川西地区雷口坡组岩相古地理与富钾卤水预测

利用测井、录井、岩芯、薄片、扫描电镜及能谱分析等资料,综合研究川西地区雷口坡组岩相古地理、分析富钾卤水成因并预测有利分布区带。川西地区中三叠统雷口坡组发育蒸发台地相、局限台地相和开阔台地相。地层年代从古到新可分为雷一至雷五共5期,海平面经历了2次变浅→加深的旋回,雷四1期由于快速海退,广泛发育蒸发台地相,其中成都地区膏盆内发育平落坝、盐井沟及大兴场3个盐盆。认为川西地区雷口坡组富钾卤水是由海水蒸发浓缩而成的海相原生沉积含钾卤水,在晶间卤水、钾盐类溶滤水和陆相径流来源卤水的掺合下,发生高度变质作用而形成的混合型水。富钾卤水遵循"膏盆-盐盆控区、褶皱-断层定带、裂缝-孔隙储卤"的分布特征。在沉积相、岩相古地理、富钾卤水来源与分布特征等综合研究的基础上,提出了"卤水聚钾中心"和"储卤中心"的概念,结合单井卤水层水化学分析数据与富钾卤水的工业开采指标,在川西地区雷口坡组圈定并预测出1个卤水聚钾中心和3个储卤中心;卤水聚钾中心位于平落坝构造区,储卤中心分别位于江油中坝、丹棱大兴场以及彭山盐井沟构造区,可为四川盆地中三叠统雷口坡组富钾卤水的勘探指明方向。

深层富钾卤水的地球物理探测技术及应用--以江陵凹陷为例

上世纪在江陵凹陷的石油钻孔中发现了深层富钾卤水矿层,但是卤水矿层的空间展布一直不清。借用油气勘探领域中地球物理储层预测方法和理论,利用钻孔对矿层的垂向高分辨率的识别,标定到三维地震剖面上,利用多种地震属性横向高分辨率识别卤水矿层,预测矿层的空间分布,为靶区钻孔的部署提供依据。文章利用已经发现富钾卤水矿层的路9井的资料,开展模型正演,发现地震中振幅、频率、波形等属性可以较好地识别卤水矿层;将路9井的卤水矿层标定到地震剖面上,通过提取地震属性,识别出的富钾卤水矿层平面面积达5.53 km2;在该富钾卤水区中部署的岗钾1井,钻探获得高产富钾卤水矿层,验证了地球物理探测深层富钾卤水方法的正确性。

应用自然电场法寻找地下富钾卤水的探讨

本文探讨自然电场法在盐湖区寻找和评价富钾卤水的应用及效果。根据罗布泊地质、水文地质和卤水化学特征研究,鉴于富钾卤水具有低电阻率的特点,论证了自然电场法在监测区找富钾卤水的地球物理机理和可行性。在罗北凹地已查明的富钾卤水区开展自然电场法测量方法试验,负异常对应干盐湖的卤水分布区,正异常主要分布于山前地区;应用于铁南凹地,自电负异常带南北长约24km,东西宽约3km,面积约100km2,解译该带为高盐度卤水的富集地。结果表明,自然电场法可为盐湖区寻找和评价卤水钾矿提供一种新的、快速的技术手段。

