深海开发有限公司广东深圳518054

基于对珠江口盆地白云凹陷已钻井岩心样品的有机地球化学分析,明确白云凹陷烃源岩发育特征;重构凹陷现今地温场,恢复构造-热演化过程,在此基础上通过烃源岩热模拟实验和数值模拟,预测白云凹陷资源类型、规模和分布。研究表明:①白云凹... 详细信息

基于对珠江口盆地白云凹陷已钻井岩心样品的有机地球化学分析,明确白云凹陷烃源岩发育特征;重构凹陷现今地温场,恢复构造-热演化过程,在此基础上通过烃源岩热模拟实验和数值模拟,预测白云凹陷资源类型、规模和分布。研究表明:①白云凹陷发育古近系浅湖相规模烃源岩,沉积期为弱氧化环境,生源以陆源高等植物为主,藻类等具有一定贡献,为油气兼生型烃源岩;②白云凹陷现今地温场显示地温梯度主体为(3.5~5.2)℃/100 m,整体呈现从西北往东南方向增高的趋势,不同洼陷地温梯度差异较大;③新生代以来白云凹陷经历了始新世和中新世两期明显的伸展拉张过程,经受两期加热升温事件,加快烃源岩成熟演化,基底古热流主体在距今13.82 Ma时达到最高值;④盆地模拟结果显示,白云主洼烃源岩成熟度明显高于其他洼陷,始新统文昌组现今整体处于高成熟—过成熟阶段,始新统恩平组现今达到成熟—高成熟阶段;⑤热模拟实验表明,文昌组浅湖相泥岩具有较好的生干酪根裂解气能力,且气产率高,具有宽窗持续生气的特征;恩平组浅湖相泥岩具有较好的生轻质油能力,晚期仍具有一定的干酪根裂解产气能力,但与文昌组浅湖相泥岩和恩平组三角洲煤系泥岩相比,气产率相对偏低;⑥数值模拟结果表明,白云主洼烃源岩生烃较早,生烃强度明显高于其他洼陷,平均约为1200×10^(4) t/km^(2),油气资源主体分布在主洼,主力烃源岩层位为文昌组三段和四段;⑦在运聚单元划分与评价的基础上,优选4个有利区带,分别为①号番禺30鼻状构造带、③号流花29鼻隆带和荔湾3鼻隆带、②号白云东凹缓坡带以及⑧号白云1低凸起。

关键词：珠江口盆地白云凹陷古近系烃源岩评价构造-热演化油气资源潜力

川中地区震旦系“葡萄花边”白云岩的形成时代与成因

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岩石学报 2024年第1期40卷 282-294页

作者：倪智勇赵建新俸月星周玮杨程宇刘汇川邵钢钢罗冰中国石油大学(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)地球科学学院北京102249 昆士兰大学地球与环境科学学院放射性同位素实验室布里斯班4072 南方海洋科学与工程广东省实验室珠海519000 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院成都610041

四川盆地震旦系灯影组是重要的油气勘探开发层系,复杂的成岩演化和多期流体活动导致多种类型的白云岩形成。揭示震旦系白云岩的形成时代和成因不仅可以为四川盆地震旦系下一步的油气勘探提供更加充实的科学依据,也可为理解全球大规模存... 详细信息

四川盆地震旦系灯影组是重要的油气勘探开发层系,复杂的成岩演化和多期流体活动导致多种类型的白云岩形成。揭示震旦系白云岩的形成时代和成因不仅可以为四川盆地震旦系下一步的油气勘探提供更加充实的科学依据,也可为理解全球大规模存在前寒武纪白云岩的原因提供有益启示。本文针对川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩的形成时代和成因进行了综合研究。岩相学研究表明,“葡萄花边”白云岩充填于藻白云岩的孔隙内,向内对称生长,结晶程度明显好于藻白云岩。在岩相学的基础上,利用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区原位U-Pb定年确定其形成时代,研究结果表明:川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩形成时代为530±12Ma~502±12Ma,略新于灯影组地层年代。结合微量元素分析以及碳-氧-锶同位素数据,对川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩进行成因分析。结果表明,其稀土元素总量(∑REE)相对较低(0.680×10^(-6)~8.963×10^(-6)),δ13 C VPDB(-0.1‰~1.7‰)略低于与同时期海水沉积白云岩的碳同位素值,δ18 O VPDB(-2.3‰~1.4‰)略高于与同时期海水达到氧同位素平衡的白云岩氧同位素值,87 Sr/86 Sr值(0.70876~0.70909)基本落入同时期海水范围。稀土元素配分总体为水平的模式,所有样品表现出Ce负异常。表明其形成环境既非海水沉积环境,也不完全是表生大气水岩溶条件。综合上述特征,推断川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩是在震旦纪末-寒武纪早期海平面高频低幅度波动这一背景下,灯影组地层多次暴露与淹没,形成岩溶裂缝和孔洞的同时在溶蚀空间内结晶形成。残留孔洞为其后流体活动、油气充注提供了储集空间。本研究为认识川中地区震旦系灯影组“葡萄花边”白云岩成因、震旦纪末-寒武纪早期水化学条件、及超深层油气勘探开发提供了有益参考。

关键词：四川盆地灯影组 “葡萄花边”白云岩白云石U-Pb定年 REE-C-O-Sr地球化学

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琼东南盆地中新世植被演替与古气候变化

海洋地质与第四纪地质 2024年

作者：杨锐覃军干王任张伟闫琢玉崔书姮黄智进阮枝梅中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司广东省海上高温高压油气藏勘探开发重点实验室

