松辽盆地北部深部地层的裂缝发育及其与油气的关系

深部地层的裂缝按产状可分4类。岩心裂缝充填物组合染?如电子探针元素测定分析证明了下白垩统泉头组(K_1q)和登娄库组(K_1d)中发育的成岩裂缝中充填方解石为无铁方解石。侏罗系地层的构造剪切缝中充填富铁方解石。氧、碳同位素的测定进一步证实了下白垩统和侏罗系地层中两套裂缝的不同成因和不同形成阶段以及它们同油气演化的关系。     

苏南地区下三叠统青龙组灰岩有效裂缝的厘定

在裂缝宏观、微观特征观察与描述的基础上,运用裂缝充填物碳氧同位素分析、阴极发光等手段,研究了苏南地区下三叠统青龙组灰岩裂缝的发育期次,厘定了有效裂缝的形成时间。认为,苏南地区青龙组发育6 期裂缝,其中第I 期为水平缝合线,形成于青龙组沉积初期;第II 期为构造裂缝,被方解石全充填,原油显示微弱,形成于印支—燕山早期;第III 期为构造张裂缝,被方解石充填未盈,原油显示丰富,形成于仪征运动早期;第IV 期为倾斜缝合线,形成于仪征运动中期;第V 期为构造裂缝,被方解石全充填,原油显示微弱或无显示,形成于三垛运动早期;第VI 期为构造裂缝,未被任何物质充填,形成于盐城运动期。仪征运动早期形成的张裂缝晶洞及溶洞发育,原油显示最为丰富,为有效裂缝;青龙组灰岩裂缝型储层预测应以仪征运动早期的构造应力场强度为重要参数。     

基于马尔科夫链的裂缝期次研究——以重庆天府地区上二叠统长兴组露头为例

为寻找一种经济又有效的裂缝期次定量划分方法,本文以重庆天府地区上二叠统长兴组地层为例,对构造裂缝形成期次的划分方法进行了研究。在大量野外观察与测量的基础上,以基于概率统计学的马尔科夫链为方法,进行了转移频数统计、马尔科夫性质检验、随机值计算、残差矩阵分析,得出研究区的裂缝发育期次主要为三期：第一期裂缝为近东西向,第二期裂缝为北西西-南东东向,第三期裂缝为北北东向-南南东向;结合基于地球化学的充填物碳氧同位素分析,取对应期次的裂缝充填物进行实验,对上述分析结果进行佐证,结果发现其同位素值主要散落在三个区域：第一期裂缝充填物δ18O平均值为-8.58‰,δ13C平均值为3.32‰,形成时平均埋深为3864m,形成温度为130℃;第二期裂缝充填物δ18O平均值为-7.16‰,δ13C平均值为3.79‰,形成时平均埋深为3084m,形成温度为107℃;第三期裂缝充填物δ18O平均值为-5.18‰,δ13C平均值为3.70‰,形成时平均埋深为2147m,形成温度为79℃。综合研究区构造演化史以及埋藏史分析认为：第一期裂缝形成于燕山早期,第二期裂缝形成于燕山晚期,第三期裂缝形成于喜山早期。实验结果成功验证了马尔科夫链的分析,因此马尔科夫链为一种可行的裂缝期次研究方法。     

基于马尔科夫链的裂缝期次分析——以重庆天府地区上二叠统长兴组露头为例

为寻找一种经济又有效的裂缝期次定量划分方法,以重庆天府地区上二叠统长兴组地层为例,对构造裂缝形成期次的划分方法进行了研究。在大量野外观察与测量的基础上,以基于概率统计学的马尔科夫链为方法,进行了转移频数统计、马尔科夫性质检验、随机值计算、残差矩阵分析,得出研究区的裂缝发育期次主要为三期:第一期裂缝为近东西向,第二期裂缝为南东东向,第三期裂缝为北东向和南南东向;结合基于地球化学的充填物碳氧同位素分析,取对应期次的裂缝充填物进行实验,对上述分析结果进行佐证,结果发现其同位素值主要散落在三个区域:第一期裂缝充填物δ~(18)O平均值为-8.58‰,δ~(13)C平均值为3.32‰,形成时平均埋深为3 864 m,形成温度为130℃;第二期裂缝充填物δ~(18)O平均值为-7.16‰,δ~(13)C平均值为3.79‰,形成时平均埋深为3 084 m,形成温度为107℃;第三期裂缝充填物δ~(18)O平均值为-5.18‰,δ~(13)C平均值为3.70‰,形成时平均埋深为2 147 m,形成温度为79℃。综合研究区构造演化史以及埋藏史分析认为:第一期裂缝形成于燕山早期,第二期裂缝形成于燕山晚期,第三期裂缝形成于喜山早期。实验结果成功验证了马尔科夫链的分析,证明马尔科夫链为一种可行的裂缝期次研究方法。     