罗布泊盐湖富钾卤水成因再探讨--碎屑层卤水蒸发实验分析

罗布泊盐湖钙芒硝岩孔隙中蕴藏有超大型规模的卤水钾矿,富钾卤水成因一直备受关注。罗北凹地从统一的罗布泊大湖区中分隔出来后,成盐过程中其湖水仍以南部大湖的补给为主,罗北凹地卤水化学演化与"大耳朵"湖水密切相关。"大耳朵"湖区含石膏碎屑层普遍储藏有卤水,应该是罗北凹地盐湖的"源卤水",钾离子(ρ(K^+)为3.12 g/L左右)已初步富集,平均矿化度为198.83 g/L。为了查明该卤水的化学演化趋势及析盐序列,笔者于2009年、2010年两次采集了大量卤水样品,分别进行室内等温蒸发和自然蒸发实验。蒸发实验结果表明:随着卤水浓缩首先析出(硬)石膏,随后析出大量石盐,最后出现少量钾石盐和光卤石,与EQL/EVP卤水蒸发模型模拟结果相似。将碎屑层卤水蒸发过程中化学组成变化与罗北凹地卤水进行对比,结果显示罗布泊古湖水蒸发至石膏沉积之后,在罗北凹地水化学组成明显发生变化,没有大量石盐沉积,而以钙芒硝沉积为主。推测应是受到深部"富钙水"的持续补给,而"大耳朵"湖起到"预备盆地"的作用,罗布泊古湖水经"大耳朵"湖蒸发浓缩后,钾离子得到初步富集,在流入罗北凹地后与深部"富钙"水混合,强烈蒸发浓缩,大量钙芒硝矿物析出,最后形成富钾卤水。

湖北潜江凹陷古近系深层富钾卤水矿床特征及成因

潜江凹陷富钾卤水矿床是我国古近纪重要的卤水矿床之一,本文在详细的野外地质调查基础上,结合二维、三维地震解译,测井解译,室内化学分析,研究了该矿床储层特征、卤水赋存规律和地球化学特征,探讨了其矿床成因。富钾卤水主要赋存于古近系渐新统潜江组,含矿面积达1630km2,水化学类型主要为硫酸钠亚型,次为氯化钙型、硫酸镁亚型和碳酸盐型。卤水总矿化度平均值为280.94g/L,酸碱度在5-9之间。卤水储集体为砂岩,卤水矿床的分布主要受砂体展布的控制,各卤水组底板埋深表现出＂一洼两斜坡＂的展布特征,矿体厚度自北而南累积厚度减薄,东西方向以向斜为中心,累积厚度向东或向西逐渐增加。在平面上与沉积时期古地貌密切联系,在蚌湖、王场和周矶向斜沉降中心卤水矿化度最大,氯化钾、B2O3、LiCl、Br等微量元素含量相对较高,达到综合利用或工业品位。

江陵富钾卤水析钾过程中铷流失机理研究

江陵凹陷位于湖北省江汉盆地西南部,赋存有高温高压深层富钾卤水,该地下卤水矿化度约为336.98 g/L,富含氯化钠、氯化钾及丰富的锂、铷、铯等微量元素资源,其中Rb+质量浓度为80 mg/L,达到工业开采价值。钾、铷为伴生元素,在蒸发浓缩的提钠及冷却结晶析钾过程中,铷会在液相中富集。实验研究发现,冷却析钾时铷与其他微量元素富集不同步,铷富集程度偏低,流失较严重,其流失率达12.28%。针对江陵富钾卤水冷却结晶析钾过程中铷流失机理进行了进一步研究。结果表明,铷流失主要是由铷和钾的类质同象造成的,该部分铷失率达9.66%,其次为包裹体和母液夹带,铷流失率分别为1.71%和0.91%。

地震勘探方法在川东深层富钾卤水勘探中的应用

地震勘探方法作为地球物理勘探方法的一种,不仅在其擅长的油气资源勘探领域,而且在找寻其他矿藏领域也有广泛的应用。本文主要阐述用油气勘探的技术思路,结合富钾卤水的地震响应特征,确定地层深部富钾卤水的地震资料解释方法和应用效果,总结寻找卤水矿藏可运用的地震勘探解释技术和流程。四川盆地东部某富钾卤水区的实际应用表明,地震勘探方法能较好地圈定富钾卤水储层,并能提出勘探远景区。

