超声处理对Al-2Sn合金凝固组织及除气效果的影响

研究了超声处理对Al-2Sn合金凝固组织及除气的影响,除气效果用密度法来表征。结果表明,超声处理对铸锭凝固组织的细化和除气有极佳的效果。使用2000 W超声功率处理30 s的晶粒细化效果最好,铸锭断面组织主要为等轴晶;使用2000 W超声处理60 s具有最佳的除气效果,此时铸锭的密度和除气率最高,分别为2.7224 g/cm^(3)和67%。最后对高强超声的细化和除气机理也进行了分析。

A356铝合金热处理工艺的数值模拟

基于Abaqus有限元分析软件,研究A356铝合金经热处理后的温度变化规律以及残余应力的大小和分布情况,并对A356铝合金进行拉伸模拟,将得到的拉伸模拟结果与实际拉伸试验结果进行对比分析。结果表明,固溶处理可以有效消除材料表面的残余应力,尤其是可以基本消除合金棱边处的残余应力,而淬火后合金的残余应力反而变大。经过时效处理后合金表面的残余应力明显减小,能有效避免裂纹的产生,在固溶温度为555℃时铝合金的残余应力最小,约为77 MPa,此时A356铝合金的抗拉强度最大,约为300 MPa,与拉伸试验结果符合。采用有限元分析软件对A356铝合金的热处理进行模拟分析,验证最佳固溶温度并计算出最小残余应力,对抗拉强度进行预测,为工程结构应用可提供一定参考。

川西北地区构造地质结构与深层勘探层系分区

川西北地区经历了震旦纪至中三叠世的海相盆地和中—新生代陆相盆地构造演化过程,期间遭受多个阶段性区域构造活动影响,深层发育复杂的地层分布及构造变形,在关键构造期形成了包括震旦系灯影组阶梯状台地、志留纪末西部古隆起、晚古生代—中三叠世被动陆缘等特征性的构造和沉积结构。晚三叠世以来的中—新生代多期不同方向的陆内挤压构造作用则形成了盆地周缘及内部的复杂冲断褶皱构造。龙门山北段冲断带前缘发育深层原地冲断构造,表现为受下三叠统和下寒武统中的两套滑脱层控制而成的多层次变形结构,包括浅层褶皱构造、中层薄皮冲断构造和深层基底卷入构造。米仓山冲断带前缘主要表现为受下三叠统盐滑脱层分隔的双层变形结构,包括浅层单斜构造和深层叠瓦逆冲构造。盆地内部则主要表现为晚期形成的多排北东东向基底卷入褶皱变形。川西北地区深层有利勘探层系和区带具有明显的分区特征,震旦系灯影组有利勘探层系主要分布于川西北东部和北部地区,以九龙山构造带、梓潼向斜带、盐亭斜坡带最为有利;下古生界受加里东古隆起和晚期褶皱改造,盆地中西部深层最为有利,以梓潼向斜带为典型;上古生界有利区则主要分布于龙门山北段及其前缘地区,中构造层隐伏薄皮冲断构造带是重点勘探领域。

中国中西部典型前陆盆地超压体系形成机制与大气田关系

基于实测地层压力、重点探井钻井液密度、测井计算压力等资料的研究,结合天然气地质条件分析,探讨不同前陆盆地地层流体超压体系特征与形成机制以及超压体系与大规模天然气聚集的关系。研究结果表明,①不同前陆盆地地层超压形成机制存在较大差异,库车前陆盆地主要是塑性盐膏层超压封闭与深层—超深层的生烃增压,准南前陆盆地主要是生烃增压与欠压实封闭,川西前陆盆地主要是生烃增压与古流体超压封存;②前陆盆地存在多类型超压与多层位超压叠置发育、封闭性前陆冲断构造带发育强超压—极强超压、前陆隆起区深层发育强超压—极强超压等3个方面的共性特征;③存在塑性盐膏层超压、生烃增压形成的超压、喜马拉雅期隆升剥蚀后的封存超压、欠压实超压等4种对大气田起重要控制作用的区域性超压封盖与封存机制;④区域性超压是大气田形成的重要保障,超压体系中充足的气源、大规模储集体与圈闭发育是大气田形成的基本条件,超压体系有利于深层—超深层大气田的形成。