鄂尔多斯盆地宜川—句邑地区长8储集层碳酸盐胶结物特征

鄂尔多斯盆地廷长组储层质量严重地受碳酸盐胶结物影响.通过对宜川—句邑地区长8储集层薄片、碳酸盐胶结物碳氧同位素及流体包裹体测试分析,表明碳酸盐胶结物主要是铁方解石(含铁方解石),在薄层砂岩中和厚层砂岩顶底与泥岩紧密毗邻的区域含量较高,以中细晶及粗—巨晶颗粒充填孔隙.碳酸盐胶结物δ13CPDB值为-5.56‰～0.22‰...     

柴北缘冷湖七号地区碳酸盐胶结物特征及其意义

碳酸盐胶结物是碎屑岩储层中最常见的胶结物类型,其形成环境、物质来源、反映的成岩温度对储层研究具有重要意义。通过对柴北缘冷湖七号下干柴沟组砂岩碳酸盐胶结物进行岩石学、矿物学和地球化学分析,研究区下干柴沟组砂岩碳酸盐胶结物包含方解石、含铁方解石、铁方解石和白云石等4种类型。碳同位素（δ¹³C_PDB）和氧同位素（δ¹⁸O_PDB）值分别为8.81‰~3.51‰和8.77‰~17.36‰,平均值分别为5.33‰及13.50‰;利用碳同位素和氧同位素计算出古盐度值和古温度值分别为113.61~102.85和63.03~123.06℃,平均值分别为109.66及94.47℃。反映出研究区下干柴沟组所处成岩阶段为早成岩阶段B期-中成岩阶段A期,形成过程受到有机质脱羧基作用影响,成岩环境偏酸性,成岩流体来自碎屑的析出水和大气淋滤淡水。储层物性除了受成岩环境和温度的影响外,与碳酸盐胶结物含量具有明显的负相关关系,随着碳酸盐胶结物含量的增加,储层的孔隙度和渗透率降低。     

京山地区方解石脉包裹体、同位素特征及古流体指示意义

通过流体包裹体,碳、氧、锶同位素资料分析及盆地模拟,对中扬子北缘京山地区古流体活动期次和流体来源进行研究。结果表明:包裹体均一温度指示京山地区存在4～5幕流体活动,确定地层裂缝中大规模流体活动时间为距今150～60 Ma;方解石脉体中捕获地层水盐度为12%～18%,具高盐度特征;奥陶系和三叠系灰岩围岩与方解石脉体的碳同位素δ13C值相当,方解石脉体沉淀时地层水的氧同位素δ18OSMOW值(5‰～12.5‰)高于海水,成岩流体为源于同层深部地层水;二叠系方解石脉体的δ13C、δ18O值较围岩偏负,锶同位素Sr87/Sr86值(0.707292～0.707735)与同期海水相当,成岩流体源于受有机质影响的本层地层水;中扬子北缘在距今150～60 Ma的构造挤压抬升作用中伴随的流体活动以同层内流动为主,穿层流动和地表水下渗影响微弱,古油气保存条件未遭受严重破坏。     

