准噶尔盆地阜康凹陷二叠系上乌尔禾组油气勘探突破与启示

准噶尔盆地阜康凹陷康探1井区二叠系上乌尔禾组亿吨级储量的落实,展现了阜康凹陷深层油气良好的成藏条件和巨大的勘探潜力。为总结阜康凹陷上乌尔禾组的勘探经验与理论认识,指导其他富烃凹陷碎屑岩领域下凹勘探,依托井资料、储集层岩石薄片、孔渗分析以及试油资料等,对阜康凹陷上乌尔禾组下凹勘探突破进行系统分析。阜康凹陷周缘凸起带和斜坡区油气主体为烃源岩成熟阶段早期的产物,烃源岩高熟油气主要富集在凹陷区;阜康凹陷上乌尔禾组受沉积期古地貌的控制,发育退覆式沉积低位域砂体,形成了古凹槽区叠置连片规模储集体;凹陷区普遍存在超压,有利于深埋砂岩原生孔隙的保存,还有助于微裂缝的形成,提高储集层渗流能力,增加深埋储集层的有效性。阜康凹陷上乌尔禾组受到芦草沟组烃源岩晚期高熟油气的充注、退覆式沉积的规模成砂以及超压作用的保孔增渗,具备规模增储的勘探潜力。

新疆阜康抽水蓄能电站项目简介

2023年11月25日,由中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司(以下简称“西北院”)牵头,联合水电三局、十五局联营体EPC总承包的我国西北地区首台抽水蓄能机组——国家电网新疆阜康抽水蓄能电站1号机组正式投产发电。阜康抽水蓄能电站是新疆新型电力系统的重要组成部分。项目投运后可为西北地区电网提供容量大、速度快的“超级充电宝”.

新疆阜康矿区四工河区块煤储层敏感性分析

为研究新疆阜康矿区四工河区块煤层气开采过程中渗透率对煤储层的损害程度,对该区A2和A5煤层开展了应力敏感性、速敏性、水敏性、酸敏性、碱敏性实验。结果表明:研究区储层具有中等偏强的应力敏感性、速敏性和偏弱的水敏性、酸敏性和碱敏性;伤害储层的主因为应力敏感性与速敏性;净围压的增大导致煤样塑性变形,随入口压力增加,煤样渗透率急剧下降。

新疆阜康抽水蓄能电站工程上水库渗流三维有限元分析

为分析各水位工况下阜康抽水蓄能电站上水库坝体及坝基渗流场,获得坝体和坝基的位势分布、库区渗透流量等要素,根据工程坝址区地质、地形条件,建立渗流三维有限元模型并进行计算。计算结果表明,由于全库盆混凝土面板防渗方案库盆四周均布置了混凝土面板,库周和库底混凝土面板底下分别设有透水性较强的无砂混凝土垫层和碎石垫层用以排水,库区地下水位低于库盆防渗面板及其底下垫层。因此,无砂混凝土垫层和碎石垫层及其库底回填区和上部岩体均处于非饱和状态,不会直接作用在防渗结构上,因此库周及库底混凝土面板的抗浮安全性可以得到保证,本方案技术上是合理的。

新疆阜康抽水蓄能电站工程扰动区灌草丛群落结构特征

于2022年,在新疆阜康抽水蓄能电站开工建设5 a后,对电站工程扰动区次生植被的物种组成、群落结构、生活型及物种多样性进行调查与分析。结果表明,次生植被主要由稀疏灌草丛组成,有麻叶荨麻、叉子圆柏、卫矛、狭叶锦鸡儿、山刺玫等5个典型群落,共分布有33科45属共56种植物。其中灌木19种,隶属于14科17属;草本植物47种,隶属于23科28属。灌木植物以豆科和蔷薇科为优势科,而草本植物以禾本科、菊科和罂粟科植物偏多。麻叶荨麻和山刺玫灌草丛的物种数最多,二者为该区域的优势灌草丛;且这2种群落的Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)相对较高,但分布最均匀的是卫矛灌草丛。生活型组成以地面芽植物和1年生草本植物为主,占比分别达到64.29%和37.5%。区系组成以亚洲温带分布类型最多,占比达42.22%。研究结果可为水电工程扰动后生态恢复中先锋物种的遴选及次生植被的更新、演替和稳定进化研究提供参考。