多滑脱构造分析及深层背斜判识

基于滑脱褶皱正演模型的分析,提出在时间域地震剖面中开展多滑脱构造分析和深层背斜真实性判识的方法,主要包括利用均匀速度场对时间偏移地震剖面进行时深转换、对获得的伪深度域剖面进行构造解释和测量、利用测量的构造起伏面积和深度开展分段相关关系分析。基于构造起伏面积-深度相关关系可开展构造层划分、滑脱面和构造缩短量厘定以及深层构造真假判识。构造起伏面积-深度的分段性是多滑脱构造的典型特征,而面积-深度的线性不相关可指示地层未褶皱变形或存在假背斜构造。在不考虑面积-深度不确定性的情况下,分段的斜率可指示各滑脱构造层的差异缩短量;相邻分段的交点指示了滑脱面与参考面的间距,进而厘定原始时间域剖面中的滑脱面位置。该方法的提出有助于深入挖掘和利用时间域地震资料、明确复杂构造区的地质结构和评估深层勘探目标风险等,在准噶尔盆地南缘和川东褶皱带应用后效果较好。

川西南冲断带深层地质构造与潜在油气勘探领域

应用地质、地震及钻井等资料,对川西南冲断带深层地质结构、构造演化和变形过程进行系统研究,探讨四川盆地西南(简称川西南)地区深层潜在的油气勘探领域。川西南冲断带在关键地质历史时期发育特征性的地层分布及构造变形结构,主要包括前震旦纪多个近南北向的裂谷构造、震旦系灯影组阶梯状台地-台缘构造、晚古生代早期的西部古隆起、晚古生代—中三叠世碳酸盐台地、晚三叠世至白垩纪的前陆斜坡和前缘隆起构造以及新生代多期多向再生前陆冲断构造等。现今川西南冲断带整体上表现为受中三叠统雷口坡组内盐层和基底拆离层控制的双层冲断变形几何学结构,浅变形层发育构造位移远距离传播的北东—南西走向的滑脱冲断构造;而深变形层则发育基底卷入的近南北走向的基底褶皱,并改造了上部早期形成的滑脱冲断构造,改造强度南强北弱。川西南冲断带南部地区以晚期基底冲断褶皱构造为特征,而中—北部地区则以浅层滑脱冲断为主。靠近山前的雾中山构造带呈现滑脱推覆结构特征,上盘推覆构造为复杂化的断层转折褶皱核部和前翼,深层则发育稳定的隐伏原地构造。从构造变形结构分析,区域盐滑脱层上、下的构造变形层中都发育了有利的勘探层系和区带,各变形层中多排显性背斜构造带是重点领域。而雾中山构造带深层原地隐伏的震旦系和二叠系、深层隐伏的前震旦纪裂谷层序及相关构造、震旦系灯影组台地-台缘带以及龙泉山构造东侧的印支期古隆起等是川西南冲断带潜在油气勘探领域。

中国中西部砂岩天然气大规模聚集机制与成藏效应

中国中西部大型含油气盆地中天然气大规模富集区具有多种特殊的聚集机制与不同的成藏效应。以天然气成藏地质理论与方法为基础,开展了典型含油气盆地区域地质与构造背景、地层埋藏演化、气藏基本特征、流体地质与地球化学等方面的研究。结果认为,喜马拉雅期以来隆升剥蚀所产生的构造抽吸、泥岩吸水、水溶气脱溶、流体封存等地质作用都能形成大规模的天然气聚集,并能形成不同的天然气成藏地质效应。如:大面积的构造抽吸作用与流体封存作用有利于区域性超高压流体的赋存及大规模超高压气田的形成;低砂地比地层中产生的泥岩吸水作用有利于区域性低压、无水气藏等大气区的发育;大面积厚层砂岩中水溶气的脱溶作用不仅能形成大规模的天然气聚集,而且地层水侧向运移产生的水溶气脱溶,会产生区域性有规律的天然气同位素分馏效应,即天然气水溶气运移距离越远,所聚集形成的天然气甲烷碳同位素组成越重。