陇东地区延长组构造裂缝方解石脉特征及其与烃类流体活动的关系

通过微量元素与稳定同位素分析对鄂尔多斯盆地陇东地区延长组广泛发育的构造裂缝方解石充填物的成因及其与烃类流体活动的关系进行研究。结果表明:该区砂泥岩裂缝中充填的方解石为相对富集Fe和Mn而贫Mg的(含)铁方解石,其δ13CPDB为-6.6‰～2.7‰,δ18OPDB为-23.0‰～-14.9‰;方解石脉中富集的Mn元素主要源于酸性烃类流体对长7段源岩内部凝灰岩的溶蚀,其成因主要与有机质演化过程中甲烷生成作用产生的相对富13C二氧化碳和脱羧作用产生的贫13C二氧化碳有关;方解石脉主要形成于早白垩世长7段烃源岩生排烃期间,稍早于或同步于烃类流体的大规模活动,侏罗纪末期形成的裂缝构成了延长组烃类流体活动的重要通道,有利于烃源岩排烃及低渗透砂岩储层的油气运移。     

姬塬地区长8油层组碳酸盐胶结物特征与成因

碳酸盐胶结物是姬塬地区长8油层组储层砂岩中的主要自生矿物.薄片分析、碳氧同位素测试、电子探针成分分析表明该区碳酸盐胶结物主要类型为微晶无铁方解石、亮晶或连晶铁方解石与含铁方解石.微晶无铁方解石形成于成岩作用早期,含量高,但分布局限,与局部过饱和的碱性湖水沉淀有关.亮晶与连晶铁方解石或含铁方解石1δ3CPDB值为-4.1‰~-13.1‰,1δ8OPDB值为-19.7‰~-32.3‰,胶结类型多样,分布普遍,为该区主要方解石类型,其形成主要与烃源岩中泥岩矿物有机质演化有关,为中成岩A期—B期阶段产物,形成时代相对较晚.碳酸岩胶结作用对储层具有较为明显的负作用.     

鄂尔多斯盆地东南部黄陵地区延长组裂缝特征及形成期次探讨

通过野外露头和岩心观察,黄陵地区裂缝发育,主要是垂直缝和高角度缝。裂缝在区域内分布稳定,属于区域构造裂缝。裂缝主要以未充填为主,有效性高。结合裂缝发育特征及区域应力背景,采用岩石声发射实验、裂缝充填物稳定碳氧同位素、流体包裹体分析等实验手段,综合分析认为黄陵地区延长组存在三期裂缝,分别对应为燕山期二幕,燕山期三幕和喜山期,现今裂缝分布是在燕山期构造作用的基础上经过喜山期改造而形成。     

鄂南三叠系延长组自生成岩矿物成因及期次

为弄清鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组关键成岩矿物形成的时间与过程,通过对自生矿物之间的产状及其与其他矿物互生关系的镜下观察,并利用流体包裹体、碳酸盐碳氧同位素记录的成岩流体信息,深入讨论了盆地南部自生成岩矿物成因及期次。研究认为,泥-微晶方解石、菱铁矿和白云石（旬邑地区）为成岩早期沉淀的矿物,其中,菱铁矿的形成时间早于自生绿泥石包膜;泥-微晶方解石沉淀时间与菱铁矿大致同期;旬邑地区白云石胶结物与北部物源区的泥-微晶方解石和菱铁矿胶结物的形成同期;中-晚期亮晶方解石和铁方解石等的形成时间整体早于白云石和铁白云石。石英次生加大边的两个世代分别对应90.0~100.0 ℃和110.0~120.0 ℃;自生微晶石英生长的时间略早于或同时于自生绿泥石的形成时间。自生绿泥石包膜主要形成于成岩早期,一般呈两个世代生长,第一世代自生绿泥石形成于20.0~50.0 ℃,以颗粒绿泥石环边赋存状态为主;第二世代形成于部分机械压实作用以后,只生长于孔隙接触的颗粒表面或第一世代绿泥石形成的微晶石英晶体表面,形成温度约为50.0~70.0 ℃。研究区延长组自生伊利石的分布较为广泛,其形成具有多源性的特点。     

Different fossil brachiopod skeletal microstructure of different information on carbon and oxygen isotope contents