准噶尔盆地阜康断裂带上盘二叠系芦草沟组页岩油地质特征及勘探潜力

利用露头、岩心薄片及地球化学分析资料,对准噶尔盆地阜康断裂带上盘二叠系芦草沟组的岩性、沉积古环境、烃源岩评价及分布特征进行了研究,并探讨了成藏模式。研究结果表明:(1)阜康断裂带芦草沟组发育砂岩、泥页岩、碳酸盐岩等多种岩性,以灰黑色、黑色油页岩为主,厚度为200~600 m,见碳酸盐岩与泥页岩互层,碳酸盐岩夹层中可见沥青、油迹。(2)研究区芦草沟组沉积时期为半深湖—深湖相,气候以干热为主,间歇性出现温湿气候,古水体为微咸水—咸水;博格达山北麓为沉积湖盆的中心,具有更好的沉积和保存条件。(3)研究区烃源岩有机质丰度高,野外露头岩心Ro值为0.74%~1.28%,钻井岩心TOC值为0.92%~4.48%,主要为Ⅰ和Ⅱ1型,成熟度较高,生烃潜量大,S1+S2多大于20 mg/g,为成熟优质烃源岩;博格达山北麓比西侧烃源岩发育规模更大,成熟度更高,氯仿沥青“A”含量多高于1 200×10-6。(4)研究区芦草沟组油藏受控于圈闭和断层,北部高陡带油藏多出露地表,遭受破坏,以稠油为主,中部鼻隆带构造稳定,发育8处圈闭;中部鼻隆带油藏表现出自生自储、多期充注的特征,区域内东南部为页岩油勘探的“甜点”区。

准噶尔盆地阜康凹陷及周缘凸起区的原油成因与分布

为进一步厘清准噶尔盆地阜康凹陷及周缘凸起区原油成因及其分布规律,基于最新烃源岩、原油有机地球化学和油气勘探资料,评价了各套烃源岩的地球化学特征,划分出4种成因原油类型,明确了原油与相应烃源岩的亲缘关系,查明了不同成因原油的空间分布。研究结果表明,Ⅰ类原油源自中二叠统芦草沟组烃源岩,主要分布在沙南、北三台、三台等油田和阜康凹陷深层二叠系—三叠系;Ⅱ类原油源自阜康凹陷下侏罗统八道湾组烃源岩,分布于沙北油田、阜北斜坡、阜东斜坡及该凹陷内侏罗系;Ⅲ类原油来自二叠系与侏罗系烃源岩的混合,分布于彩南油田、彩南西区块、北三台凸起西斜坡侏罗系;Ⅳ类原油源自石炭系松喀尔苏组B段烃源岩,主要以出油点的形式分布于阜康凹陷与相邻凸起。阜康凹陷二叠系生成的油气聚集在自身及下三叠统相对优质储盖组合中,勘探潜力大。

准噶尔盆地阜康断裂带二叠系芦草沟组页岩油成藏条件

准噶尔盆地阜康断裂带地处盆地前陆冲断带,构造复杂,勘探开发潜力大。通过烃源岩有机地球化学测试、铸体薄片鉴定、扫描电镜分析等对准噶尔盆地阜康断裂带二叠系芦草沟组页岩油成藏条件进行了分析。研究结果表明:①阜康断裂带二叠系芦草沟组烃源岩有机质丰度高,TOC质量分数平均为3.65%,有机质类型主要为Ⅱ_(1)型,R_(o)值为0.76%~1.41%,多处于成熟—高成熟阶段,为一套好—优质烃源岩。②研究区芦草沟组储层孔隙度平均值为5.12%,渗透率为0.02~2.69 mD,为一套低孔—特低孔、特低渗储层;储层岩石类型复杂,是以泥页岩、粉砂岩、碳酸盐岩为主的一套混积岩,脆性矿物质量分数平均为82.96%;储集空间类型包括粒间孔、晶间孔、溶蚀孔、有机质孔和微裂缝。③广覆式烃源岩、大面积连续分布的优势岩相以及有利的源储组合控制了研究区芦草沟组页岩油的富集成藏,形成了“源储紧邻的夹层型”与“源储一体的基质型”共存的页岩油富集模式,大龙口地区、小龙口—奇1井地区可作为下一步勘探开发的重点区域。

