阿曼盆地A区白垩系泥岩充填型碳酸盐岩溶蚀沟谷识别技术

利用地震、钻井及测井等资料,结合地震正演模拟和地震属性,对阿曼盆地A区白垩系泥岩充填型碳酸盐岩溶蚀沟谷的地震反射特征及其展布规律进行了详细研究,并对该区油气成藏模式进行了刻画。研究结果表明:①阿曼盆地A区西部—中部发育1个泥岩充填型溶蚀沟谷体系,其在地震上表现为同相轴下凹、间断、弱振幅反射等特征,且地震资料可识别出深度大于3 m、宽度大于10 m的沟谷。②通过优选地震属性,发现研究区的欧拉曲率属性能更好地压制密集断层的影响,对溶蚀沟谷的识别效果优于相干属性和曲率属性。③新识别技术发现了一系列溶蚀沟谷-泥岩充填遮挡的复合型圈闭,面积共计80.66 km2,且新钻井揭示了其良好的油气显示,证实了该技术的可靠性。

白云岩溶蚀的热力学分析与次生孔隙带预测--以三塘湖盆地二叠系芦草沟组二段致密凝灰质白云岩为例

针对三塘湖盆地二叠系芦草沟组二段致密凝灰质白云岩,研究其次生孔隙发育带的纵向分布规律与地质成因,利用热力学方法预测次生孔隙发育带横向展布。三塘湖盆地马朗—条湖凹陷纵向上存在3个次生孔隙发育带,主要是干酪根脱羧形成的有机酸和黏土矿物转化产生的无机酸共同溶蚀储集层而成。通过计算盆地内不同温度和压力条件下各种矿物溶蚀反应的自由能增量,并结合芦二段岩相分布,预测芦二段白云岩次生孔隙发育带的横向展布。计算结果表明,马朗—条湖凹陷深层白云石最易溶蚀,芦二段凝灰质白云岩溶蚀形成次生孔隙,其中马朗—条湖凹陷中央为有利溶蚀带,与半深湖—深湖相优质烃源岩重叠,有利于致密油聚集。

添加有机物料对岩溶系统中碳转移及灰岩溶蚀的影响研究

以贵州茂兰一种灌丛土壤和一种农业用地土壤为研究对象 ,设置了添加和不添加有机物料处理 ,进行了岩溶作用与土壤碳转移的模拟试验。结果表明 ,土壤 CO2 呼吸排放、土壤淋滤液 HCO- 3排泄及灰岩溶蚀均响应于有机物料的添加。对于无机离子 Ca2 +、Mg2 +来说 ,在不添加有机物料情况下 ,其淋出过程表现为一个较高的活跃可迁移库的释放过程及随后较低风化淋滤的稳定释放过程。在添加有机物料条件下 ,分解释放的 Ca及 CO2 产生的 HCO- 3的排释滞后于土壤呼吸 15天以上。添加有机物料下 ,灰岩溶蚀量均有一定幅度的提高 ,但 Ca(Mg)及 HCO- 3的排释大大增强 ,这一方面表明生物可利用性的碳源的加入促进了系统中岩溶作用 ,并强烈驱动土壤中可交换 Ca、Mg的排释 ;另一方面 ,由于土壤中因呼吸增强而形成的高 CO2 在湿润条件下溶解成为 HCO- 3- C排泄 ,而大大促进土壤碳转移的汇效应。本文的研究结果说明 ,自然土壤因植被的破坏或林地转变为农地 ,可能使岩溶系统的汇效应减弱。

桂林市毛村流域碳酸盐岩溶蚀实验研究

以桂林市毛村流域灰岩、白云岩为样本,利用自主设计的实验装置进行了以岩性、温度、水动力条件和p H值为单一变量的4个系列的溶蚀实验,进一步探究了影响研究区碳酸盐岩溶蚀的主要因素,得到变量与溶蚀量之间的定量关系。实验结果为研究区碳酸盐岩动力学及岩溶发育分析提供了有力的理论依据。