萃取法分离提取深层富钾卤水中的硼

采用溶剂萃取法分离提取江陵凹陷深层富钾卤水中的硼,研究了萃取剂种类、体积分数、萃取时间、萃取相比、反萃剂体积分数、反萃相比和反萃时间等因素对萃取和反萃取的影响。结果表明:2-乙基-1,3-己二醇是较合适的硼萃取剂;在以体积分数为15%的2-乙基-1,3-己二醇、35%异辛醇的混合醇为萃取剂,50%磺化煤油为稀释剂,萃取相比为1∶1,萃取时间为15min的条件下,硼单级萃取率达95%以上,实现了硼与卤水中钾、钠、钙和镁的有效分离;在反萃剂NaOH浓度为0.625mol/L,反萃相比为2.5∶1,反萃时间为15min的条件下,硼单级反萃率达94%;最优的反萃取条件在确保反萃率较高的同时,提高了反萃液中B2O3质量浓度,由原料的8.33g/L富集到反萃液的19.10g/L,有助于后续硼酸蒸发浓缩阶段能耗的降低。

四川盆地中三叠统成都盐盆富钾卤水地球化学特征及其勘查开发前景研究

成都盐盆富钾卤水以深层卤水形式赋存于地下4600m左右的中三叠统雷口坡组第四段（T2l4）含盐系的碳酸盐岩储层中。富钾卤水与海水蒸发系列各浓缩阶段相比,K+、B3+含量异常高,分别达53.27g/L和4994mg/L,超过海水钾盐沉积阶段,也超过综合利用和单独开采工业品位,成为当今世界上罕见的液态钾硼资源。富钾卤水尚富含Br、T、Sr2+、Li+、Rb+等多种有用成分,品质优异,构成优质化工原料水,经济价值极高。卤水具高承压、自溢特点,弹性储量大,具勘查开发前景。富钾卤水为沉积变质卤水和固态钾盐溶滤的复合成因。

川东北普光地区深层富钾卤水钾资源提取研究

四川盆地地下卤水资源丰富,尤其川东北地区地下卤水富含高品质钾资源。本项目以四川普光地区富钾卤水为研究对象,根据卤水组成,采用模拟计算并结合实验验证的方法,研究了高温蒸发时,氯化钠、氯化钾、光卤石、硼酸等矿物的析出阶段及特点。研究结果表明,当蒸失水率约80%时,体系中约85%的NaCl析出,同时KCl达到饱和,继续蒸发可获取钾石盐。控制总蒸失水率94%~95%时分离,体系中大于80%的钾可在这一阶段析出,且湿基中KCl品位可高达约45%;析出钾石盐后的卤水降至室温可获得NaCl、KCl、KCl·MgCl_(2)·6H_(2)O及H_(3)BO_(3)的混合物,硼的析出率可达到约80%。同时,研究表明,将蒸失水率约80%时分离石盐后的卤水直接降温可以获得湿基品位约高达70%的钾石盐矿,钾析出率约50%。综合对比分析,提出两条以钾资源开发为主的工艺路线:其一为“高温蒸发析氯化钠高温蒸发析氯化钾冷却析钾硼混盐”,通过加工获得KCl及H_(3)BO_(3)产品;其二为“高温蒸发析氯化钠冷却析钾”,通过加工获得高端KCl产品。

湖北荆州江陵凹陷富钾卤水综合利用工艺实验研究

江汉油田在石油勘探过程中陆续钻遇高温高压富钾卤水,于1967年首次在沙市组发现高矿化度富钾卤水,KCl含量达17g/l,1972年、1980年再次钻遇高压卤水,中国石化石油勘探开发研究院在原有2处富钾卤水矿点基础上又发现富钾卤水矿点1处、矿化点6处。以湖北江陵凹陷高温富钾卤水为研究对象,开展钾盐及伴生资源综合利用研究,对富钾卤水进行脱色、净化、提取实验,研发综合利用钾、锂、硼、溴、碘、锶、铷、铯和钙的技术,获取该类型卤水地球化学特征,有益元素的提取条件和参数,用以指导工艺设计和工业化生产。

成都盐盆富钾卤水储层测井解释方法初探

川西成都盐盆某4井的中三叠系雷口坡组雷四段储层中富含富钾卤水。我们根据富钾卤水的赋存特征,结合其地质构造特点,利用有限的几条常规测井曲线,总结出该类储层的测井相应特征,并建立起岩石物理模型,确定其解释参数和岩石骨架参数,为该类储层的测井解释工作奠定了良好的基础。