新疆阜康水库东方欧鳊生长特征研究

为了解新疆阜康水库东方欧鳊(Abramis brama orientalis Berg)的种群状况,促进其资源的合理开发,本文对2021年5月采集的45尾东方欧鳊样本的年龄组成和生长特征进行了研究。结果表明:东方欧鳊年龄组成为1+~4+龄,属于匀速生长类型,回归方程为W=0.0208 SL 3.0017;以退算体长拟合Von Bertalanffy生长方程,体长生长参数:生长系数为0.180、极限体长为43.0668 cm、理论生长起点年龄为-0.1795龄,体质量生长参数:生长系数为0.180、极限体质量为1672.0562 g、理论生长起点年龄为-0.1974龄;生长特征指数为5.811,拐点年龄为5.9龄。当种群生物量最大时,东方欧鳊年龄在4.4龄,因此建议其4龄起捕。

珍稀濒危植物阜康阿魏的遗传多样性及遗传结构

明确珍稀濒危小种群阜康阿魏(Ferula fukanensis)的遗传多样性和遗传结构,是对其制定有效的保护和管理策略的基础和前提。本研究基于10对多态性好且可以稳定扩增的SSR引物对来源于3个居群87个珍稀濒危植物阜康阿魏的遗传多样性和遗传结构进行分析。结果显示:小种群的阜康阿魏具有相对较高的遗传多样性,居群间Nei’s基因多样性指数(h_(S))为0.514,总的Nei’s基因多样性指数(h_(T))为0.516,观测杂合度(H_(o))为0.881,期望杂合度(H_(e))为0.512,香农信息指数(I)为0.836,多态位点百分率(P_(PB))为100%,遗传分化程度较低(F_(st)=0.007),95.9%的变异发生在居群内,遗传距离与地理距离无显著相关性,66.7%的居群遭遇了遗传瓶颈。结果表明,阜康阿魏遗传变异丰富,有较高的进化潜力。结合该种野外种群现状,建议建立保护区,开展就地保护,并加强引种和人工繁育等迁地保护措施,辅助阜康阿魏保育。本研究可为阜康阿魏植物资源保护提供理论支持,具有重要的理论和实践意义。

阜康凹陷上乌尔禾组层序格架建立及有利砂体分布

为明确新疆阜康凹陷上乌尔禾组砂体展布及勘探前景,结合野外露头、钻井资料、地震响应特征,利用高分辨率层序地层学划分方法,划分上乌尔禾组层序。通过物源及沉积体系分析,明确砂体垂向叠置及平面展布特征,刻画上乌尔禾组有利砂体目标。井震结合、单井-连井分析、系统搭建地层格架大剖面,识别层序地层等时界面,划分出一个长期旋回和3个中期旋回,明确了上乌尔禾组三分模式。受三大古凸控制、物源及沉积特征影响,乌一段以填平补齐方式发育在凹槽区,规模砂体叠置连片发育。结合高密度三维资料,识别有利目标,近一步扩大阜康凹陷勘探规模。

准噶尔盆地阜康凹陷芦草沟组烃源岩地球化学特征与生烃潜力研究

准噶尔盆地阜康凹陷作为盆地内最大的富烃凹陷,其烃源岩地球化学特征、沉积环境和生烃母质等研究不足,限制了对该区探明资源量较低问题的理解。基于阜康凹陷东斜坡新钻揭的烃源岩样品实验分析结果,对阜康凹陷芦草沟组源岩进行了地质地球化学分析研究。阜康凹陷芦草沟组烃源岩总体属于中—很好质量的烃源岩,有机质类型为Ⅱ—Ⅲ型,主体处于低熟—成熟演化阶段;生物标志物特征显示,芦草沟组烃源岩的有机质为陆源高等植物和水生菌藻类的混合,可能具有类杜氏藻的绿藻贡献,总体沉积于贫氧—次富氧、淡水—半咸水的间歇性分层水体环境中,泥岩沉积特征明显。阜康凹陷芦草沟组烃源岩平面上地球化学特征变化较大,阜中凹槽和阜北凹槽显示出更大的生烃潜力。