关键层面古地貌演化剖面的建立及地质意义

针对关键层面不同地质历史时期古地貌平面难以横、纵向灵活、精细对比的实际问题,首次提出基于关键层面古地貌三维模型的图切剖面法和基于正、反演方式的平衡剖面法的2类3型关键层面古地貌演化剖面构建方法,进而分析证实古地貌演化过程中古地貌继承、间断、变换(正变换和负变换)行为的存在,并探讨其识别标志,总结关键层面古地貌演化剖面在古地貌演化行为分析、不同构造体系下构造-沉积耦合作用剖析、递进构造变形、圈闭演化及油气成藏演化等方面的地质应用价值及意义。选取川西北震旦系顶面进行关键层面古地貌演化剖面进行实例分析,证实古地貌演化剖面的应用价值,为古地貌演化分析提供了新的思路,为局部古地貌演化精细对比提供了有效的途径,也提高了古地貌演化分析的准确性、灵活性和时空分辨率。

四川盆地川中—川西震旦系—三叠系天然气成藏分析及勘探意义

四川盆地蕴藏着丰富天然气资源,其中筇竹寺组页岩对盆地中下组合天然气聚集作出巨大贡献。通过对川西和川中震旦系—寒武系及上覆志留系—三叠系多层系储集层中天然气特征精细对比发现,以筇竹寺组页岩为主要烃源的油气资源极为丰富、类型多样:(1)既有典型原油裂解气,甲烷碳同位素较轻(<35‰),分布在资阳地区震旦系、太合地区寒武系沧浪铺组(角探1井)及川西北河湾场/吴家坝的茅口组。它们成藏时间早,在岩性圈闭或岩性-构造圈闭得以长期保存;(2)页岩超晚期释放气,分布广泛,高石梯—磨溪、太合、威远等地区下组合震旦系—寒武系均以该类天然气补充成藏为主,甲烷碳同位素较重(>35‰),如未遭受过硫酸盐热化学还原作用(TSR)的改造则具典型甲、乙烷碳同位素倒转(δ^(13)C_(1)>δ^(13)C_(2))特征,该类气藏具多期次复杂成藏过程,但超晚期页岩来源天然气的持续补充控制着聚集丰度;(3)中组合泥盆系—三叠系(须家河组之下)天然气以断层沟通的页岩超晚期释放天然气成藏为主。综合分析可见,筇竹寺组页岩(与页岩气)保存较好区域是形成关联大气藏的关键。勘探最为现实的领域是围绕绵阳—长宁拉张槽开展多层系立体勘探,尤其是考察拉张槽内及周缘震旦系—寒武系及上覆中组合是否存在好的成藏条件。同时对其他区域筇竹寺组页岩保存状况进行评估,可在高效保存区开展多层系立体勘探部署。本项研究可为该区及其他同类地区天然气勘探带来启发和借鉴。

塔里木巴楚隆起北缘吐木休克楔形基底卷入构造

石油地震资料揭示出塔里木盆地中央巴楚隆起为结晶基底和古生代地层相对隆升区,多数地区缺失中新生界,顶部为第四系陆相碎屑岩不整合覆盖隐伏隆起。在隆起南北两侧构造变形比较强烈,均发育基底卷入的逆冲构造和古生界内逆冲构造。运用断层相关褶皱理论,通过对研究区的二维地震测网解释及钻井标定,综合研究得出巴楚隆起北侧吐木休克卷入基底逆冲断层倾向南,向北逆冲,前寒武系基底到早古生代地层被错断。新生代时期的生长地层特征指示基底卷入构造于古近纪、中新世-上新世和更新世均有活动。构造分析表明基底卷入构造于中生代末期还有一次活动,说明吐木休克构造由多期构造运动形成。向北逆冲的吐木休克基底断层和盖层褶皱构造的向南反冲逆冲断层或滑脱断层共同组成基底卷入楔形构造,楔形点同时位于基底和盖层中。盖层构造以中寒武统膏岩为滑动面,向南逆冲,发育断层扩展或滑脱背斜构造。基底断层和盖层滑脱断层在剖面上组成典型的楔形构造几何形态,平面上形成三角形构造。地震剖面综合解释成果图显示,吐木休克弧形逆冲构造东部盖层反冲构造,即基底卷入楔形构造表现较为清楚,向西则表现不太明显,但地震反射波组(地层转折)指示盖层中仍存在这些反冲构造。纵向地震剖面和联络地震剖面均显示出存在该类构造。吐木休克基底卷入断层弧形构造顶部位移最大,盖层变形相对最小;向东西两侧基底断层位移逐渐减小,盖层构造位移相应逐渐增加。研究认为,塔里木巴楚隆起系挤压作用下,刚性地壳发生挠曲而形成的变形区带。