应力溶蚀耦合作用下灰岩溶蚀的试验研究

通过应力溶蚀耦合试验仪器的研制,解决了溶蚀试验时酸性溶液对仪器腐蚀的问题,实现了试验的要求,且试验仪器操作简单,试验效率较高,为试验研究的展开提供了有效手段。通过开展应力—溶蚀耦合作用下灰岩溶蚀机理的试验研究,证明应力对灰岩的溶蚀作用有着促进作用。将试验结果与理论推导式输出值进行对比,发现试验数据溶蚀速率比均大于理论推导值,通过分析认为原因是理论推导式中未考虑固液接触面积的变化对灰岩溶蚀的影响。

钙质砂砾岩溶蚀地层下高强度固结灌浆施工

观音岩电站左岸坝段固结灌浆最大孔深达30m，2012年全年完成固结灌浆20万米，工程量大，工期紧。通过优化施工方案、加强现场施工管理，在保证工程质量的前提下加快施工进度，掌握钙质砂砾岩溶蚀地层下固结灌浆合理的施工工艺措施，为以后的类似工程施工提供借鉴。

我国西南岩溶区土壤侵蚀强度分级标准研究

中国西南岩溶区碳酸盐岩成土物质先天不足，沿用水利部颁布的SL190--1996《土壤侵蚀分类分级标准》，显然与岩溶区的实际情况不适应。在分析影响西南岩溶区碳酸盐岩风化成土因素的基础上，收集相关的资料、数据和图层，估算西南岩溶区碳酸盐岩的风化成土速率，并将成土速率作为土壤允许流失量，厘定西南岩溶区土壤侵蚀强度的分级标准，结果表明，微度、轻度、中度、强度、极强度和剧烈侵蚀标准分别为〈30、30—100、100～200、200～500、500～l000、〉1000t／（km2·a）。根据西南岩溶区土壤侵蚀过程的基本特点，对该地区以后的水土保持工作提出以下建议：1）抓住土壤侵蚀过程关键环节重点防治，2）不同岩溶石漠化区采取不同水土保持对策，3）积极推进生物篱技术，4）加强岩溶区土壤改良技术研究，提高基本农田的生产效率。

区域碳酸盐岩溶蚀作用碳汇通量估算初探：以珠江流域为例

在长时间尺度上,碳酸盐岩的形成对地质历史时期大气CO2产生巨大的碳汇效应,同时碳酸盐岩在全球分布面积的巨大及对气候变化响应的敏感,使碳酸盐岩溶蚀、吸收大气/土壤CO2的岩溶过程积极参与现代全球碳循环,并发挥重要作用,已有的研究结果显示这一碳汇的通量约占全球"遗漏汇"的12.00%～35.29%.以珠江流域为例,在综合考虑影响岩溶作用及产生碳汇因子的基础上,收集已有数据,以典型地点的石灰岩溶蚀速率、年降水量、土壤呼吸速率和NPP建立回归方程,并以GIS为研究平台,结合研究区内碳酸盐岩类型的分布,估算研究区内因碳酸盐岩溶蚀作用对大气CO2汇的通量.结果表明,珠江流域年溶蚀量为1.54×107tCaCO3/a,折合碳为1.85×106tC/a,试图从原位典型点的监测数据,探索区域尺度岩溶作用碳汇估算方法.