利用三维地震资料追踪富钾卤水储层

江陵盐盆在石油勘探中陆续发现了多处富钾卤水,其卤水中KCl含量达到17～19g/L,在对卤水层勘查中,尝试利用地球物理资料进行富钾卤水层追踪。勘查的方法为:首先由卤水层段伽马与波阻抗交会图得出卤水层的波阻抗特征,进而利用三维地震资料对卤水层进行识别与追踪,并最终圈定富钾卤水层分布范围。江陵凹陷沙市组卤水层勘查实践表明,充分利用石油勘探资料,特别是钻井和地震资料,有望取得找钾的新突破。

同层型气钾复合矿藏的形成机理浅析:以四川盆地磨溪背斜中三叠统雷口坡组富钾卤水矿为例

四川盆地中三叠统雷口坡组中发育多种类型的钾盐矿藏,是我国找钾的重点目标层系。磨溪气田雷口坡组地层卤水富含K、Li、Br、B元素,定性为中低矿化度KCl、LiCl、Br^(-)、B_(2)O_(3)等超标的优质化工原料水,显示出较好的钾盐勘探前景。地震资料解释结果表明,磨溪气田雷口坡组一段的第一亚段(雷一^(1))顶面表现为一个完整的长轴背斜形态,断层不发育。富钾卤水发育在背斜的翼部,而天然气则占据了背斜的核部,二者共同贮存在雷一^(1)亚段溶蚀孔洞发育的滩相白云岩中,构成了典型的同层型气钾复合矿藏。借鉴含油气系统的概念,将富钾卤水的形成、聚集及后期保存等影响卤水型钾矿形成全过程的各种因素总结归纳为6大关键要素,即钾的物质来源,储层物性、封盖条件、圈闭条件、运移方式和保存条件。在乐山—龙女寺古隆起形成和演化的背景下,确定构造圈闭形成时间,分析优质储层发育有利因素以及后期保存条件,并按照各要素在时空上的搭配关系,动态地分析雷口坡组同层型气钾复合矿藏的形成过程。烃类物质和卤化物都是地下水所含的特殊物质,在地下水动力场的作用下,地层水在雷口坡组内部向着川中地区的继承性发育的古构造高点——磨溪背斜持续运移。被运移而来的由蒸发浓缩的古海水和石膏脱水形成的初始富钾地层水不断捕获下伏绿豆岩释放的钾离子,使得钾离子二次富集成藏。在地层水运移和气藏压力的共同作用下,形成气在上、富钾卤水在下的复合矿藏。长期继承性发育的古隆起不仅是油气聚集的有利部位,亦是二次运移、聚集的富钾卤水矿藏发育部位。本次研究成果为四川盆地及其他类似盆地的“气钾兼探”工作提供了一种新的方法和思路。

四川盆地成都盐盆富钾卤水品质及其勘查开发

成都盐盆富钾卤水赋存于四川盆地中三叠统雷口坡组第四段(T2L4)含盐系的碳酸盐岩储层中。富钾卤水K+、B3+含量异常高,分别达56.27g/L和4994mg/L,超过海水钾矿沉积阶段含量,并超过综合利用和单独开采工业品位,为世界罕见的液态钾硼矿资源。

江陵凹陷盐隆构造体系对富钾卤水储层分布特征的影响

江陵凹陷古新统沙市组及新沟嘴组均沉积有大量含盐岩层系,受喜马拉雅运动影响,形成各类盐隆构造。为了厘清江陵凹陷富钾卤水的分布特征,重点研究了江陵凹陷的地层、断裂、构造分布特征,探究盐隆构造体系对富钾卤水分布特征的影响。通过剖析江陵凹陷盐构造形成及演化特征,认为盐隆构造控制的次级凹陷形成于盐层沉积的不同阶段,汇集不同阶段的卤水,成为盐类聚集的关键场所。江陵凹陷卤水钾离子主要来源于与断裂相伴的火成岩。富钾卤水重点分布于新沟嘴组下段及沙市组中,其卤水储层包括砂岩储集层(李家台地区)、火山岩储集层(沙市地区、范家台地区)及破碎带储集体(南岗地区)。高矿化度富钾卤水在江陵凹陷内广泛分布,具有较大的勘探潜力。