Whether there is isotope fractionation caused by metabolism (vital effect) of bra-chiopods in geologic time with their shells' δ18O and δ13C has been studied intensively in the field of carbonate isotope geochemistry in the last decade. The approach to dealing with the problem is by comparing isotopic compositions between different fossil brachiopods with their secondary shells which usually consist of two kinds of layers: prismatic layer composed of prismatic low-Mg calcite crystals, and fibrous layer comprising fibrous ones. The isotopic compositions of the two secondary layers have been investigated by comparison of carbon and oxygen isotopic compositions between five genera of Atrypidae collected from Givetian, Middle Devonian in Longmenshan, Sichuan Province, China. Due to different microstructures of the two secondary layers, their abilities to prevent from being altered by diagenesis are also different, thus in their state of preservation. The fibrous layer is more susceptible to the diagenetic alternation than the prismatic one in the way of microfracture filling between fibrous crystals in the elongated direction. Consequently, the isotopic compositions of the fibrous layer are systematically lower than those of the prismatic layer in their δ18O and δ13C by (0.53 ± 0.08)‰ and (0. 12 ± 0.04)‰, respectively. This suggests that further studies of vital effects with brachiopod in geological times by comparison of isotopic compositions in the secondary shell take into consideration of the different states of preservation between the fibrous and the prismatic layer.     

旺苍地区灯影组层状硅质岩类孔洞充填特征

为揭示旺苍地区灯影组层状硅质岩类溶蚀孔洞中矿物充填序列及流体作用过程,综合应用岩石学及地球化学分析测试方法进行研究。结果表明,硅质岩类溶蚀孔洞中具白云石、方解石、微晶石英—纤维状玉髓、细—中晶石英及粗—巨晶石英5个世代典型矿物充填并历经6期流体作用影响。在早期硅质岩形成基础上,第I期深盆富镁热液溶蚀—充填叠加改造形成鞍状白云石;第II期含硅热液交代白云石形成亮晶方解石;在第III期沥青形成后,第IV期为封闭体系下高浓度低温硅质热液快速沉淀出微晶石英—纤维状玉髓;第V期为石炭—二叠纪硅质流体作用下沉淀出细晶—中晶石英;第VI期为三叠纪弱饱和二氧化硅水溶液近平衡条件下沿缝洞缓慢结晶沉淀出粗晶—巨晶石英。经深盆富镁热液叠加硅质热液对层状硅质岩类复合改造,部分微孔及裂缝发育的硅质岩类可成为潜在储层。     

不同矿化时间下水杨酸对碳酸钙晶体生长的影响

以有机小分子水杨酸为添加剂对碳酸钙晶体的生长进行调控,并用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)方法对碳酸钙晶体的晶型和形貌进行了表征。结果显示,当pH值为7.0,加入0.04 mmoL水杨酸时,反应6小时和12小时后碳酸钙晶体的晶型为球霰石和方解石的混合晶型;而当矿化时间延长到24小时后,球霰石的晶型几乎消失,产物基本为方解石。     

缝洞充填物地球化学特征及环境指示意义——以塔里木盆地富满地区中奥陶统一间房组为例

为了明确塔里木盆地富满油田奥陶系一间房组缝洞充填物所蕴藏的环境信息,对富满地区中奥陶统一间房组缝洞充填物微量元素测试,并对所测稀土元素进行北美页岩标准化。结果表明稀土元素标准化曲线整体呈右倾趋势,Ce呈弱亏损,Eu显示强烈正异常。Sr、Al和Ti元素显示缝洞充填物受陆源碎屑物质扰动影响,Sr/Ba整体偏低且均小于1,推断缝洞充填物来源于淡水环境,Fe/Ti、 Al/(Al+Fe+Mn)、Cu+Pb+Zn及Fe+Mn/Ti值表明缝洞充填物受热液活动影响较小,U/Th、Ni/Co和V/Cr比值推测缝洞充填物形成于氧化环境下。综合研究表明,富满地区中奥陶统一间房组缝洞充填物主要形成于氧化条件下的大气淡水环境,主要受陆源物质扰动且受深部热液影响较少。     

Seasonal variations and environmental controls on stalagmite calcite crystal growth in Heshang Cave,central China