硫酸对典型岩溶流域碳酸盐岩溶蚀及碳循环意义：以广西平果岩溶流域为例

为探讨硫酸参与碳酸盐岩的溶蚀过程和对碳循环的影响，选择广西西南部平果县西南部右江中游以西典型岩溶流域，利用流域地表水和地下水水化学及碳同位素（δ13CDIC）探讨了流域水化学特征及其主要影响因素，并利用水化学计量法对硫酸溶蚀碳酸盐岩的比例和对HCO3-离子的贡献比例进行了定量计算。结果表明：1）研究区水化学类型为HCO3-Ca型，Ca2＋和HCO3-是地下水和地表水最主要的阳离子和阴离子，水化学特征主要受碳酸盐岩化学风化作用的控制；2）地下水和地表水δ13CDIC值介于-5.90‰^-16.62‰之间，大多数水样[Ca2＋＋Mg2＋]与[HCO3-＋SO2-4]当量平衡，[Ca2＋＋Mg2＋]/[HCO3-]当量比值介于0.86~1.31之间，平均值为1.13，大部分大于1，表明除碳酸外，硫酸也参与了溶蚀碳酸盐岩；3）硫酸溶解碳酸盐岩对地下水（Ca2＋＋Mg2＋）和HCO3-的贡献比例分别为0~46.88%和0~30.62%，平均贡献比例分别为20.08%和11.81%；对地表水（Ca2＋＋Mg2＋）和HCO3-的贡献比例分别为14.67%~67.65%和7.92%~51.11%，平均贡献比例分别为38.88%和26.35%，显示了硫酸显著地参与了流域碳酸盐岩的溶蚀。硫酸参与流域碳酸盐岩的溶蚀改变了区域碳循环，这是全球碳循环模型应考虑的一个重要环节，不能被忽视。

基于生态参数的岩溶峰丛区石灰岩基岩表面溶蚀率遥感反演

为了探索岩溶峰丛区生态参数与石灰岩基岩表面溶蚀率的相关性,用相关生态参数反演土层下石灰岩基岩表面的溶蚀率,从而间接估算其变形。选择桂林丫吉村岩溶峰丛区为研究区,以Landsat5 TM多光谱数据为信息源,提取归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、地面温度及土壤湿度等遥感参数;运用SPSS统计软件对这3种参数分别与石灰岩溶蚀率进行了相关分析,确定其相关系数分别为-0.91,0.85及0.93;在此基础上,通过逐步回归分析,建立了运用NDVI估算植被覆盖下石灰岩表面溶蚀率的遥感反演模型。结果表明:NDVI与石灰岩溶蚀率相关性最大,所以植被信息是石灰岩表层基岩溶蚀的主要间接标志;溶蚀率与NDVI指数存在线性关系,因此只要已知研究区其他地区的NDVI指数,即可估算出该地区的石灰岩基岩表面溶蚀率。

溶蚀丘陵型岩溶流域概念性水文模型及其应用

为弥补传统概念性水文模型在岩溶水文模拟上的缺陷,基于三水源新安江模型,采用多个线性水库表达岩溶地下系统的异质性,同时引入流域虚拟面积系数修正岩溶流域的非闭合性。将改进的概念性水文模型应用于湘中南典型溶蚀丘陵型岩溶流域,并在此基础上探讨岩溶流域非闭合性的动态变化。研究结果表明:①改进模型的日径流模拟精度提高11.21%,水量平衡误差及低水误差分别降低23.29%、27.64%;②岩溶地下汇流系统的多向性导致流域非闭合状态具有双重性;③地下汇流面积与时段降雨量呈正相关,然而受地下饱和程度的制约,地下汇流面积的变化率随时段降雨量的增大而减小;④由于岩溶地貌的蓄水滞水作用,地下流域受外侧补给的过程存在滞后性。模型的改进与拓展研究可为岩溶水文模拟提供新思路。

溶蚀洼地岩溶塌陷区钻孔桩施工技术探讨

黔桂铁路贵州段站前2标峰洞四线大桥位于峰洞车站内,是为穿越车站内溶蚀洼地岩溶塌陷区而设计的。本文介绍在岩溶塌陷区钻孔采用的“套内钢护筒、补水、回填堵漏”的处理方法,对水下混凝土灌注过程的流失采用“加深导管埋深、加大初存量、勤观测”的方法进行处理,实践证明是行之有效的,可供处理同类问题时参考。