南海北部大陆架地区琼东南盆地中新统梅山组因为孢粉贫乏，其形成时的植被及气候条件研究缺乏直接的化石依据。本文对盆地内ST-A井中新统开展了钙质超微化石和孢粉分析，构建了古生物地层格架，重建了中新世植被和气候变化特征。结果显... 详细信息

南海北部大陆架地区琼东南盆地中新统梅山组因为孢粉贫乏，其形成时的植被及气候条件研究缺乏直接的化石依据。本文对盆地内ST-A井中新统开展了钙质超微化石和孢粉分析，构建了古生物地层格架，重建了中新世植被和气候变化特征。结果显示，该井涵盖中新统三亚组、梅山组和黄流组。三亚组/梅山组、梅山组/黄流组钙质超微化石带的地层界线分别是2 780 m和2 300 m，中新世研究区内的植被类型是热带、亚热带常绿阔叶林和常绿阔叶-落叶阔叶混交林，其中三亚组时期（早中新世）以松为主的针叶林有一定范围的分布，气候比陵水组时期温暖且湿润，梅山组中下部（中中新世早、中期）针叶林的退缩，常绿阔叶林和落叶阔叶林的扩张指示了温度和湿度的上升，是中中新世气候最适宜期在琼东南盆地的记录,梅山组上部及黄流组（中中新世晚期—晚中新世）针叶林的扩张及常绿阔叶林和落叶阔叶林的退缩，指示气候条件有向温凉略干变化的趋势，梅山组记录了中中新世早、中期温暖湿润，晚期温度和湿度均有所下降的气候变化特征。

关键词：孢粉钙质超微化石植被琼东南盆地中中新世气候最适宜期

南海北部深水区古近系沉积物源演变及古地理意义

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古地理学报 2024年第2期26卷 296-307页

作者：向绪洪张丽丽鲁毅乔培军陈淑慧吴梦霜马琼邵磊中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518054 中海石油深海开发有限公司广东深圳518054 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

南海北部深水区古近纪经历了由陆到海的环境转换过程,沉积物源也随时间发生明显改变。由于水深的限制,目前对深水区的沉积物来源及古地理背景存在争议。通过碎屑锆石U-Pb年龄谱系源汇对比方法,对南海北部珠二坳陷古近系沉积物来源进行... 详细信息

南海北部深水区古近纪经历了由陆到海的环境转换过程,沉积物源也随时间发生明显改变。由于水深的限制,目前对深水区的沉积物来源及古地理背景存在争议。通过碎屑锆石U-Pb年龄谱系源汇对比方法,对南海北部珠二坳陷古近系沉积物来源进行系统研究。结果发现,在早中始新世,珠二坳陷沉积物以近源输入为特征,沉积物主要来自坳陷周缘的局部隆起区;晚始新世,源自坳陷西侧的昆莺琼古河为盆地提供大量沉积物,坳陷北侧的珠江沉积物对珠二坳陷影响较小;渐新世,珠江沉积物从北向南越过番禺低隆起进入珠二坳陷,与昆莺琼古河沉积物在白云凹陷北部和中西部混合沉积,形成大型河流三角洲体系。南海北部深水区古近系物源演变过程明显受中生代末区域构造古地理控制,查明该时期物源演变对恢复区域古地理格局具有重要意义。

关键词：南海珠二坳陷古近纪物源古地理

表面活性剂流体的空化-冲蚀耦合射流试验研究

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流体机械 2024年第6期52卷 1-9,40页

作者：王治国刘阳魏然王文娟唐春丽景玮西安石油大学新能源学院西安710065 中石油勘探开发研究院北京100083 西安市井完整性重点实验室西安710065 油气田智慧能源与碳中和陕西省高校工程研究中心西安710065

为了研究赫姆霍兹空化喷嘴的射流机理,依据空化射流理论,以低黏度黏弹性表面活性剂(VES)溶液为介质,基于Schnerr-Sauer空化模型与DPM模型对赫姆霍兹自激振荡空化喷嘴进行流场仿真,对添加颗粒后的VES空化-冲蚀耦合射流近壁面流场特性与... 详细信息

为了研究赫姆霍兹空化喷嘴的射流机理,依据空化射流理论,以低黏度黏弹性表面活性剂(VES)溶液为介质,基于Schnerr-Sauer空化模型与DPM模型对赫姆霍兹自激振荡空化喷嘴进行流场仿真,对添加颗粒后的VES空化-冲蚀耦合射流近壁面流场特性与颗粒撞击壁面的运动特性进行了数值模拟,并通过淹没射流试验台开展空化-冲蚀耦合射流试验,探讨了VES溶液空化-冲蚀耦合射流对靶材的冲击特性。结果表明:相比于清水,VES射流能够提供更高的冲蚀速率,为清水冲蚀速率的1.37倍,达到3.29×10^(-3)kg/kg;同等条件下,空化喷嘴的冲蚀速率为7.47×10^(-4) kg/kg,略小于流线型喷嘴,但空化喷嘴对靶材的冲蚀凹坑直径为10.5 mm,大于流线型喷嘴的7.5 mm,并且空化喷嘴对靶材的的冲击形貌为V形,相比于流线型喷嘴的W形,更有利于钻井破岩。通过分析空化作用及流体性质对靶材冲蚀特性的差异,阐述了VES溶液空化-冲蚀耦合的射流机理,研究成果为基于VES的空化-冲蚀耦合射流辅助钻井以及提高井下破岩效率提供了新的思路。

关键词：黏弹性表面活性剂空化冲蚀耦合射流