塔西南逆冲带前缘英吉莎背斜的多期变形

塔里木盆地西南缘位于西昆仑山前,发育多个逆冲构造带,并发现了多个油气田。应用断层相关褶皱理论,根据钻井和二维地震资料,对塔西南山前的英吉莎背斜构造进行了精细的构造解释,发现了位于中新统安居安组泥岩和膏泥岩中的浅层滑脱层,浅层发育简单的被改造的断层弯曲褶皱,据此提出英吉莎背斜由浅层、中—深层和深层3个构造层垂向叠合而成。中—深层发育楔形构造,为多个逆冲断层的叠瓦状构造,深层为简单的楔形构造。根据生长地层及构造变形样式,浅层构造形成最早,其后为中—深层构造,深层构造形成最晚。总之,由西昆仑山向塔里木盆地呈现多期幕式逆冲,塔西南逆冲构造具多期幕式活动,不同时期发育的构造在垂向上叠加,形成现今的构造样式。

川东明月峡双重楔形构造叠加模式

川东隔挡式褶皱由一系列北东走向的线性褶皱带组成,为典型的高陡背斜构造带。该区油气勘探目的层主要集中在中浅层石炭系,而且钻井主要位于构造核部,钻井深度相对较浅,由于地震资料对构造陡翼地层的反射资料显示品质较差,从而对该构造认识出现了多种解释结果。笔者应用断层相关褶皱理论,依据钻井资料标定,对川东褶皱带典型构造明月峡背斜构造的二维地震剖面测网及两条宽线二维地震剖面重新进行详细构造分析及解释。解释结果表明,如果假定地层厚度不变,明月峡构造样式可以认为是两个楔形构造垂向上叠合而成,发育两期构造。据此本文提出了明月峡背斜双楔形构造发育几何学模式图,分析了两期楔形构造垂向上叠加模式。根据已有的研究成果,地表变形是深部逆冲作用的结果,推测早期中浅层构造变形时间为中白垩世,晚期深层构造为晚新生代时期,而且晚期构造改造了早期构造。构造解释结果给出,剖面几何形态为浅层发育向东的反冲断层扩展褶皱,中深层分别以三叠系膏岩和志留系泥页岩为顶、底滑脱面的楔形构造,深层构造分别以志留系泥页岩和震旦系泥页岩为顶、底滑脱面的楔形构造。构造几何分析指出,深层楔形构造形成时间晚于中深层楔形构造,并改造了早期中深层楔形构造,从而出现了构造高点的向西偏移的现象。在平面分布上,明月峡背斜浅层高陡构造背斜东翼宽度从北向南逐渐变窄,深层楔形体楔形角度逐渐变大,构造缩短量相应增加。

陆相油气地质理论在中国中西部盆地的重大进展

中国陆相油气地质理论在世界石油地质学界占有重要学术地位,中国油气资源以陆相为主,中国地质学家成功地勘探开发了复杂的陆相油气,并发展了陆相油气地质理论体系。通过总结20世纪40年代以来陆相油气地质理论的发展历程与理论成就,将陆相油气地质理论的发展历程划分为提出、形成、发展3个阶段,认为中国陆相油气地质理论已经形成基本完善的理论体系,该理论体系由陆相盆地构造理论、陆相盆地沉积与储集层理论、陆相生油理论、陆相油气聚集理论和陆相砂岩油气田开发地质理论等5个部分组成,地质理论具有全球普适性意义。重点总结了近30年伴随中国中西部盆地油气勘探开发的重大发现和产量增长,陆相油气地质理论取得的重大进展,包括中西部挤压背景下陆相盆地构造学、多类型湖盆沉积体系与砾岩/深层等特殊储集层地质、煤成烃等陆相生烃新领域、前陆冲断带与岩性地层油气藏等陆相油气富集规律、陆相非常规油气地质和陆相低渗透油气开发地质等。这些重大进展极大发展和丰富了陆相油气地质理论,成为其重要组成部分。