中国西南岩溶区土壤允许流失量及防治对策

中国西南岩溶区碳酸盐岩成土物质先天不足，沿用1997年水利部颁布的《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190—96），显然与岩溶区的实际情况不相适应。在分析影响西南岩溶区碳酸盐岩风化成土因素的基础上，收集了相关的资料、数据和图层，估算了西南岩溶区碳酸盐岩的风化成土速率，并将成土速率作为土壤允许流失量，重新厘定西南岩溶区水土流失强度的分级标准，微度、轻度、中度、强度、极强度和剧烈分别为〈30、30～100、100—200、200—500、500—1000、≥1000t／（km2·a）。同时根据西南岩溶区水土流失过程的基本特点，对该地区以后的水土保持工作提出4点建议：抓住水土流失过程关键环节重点防治；不同岩溶石漠化区采取不同水土保持对策；积极推进生物篱技术；加强岩溶区土壤改良技术研究，提高基本农田的生产效率。

人类活动影响下岩溶地下河水-岩作用强度时空差异分析

为探讨人为来源的硫酸和硝酸进入地下河系统后产生的水-岩作用时空差异,以受城镇排污和工农业活动影响的广西南丹县里湖地下河流域为研究对象,分别于2014年5月、10月及2015年1月、7月对里湖地下河水化学进行监测并分析其δ^(13)CDIC组成,结果表明:1里湖地下河流域为HCO_3-Ca型,受控于碳酸盐岩的自然风化溶解和人为产生的城镇污水、工业废水和农用肥料的影响,各离子浓度在旱季大于雨季,空间上从上游到下游整体呈现波动下降的趋势;2地下水[Ca^(2+)+Mg^(2+)]/[HCO_3~–]当量比值在1.12~1.56之间,[SO_4^(2–)+NO_3~–]/[HCO_3~–]比值在0.11~0.50之间,揭示硫酸、硝酸参与了水-岩作用;3根据水化学方法计算得出碳酸溶蚀碳酸盐岩的比例介于28.04%~78.55%之间,平均为50.01%,溶解能力最强为下游的小龙洞处,季节上,在2014年5月其溶蚀能力均较弱,受多种因素影响,在流域的不同区域,碳酸溶蚀的最大强度出现在不同季节;硫酸和硝酸溶蚀碳酸盐岩的比例介于21.45%~71.96%之间,平均为49.71%,在农业活动的影响下,其溶蚀能力最强出现在2014年5月,受人类活动强度和水体自净作用的综合影响,其溶蚀强度总体上表现为中游农业活动区域>上游城镇和工业排污区域>下游人为活动较少干扰区域;4地下水δ^(13)C_(DIC)分布在–10.74‰~–4.34‰之间,平均为–7.36‰,由δ13CDIC估算出的碳酸溶解碳酸盐岩形成的DIC的比例在34.32%~84.96%之间,2014年5月的农耕季节所占比例较低,与水化学方法估计出的结果一致,共同指示了农业活动对碳酸溶解碳酸盐岩的干扰。空间上,在流域水体CO_2脱气和水生植物代谢过程的扰动下,两种估算结果的响应受到干扰,还应根据具体情况,将水化学划分方法和同位素混合比例方法相结合,相互检验。

风云1井抑制碳酸盐岩结晶钻井液技术研究

研究了一套抑制碳酸盐岩结晶的高密度水基钻井液体系及现场复杂防控钻井液技术,安全钻进至完钻井深,全程无事故,不仅消除了低温下盐结晶对井控装备的影响,且阻止了井下盐岩溶蚀的进一步恶化,将有助于玛湖凹陷咸湖沉积环境页岩油的勘探开发。

基于物理模型的溶蚀孔洞体积定量雕刻影响因素研究

溶蚀孔洞作为目前塔里木盆地碳酸盐岩储层主要的储集空间和勘探目标,定量计算其体积大小意义重大。针对基于地震反演结果的碳酸盐岩溶洞定量雕刻问题,设计了不同大小孔洞和不同充填物孔洞物理模型,在物理模型实验资料的基础上研究了孔洞大小和不同充填物对孔洞定量雕刻误差的影响;并通过在叠前道集资料上添加不同程度的随机噪声,分析了噪声对溶洞定量雕刻误差的影响。研究表明:孔洞越大,孔洞体积雕刻误差越小;孔洞内填充介质速度越低,孔洞体积雕刻误差越大;噪声的影响总是趋于缩小孔洞响应的体积,噪声越大,影响越明显。