阜康断裂带中段三叠系克拉玛依组沉积微相及优质储层分布

处于勘探评价阶段的阜康断裂带中段三叠系克拉玛依组为中孔特低渗储层,沉积微相类型还不明确,优质储层的识别也存在难度,导致沉积微相对优质储层的控制亟待深入研究。综合利用岩心、岩屑、分析化验、地震、测井和试油试采资料,开展了岩心描述、沉积相类型识别及微相划分、单井、连井及平面互动的沉积微相分布演化特征和相控优质储层分布等工作。研究表明:1)据重矿物相对含量特征分布来看,稳定矿物类型的钛铁矿相对含量从南向西北逐渐减少,而极稳定矿物类型的白钛石和锆石相对含量则逐渐增多,表明研究区以南部物源为主。2)据岩心精细描述发现,克拉玛依组岩性可以分为5类,包括砂砾岩、含砾/中粗砂岩、含砾/粉细砂岩、泥质砂岩和泥岩,发育7种典型沉积构造。3)据岩心相、测井曲线响应和地震反射特征,研究目的层为辫状河三角洲沉积;工区主要发育三角洲前缘亚相,包括5种微相类型,建立了不同沉积微相的测井相模式;综合单井、连井和平面分析发现,5个砂组自下而上朵体范围与数量变化十分明显,自下而上朵体数量由少变多再变少,范围由小变大再变小的规律,其内部骨架砂体厚度和平面范围差异也较大。4)开展了沉积微相控制下孔、渗、饱参数分布研究,结合试油试采资料,综合确定了不同类别优质储层分布特征。

阜康凹陷二叠系多成因机制地层异常高压预测方法研究与应用

准噶尔盆地阜康凹陷深层勘探程度低,异常高压发育,成因机制多样,传统的钻前地层压力预测方法精度低,难以满足深层油气钻探工程需求。为此,通过分析该区域地层异常高压成因,根据不同高压成因引入地层压力成因修正因子对原伊顿公式进行改进,并建立三维地层压力预测模型。该方法在钻前地层压力预测中应用结果表明,其预测精度达到90%以上,能够满足油气勘探中深层或超深层地层压力预测精度需求。

深层特低孔—特低渗砂砾岩储层特征及主控因素——以准噶尔盆地阜康凹陷二叠系上乌尔禾组为例

以准噶尔盆地阜康凹陷F48、F49、F50、KT1和KT5井二叠系上乌尔禾组砂砾岩储层为研究对象,采用岩心薄片、扫描电镜观察、高压压汞分析和FMI测井成像等方法,分析深层特低孔—特低渗砂砾岩储层特征,结合优质储层发育主控因素预测有利勘探区。结果表明:阜康凹陷二叠系上乌尔禾组为特低孔—特低渗的砾岩和岩屑砂岩储层,填隙物少,砂质纯净;孔隙类型以原生粒间孔和溶蚀孔为主,储层毛细管压力曲线呈平台状;研究区压实作用强烈,溶蚀作用形成的大量溶蚀孔是改善储层物性的关键因素,埋深分别为4600和5140 m处发育两个溶蚀带,为油气运移提供良好通道,发育的有效裂缝为沟通流体的另一有利途径;泥质体积分数小于5%,溶蚀作用强且裂缝发育的地区为优质储层,优质储层沿KT1井鼻凸分布,面积约为507 km^(2)。该结果为阜康凹陷上乌尔禾组深层特低孔—特低渗储层及同类型油藏的勘探开发提供参考。