Stalagmite growth rates are usually considered to reflect changes in paleoclimate and paleoenvironment. However, how exactly growth rates are affected by climate and environment is still unclear. We launched a monitoring and modeling program that lasted approximately 4 years on two active drip sites in Heshang Cave, central China. We collected comprehensive quantitative data on growth rates, cave temperature, CO₂ concentration, drip rate and drip-water chemistry to better understand the relationship between stalagmite growth and cave environment. By laying out glass substrates, we successfully grew stalagmite calcite crystals with rhombic characteristics, and quantified growth rates by measuring the long and short axes of calcite crystals under a microscope. Combined with coeval environmental data, we explicitly examined the roles of cave temperature, drip rate and drip-water chemistry in controlling the micro-scale growth of stalagmite calcite. Results show that growth of stalagmite calcite crystals at two drip sites exhibited similar seasonal variations − generally faster in the summer months, at ∼3 μm d⁻¹, and slower during the late winter to early spring, at ∼1.5 μm d⁻¹. Variations in calcite growth rates were mainly determined by changes in cave temperature, with the growth rate increasing by 8.1%/°C and 6.6%/°C at the two locations. This indicates the potential use of stalagmite growth rates as a seasonal-resolution paleo-temperature proxy in some ventilated caves. On the other hand, the effect of drip rate and drip-water Ca²⁺ and SIC values on growth rates were not significant.     

哈拉哈塘油田哈6—新垦区块奥陶系碳酸盐岩成岩环境

通过孔洞充填物的碳、氧同位素和包裹体分析,探讨塔里木盆地哈拉哈塘油田哈6—新垦区块奥陶系储层碳酸盐岩的形成环境。除加里东期的淡水喀斯特充填外,还存在海西期埋藏充填、印支—燕山期埋藏充填及喜马拉雅期的埋藏充填。研究表明奥陶系沉积后,经历了同生成岩期、早成岩期和近地表成岩期,后逐步埋藏进入中成岩期,加里东期构造运动使该区经历了抬升、剥蚀以及大气水溶蚀成岩环境,随中生界再次埋藏,构成了中期开启型成岩演化系统。     

N,N-亚甲基双丙烯酰胺对碳酸钙形貌的调控

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为添加剂对碳酸钙晶体进行调控,用X-射线粉末衍射仪(XRD)、红外吸收光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对碳酸钙晶体的晶型和形貌进行了表征。结果显示,当加入0.1gN,N-亚甲基双丙烯酰胺,并且pH值为4.0时,碳酸钙晶体的形貌呈多层球状;当加入0.005gN,N-亚甲基双丙烯酰胺,且pH值为8.0时,碳酸钙晶体的形貌出现花状,但晶体的晶型都是方解石。     

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术是利用高能聚焦激光束与碳酸盐岩样品作用,热分解产生CO₂气体,经真空提纯净化后送质谱仪分析测定其C、O同位素值。其空间分辨率优于20μm,能有效地对碳酸盐岩各细微组分结构分别取样,以满足同位素地质学研究的需要。经标样测定,δ¹³C和δ¹⁸O的最好分析精度可达±0.22‰(σ),与常规磷酸分解法分析精度相;δ¹³C无明显分馏现象,δ¹⁸O分馏明显,但对同种矿物是一个常量(方解石偏负1.72‰;白云石偏负1.59‰)易于校正。激光微取样主要应用于碳酸盐储集岩样品碳、氧同位素分析,能较好地解释油气储层孔隙演化和成岩过程。     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层古溶洞充填特征与垂向物性分布

塔河油田古岩溶储层的储集性能与溶洞内部充填特征密切相关。通过对露头、岩心和成像测井的直接认知,区分了溶洞内部的充填物类型和充填程度,开展了溶洞充填特征的识别研究,最后建立了溶洞充填结构模式,并探讨了基于充填特征的古溶洞物性分布特征。研究认为,溶洞充填物主要有搬运型沉积物、垮塌型堆积物及化学型胶结物三种类型,溶洞充填程度可分为部分充填型溶洞和全充填型溶洞;不同充填特征的溶洞表现出不同的测井响应特征;溶洞的充填结构具有“多期次、准层状”的特点,垮塌角砾岩充填多与砂泥混积,物性较差,砂泥岩充填段物性相对较好,整体孔隙度分布表现出多段韵律叠加的特征。