模拟污水对碳酸盐岩的溶蚀作用及其潜在的环境意义

碳酸盐岩是个巨大的碳源和钙源,在地球表面分布极广。随着近年来污水排放量的增加,对地表碳酸盐岩的溶蚀产生重大影响。为研究污水对碳酸盐岩的溶蚀作用及其环境效应,利用原子吸收分光光度计、pH计、酸滴定法、扫描电子显微镜-能量扩散X射线谱仪和X-射线粉晶衍射等,分别测定反应体系中的金属离子浓度、pH值、HCO3-浓度、碳酸盐岩被溶蚀前后表面形态和组分变化等指标。研究发现,模拟污水(含有几种重金属离子、H2PO4-、NH4+、脲和土壤微生物等)对碳酸盐岩的溶蚀结果有显著差异,如模拟污水对碳酸盐岩有强烈的溶蚀作用,使其释放更多的Ca和C;低浓度Pb(NO3)2溶液对碳酸盐岩溶蚀表现为吸收CO2;高浓度的Pb(NO3)2、CuCl2、CuSO4和土壤微生物扩增溶液对碳酸盐岩溶蚀表现为释放CO2;重金属盐溶液和复合污水对碳酸盐岩溶蚀后有次生矿物生成等。

混积条件下有机酸-矿物溶蚀模拟实验

为探究混积条件下储集层矿物的溶蚀规律,为以陆源碎屑为主的混积型储集层的勘探开发提供理论依据,设计了一组递增温、压条件下,Ⅱ_(1)型干酪根所排有机酸与混合样品(钾长石、钠长石、方解石、白云石、安山岩、流纹岩)的水岩溶蚀模拟实验。通过对样品溶蚀前后的扫描电镜特征、质量损失率以及反应液中离子浓度变化的分析,明确了混积条件下样品中主要矿物成分的溶蚀特征。结果显示,混积条件下温度低于250℃时,主要为碳酸盐矿物溶蚀;温度达到250℃时,主要为长石矿物的溶蚀,钾长石的溶蚀比例与钠长石相当。钾长石在190~250℃区间内溶蚀比例增量达到2.64%,大于钠长石的1.91%,说明钾长石在深埋条件下有更大的溶蚀速率与增孔潜力。

喀斯特小流域地表水碳酸盐系统化学平衡对酸性矿山废水的缓冲作用

Revelle因子不仅能反映弱碱性水体对吸收大气CO_(2)的缓冲能力,还能体现水体酸化过程中CO_(2)去气对H^(+)的缓冲作用。本研究通过对多个缓冲因子的分析,探讨喀斯特中高硫煤矿区地表水碳酸盐系统对酸性矿山废水的缓冲作用,有助于进一步理解喀斯特地区流域水体中DIC循环过程和CO_(2)源汇关系特征。结果表明,地表水碳酸盐系统内车田河流域Revelle因子变化区间在1.00~51.96之间,能有效揭示地表水碳酸盐系统内CO_(2)去气对H^(+)的缓冲过程,其敏感区间为pH=7.0~8.38的弱碱性水体。γDIC、βDIC、ωDIC、γAlk、βAlk、ωAlk等缓冲因子是基于pH和DIC浓度的二元方程。这些因子进一步细化了CO_(2)(aq)、H^(+)和CO_(3)^(2-)等组分对DIC浓度和碱度的相对变化关系。在pH>7.0的DIC碳酸盐体系内,6个缓冲因子对水体酸化过程中碳酸盐组分的动态转化具有很好的响应。当pH<7.0以后,水−气界面和水−岩界面的碳传输过程增强,当CO_(2)去气过程占主导,则缓冲因子绝对值变大;当H^(+)对碳酸盐岩溶蚀过程占主导,则缓冲因子绝对值变小。