塔西南叶城地区新生代沉积物源分析:来自碎屑锆石U-Pb年代学证据

新生代以来,受印度与欧亚板块碰撞和持续汇聚作用的影响,西昆仑造山带重新活化,并向塔里木盆地强烈挤压冲断,形成塔西南新生代再生前陆盆地。本文以塔西南叶城地区柯克亚剖面新生代砂岩样品为研究对象,进行碎屑锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年,探讨其主要物源方向,以期对西昆仑隆升历史进行约束。结果表明,碎屑锆石的年龄存在<70 Ma,200~500 Ma,800~1000 Ma,1600~2000 Ma和2400~2800 Ma五个年龄段,反映了该区物源的复杂性。综合分析潜在的物源区岩石属性、年龄构成及古流向等研究资料,认为物源区主要包括铁克里克、奥依塔克及喀喇昆仑地区,来自西南天山的可能性比较低。其中<70 Ma的碎屑锆石主要来自于南部的帕米尔和喀喇昆仑地区;而200~500 Ma年龄段的锆石来自南部的铁克里克和西南部奥依塔克地区,这两个地区是主要的物源区;800~1000 Ma年龄段的锆石主要来自库地缝合带;1600~2000 Ma和2400~2800 Ma年龄段的锆石主要来自于铁克里克地区的前寒武纪结晶基底。研究区与奥依塔克地区位于同一弧形带,二者具有相似的物源区。上新世阿图什组地层沉积前后锆石形态具有明显突变,代表了西昆仑一次快速隆升过程。

中国中西部褶皱冲断带构造变形机制与结构模型

基于复杂构造解析和实验模拟研究,揭示了中西部前陆褶皱冲断构造带主要表现为受侧向挤压形成的滑脱冲断构造变形过程和结构样式;明确了单层滑脱挤压冲断构造变形存在临界增生和非临界增生两种变形机制,发育脆性拆离型、塑性滑移型和黏性流动型3种作用类型,并受滑脱层强度、地层厚度、底部边界和外动力过程等4种主要因素影响。复杂冲断构造带基本上表现为受多层单滑脱作用控制形成的垂向叠置组合结构,本文提出了复杂滑脱冲断变形结构的可分解性以及受不同性质的滑脱层组合控制形成特征结构模式,并揭示了前陆冲断带前缘多滑脱构造变形结构中由浅层向深层逐渐发育的变形时序;建立了中西部再生前陆冲断带结构模型、构造单元以及基本构造类型;并基于前陆盆地多阶段构造演化过程以及晚期的隆升剥蚀—沉降沉积过程,提出了中西部两种类型冲断带的控油气作用及其勘探领域。

塔里木盆地巴楚隆起北缘吐木休克弧形基底卷入斜向滑移构造

石油地震资料揭示塔里木盆地中央巴楚隆起为结晶基底和古生代地层相对隆升区,地表为第四纪陆相碎屑岩不整合覆盖,隐伏隆起大部分区域缺失中、新生界。在隆起南北两侧构造变形比较强烈,均发育基底卷入的逆冲构造和古生界内逆冲构造。根据钻井资料和二维地震测线详细的构造解释,应用断层相关褶皱理论得知:吐木休克基底卷入逆冲断层是在中生界早期形成的基底卷入楔形构造的基础上,在新生界晚期再次活动形成的;新生代晚期中亚地区强烈陆内变形,导致塔里木盆地先期形成的巴楚隆起再次挤压隆升;晚期变形过程中,先存构造与形成新构造挤压方向的偏差导致新构造发育有走滑分量,形成典型的斜向挤压构造——吐木休克旋转弧形构造。平面分布上,弧形构造东西向延伸的中段和北东向延伸的西段,早期为基底卷入楔形构造,晚期发育基底卷入逆冲构造;近北西向延伸的东段,晚期发育基底卷入楔形构造叠加在早期基底卷入楔形构造之上,说明该构造至少经历了两期变形。由于晚期基底卷入逆冲断层具有走滑分量,导致盖层单斜构造发育3类应变带及相应构造:拉伸变形带发育的正断层、剪切变形带发育的走滑断层及挤压应变带即走滑构造分量;西段发育左行逆冲走滑断裂带及伸展变形;东段发育右行逆冲走滑断裂带。弧形构造西部发育的构造样式与2012年Keating等模拟的斜向断层位移形成的构造样式非常相似,说明弧形构造西段吐木休克基底卷入逆冲构造具有走滑分量,从而合理地解释了该区发育的构造样式及正断层形成机制。