深层富钾卤水类型、勘查技术方法及工业指标建议

为修订完善现行《盐湖和盐类矿产地质勘查规范》(DZ/T0212-2002)有关深层卤水的勘查类型、勘查技术要求及工业指标等内容,作者系统收集了近年来富钾深层卤水的勘查成果及研究资料,并进行归纳总结。根据卤水的赋存条件,对深层卤水类型进行了分类,划分为孔隙型、孔隙-裂隙型和溶蚀孔洞-裂隙型三种勘查类型;针对不同卤水矿类型及已有工作程度提出了“油钾兼探”及开展专项勘查评价两种工作方法;总结了近年来对深层富钾卤水工业指标论证成果,确定深层富钾卤水矿一般工业指标:边界品位为KCl≥0.3%~0.5%,最低工业品位为KCl≥0.5%~1.0%。该成果已应用到规范修订中。

有机溶剂法结晶分离富钾卤水中钾盐的研究

选用3种有机溶剂甲醇、乙醇和丙酮作为沉析剂,以淡水浸取的东台吉乃尔盐田钾盐矿所得的富钾卤水为试验原料,进行了有机溶剂沉析结晶分离富钾卤水中钾盐的研究。研究表明3种溶剂均能分离出富钾卤水中的钾盐,其中甲醇的分离效果优于乙醇和丙酮,当甲醇与富钾卤水体积比为1.5∶1时,甲醇分离提取富钾卤水中钾离子的析出率最大为87.38%,同时结晶分离所得钾盐中钾离子的收率高达81.79%。

罗布泊富钾卤水矿床地球化学空间分布特征

罗布泊是我国最重要的成盐成钾盆地之一,富钾卤水资源丰富。在14年的工业开采过程中,不同矿层卤水的地球化学特征持续处于变化中。为了加强对不同矿区富钾卤水的地球化学空间分布特征的认识,合理开发利用卤水资源,本文应用克里金插值法,对2017年采集的89个常观孔卤水样品进行了空间分析,绘制了K+、Cl-、Na+、Mg2+、Li+、B3+、SO42-等值线图,并对其空间分布特征进行了综合分析,结果显示:K+、Cl-、Mg2+、Li+、B3+等离子具有较为一致的分布趋势,其高值区主要分布在罗北凹地及腾龙矿区北部,低值区主要分布于罗北凹地北部及矿区西南部,而SO42-分布趋势则相反;由于受周缘地区淡水补给的影响,矿区西南部、北部及东南部出现淡化现象,但是淡水只影响到W1、W2层,W3层未见明显淡化现象;2017年罗布泊矿区K+平均含量为8.83g/L,除受淡水影响区域外,矿区内大部分地区样品KCl品位均高于1%的工业单独开采品位,与开采前KCl品位相比,目前罗北凹地W1储层KCl平均品位约下降了9.7%左右。

地震勘探在四川盆地富钾卤水资源评价中的应用效果分析

在四川盆地的石油勘探中发现其深部三叠系海相地层含有富钾卤水,钾品位异常高;这些卤水本身就是潜在的钾盐资源,具有良好前景。文章把卤水储层作为一种特殊的含流体沉积储层,利用石油勘探中的成熟技术——地震勘探,比如地震资料储层预测及流体识别技术等,对四川盆地的三叠纪盐盆典型储卤构造进行地球物理综合解释与储层预测工作,初步掌握了四川盆地的富钾卤水储层的地震波场响应特征,建立了主要利用地震资料进行富钾卤水储层预测的预测模式,并在实际应用中取得了较好的效果。