龙门山断裂带与龙日坝断裂带相互关系的物理模拟实验

在青藏高原东缘北东向龙门山断裂带西北约150 km的松潘—甘孜块体东部,存在一条北东向,具有右旋逆冲活动特征的龙日坝断裂带,由于其特殊的地理位置,目前已引起广泛关注。为了研究这两条性质相似断层带间的相互关系,文章根据该区域实际地质情况和相似性原理设计三组物理模拟实验,重点考虑碧口块体和底部滑脱层的影响,并运用粒子速度场成像技术监测表面变形。实验模型显示,在东西向挤压应力下发育了北东走向以逆冲为主兼右行走滑分量的龙门山断裂带和龙日坝断裂带以及南北走向的岷山隆起带。根据实验结果得出认识:只有在碧口块体的作用下,才会沿滑脱层边界发育断层,而不是在滑脱层内部形成弧形断层;龙门山断裂带与龙日坝断裂带在深部滑脱层相连,可能是一组同期发育的倾向相反的断层。该研究结果显示,在碧口块体影响下断裂带的发育过程,为理解龙门山断裂带和龙日坝断裂带相互关系提供了一种可能的构造模式。

准南前陆冲断带下组合泥岩盖层封盖能力

准噶尔盆地南缘前陆冲断带下组合白垩系和侏罗系泥岩盖层区域上分布稳定,排替压力高,且普遍发育流体异常高压,具备很强的封盖能力,但前陆冲断带晚期强烈构造挤压对盖层封盖能力的破坏不容忽视。泥岩三轴挤压物理模拟实验和数值模拟结果表明,深部厚层均质泥岩抗压强度高、封盖能力强;挤压作用下不同倾角泥岩层具有塑性、脆性和脆性—塑性周期性变化3种变形方式。结合准南前陆冲断带下组合泥岩层的地质条件和实例解剖,将准南前陆冲断带泥岩盖层划分为4个区域,不同区域泥岩盖层封盖能力动态演化控制了准南前陆冲断带油气成藏特征及油气分布规律。

超声处理对Al-2Cu合金凝固组织及熔体除气效果的影响

本试验研究了超声处理时间对Al-2Cu合金凝固过程中组织及熔体除气效果的影响。结果表明:采用功率为2000 W、频率为20 kHz对Al-2Cu合金熔体施加超声处理,可以获得良好的除气效果,使铸锭晶粒细化;当超声处理时间约为90 s时,晶粒细化和除气效果最佳,铸锭断面几乎100%为等轴晶,铸锭密度以及除气率分别达到了2.726 g·m^-3和67%。

苏丹Fula凹陷Fula-Moga变换构造特征分析

Muglad盆地是中非剪切带南侧的一个中—新生代陆内裂谷盆地,位于该盆地东北部的Fula凹陷内的中央断裂带是最重要的含油气区带之一。受地震资料品质及勘探研究程度限制,前人对于该地区的构造特征及形成演化有着不同的认识。本文基于Fula凹陷地震及钻、测井资料,采用二维及三维断距定量分析技术,对中央断裂带的构造几何特征、断距分布特点及形成演化史进行研究。结果表明:1) Fula凹陷中央断裂带的主干断裂之间的几何关系为背向倾斜,位移变换方式为叠覆式,中部地区以堑垒式结构向东、西两侧过渡,其属于背向叠置型变换构造。2)中央断裂带的主干断裂沿走向分段性明显,每条主干断裂都由数目不等的多条小断层连接而成。其中F1、F3与F2断层分别由2、3与3条小断层首尾相接而成。3)中央断裂带各主干断裂主要从第二期裂陷时开始活动,并在后两期裂陷作用中主干断裂活动强度表现为“由强转弱”的突变特征,同时研究区内伸展作用并不均衡,伸展中心快速向北迁移。