准南阜康区块煤层后生生物成因H_(2)S的发现与成因机制

随着排采的进行准南东段阜康区块煤层气井产出的煤层气中H_(2)S浓度呈现逐渐增加的趋势,对安全生产构成严重威胁。基于煤层气勘探开发资料,结合实验室厌氧发酵实验,对该区块排采阶段煤层H_(2)S的异常原因进行初步探讨。煤层气勘探阶段含气量测试结果表明,煤层气原始气体中H_(2)S含量低,最高仅为2.152×10^(−6);排采初期并未出现H_(2)S浓度异常现象,但随着排采的进行,部分井出现异常,如13号井在排采7 a后H_(2)S含量异常增加,高达700×10^(−6)。灰色关联分析表明,H_(2)S的浓度与煤层气井的产水量和水质密切相关,当地下水的补给带来充足的营养物质供给菌群代谢时,就会促进H_(2)S的产出。由该区煤和排采水作为发酵基液构建的厌氧发酵系统表明,H_(2)S的产量与发酵液中SO_(4)^(2−)含量成反比、与HCO_(3)^(−)含量成正比;CH4的产气高峰滞后于H_(2)S,且累计生成量显著低于H_(2)S,而由该区的煤与蒸馏水作为发酵基液构建的厌氧发酵系统则以产CH4为主,仅生成微量的H_(2)S,说明H_(2)S是硫酸盐还原菌以CH4为电子供体还原SO_(4)^(2−)生成的;发酵液中小分子有机酸含量的不断减少说明硫酸盐还原菌同样利用了有机酸为电子供体还原SO_(4)^(2−)生成H_(2)S。因此,现场生产资料和实验室厌氧发酵结果表明该区H_(2)S是由煤层水中的SO_(4)^(2−)被硫酸盐还原菌还原生成。这种排采阶段生成的生物气与以往人们认为的原生和次生生物气都不相同,将其称为后生生物气,其中的H_(2)S称为后生生物H_(2)S。排采过程中后生生物气的生成进一步说明人工干预下的煤层气生物工程实施的可行性。

阜康地区夏季短时强降水时空分布特征

利用阜康地区气象自动站2013—2021年夏季逐小时降水量资料,分析了研究区夏季短时强降水过程(一天中有一个或以上的小时降水量≥10 mm)的时空分布特征。结果表明:阜康夏季短时强降水总体呈现随海拔高度升高,发生频次增多的特征,在水平和垂直空间上的分布呈现明显的不均衡性;受阜康特殊地势的影响,山区短时强降水空间分布特征与夏季洪水发生规律基本一致、呈现西多东少的特点,平原地区呈现南多北少的特点;时间分布上,8月中旬是研究区短时强降水最为活跃的时期,其中山区降水日变化呈双峰型分布,18:00—次日03:00(北京时,下同)为降水活跃期,主峰和次峰分别在02:00和21:00,与天山北坡累计降水量高值时段出现在夜间,且自西向东降水量的单峰形态有向双峰结构演变的趋势结论一致;平原短时强降水主要时段在19:00—24:00,为单峰型,峰值出现在22:00;20 mm以上的极端短时强降水过程集中出现在6月下旬和8月中旬。

准噶尔盆地阜康凹陷深层侏罗系砂岩储层差异性成岩演化与烃类充注

储层有效性及成因机理是制约目前深层油气勘探的关键地质问题。本文以准噶尔盆地腹部阜康凹陷下侏罗统三工河组砂岩为研究对象,利用岩石薄片、SEM(扫描电子显微镜)、稳定碳和氧同位素、流体包裹体等研究手段,分析储层成岩演化与烃类充注的动态关系,对深层储层有效性及形成过程进行研究。研究发现:三工河组储层主要由富塑性岩屑极细—细砂岩和相对富刚性颗粒中—粗砂岩2类岩石组成,它们在储层砂岩段内相互成层出现,在成岩演化和油气充注方面表现出很大的差异性。在储层深埋成岩过程中,富塑性岩屑极细—细砂岩以泥质塑性岩屑强烈机械压实和新生变形作用为特征,在第一期石油充注之前已变为致密储层,同期和后期烃类均不能充注。相比之下,刚性颗粒体积分数相对较高的中—粗砂岩中机械压实作用较弱,自生矿物类型多样,溶蚀作用亦较为普遍;这类砂岩至少经历了2期石油充注事件,成岩作用与烃类充注交替发生。富塑性岩屑极细—细砂岩构成储层内的隔夹层,可能引起油气运移的不均一性。

地下矿井煤炭碳排放量估算方法研究——以阜康矿区西部为例

碳排放已成为人类社会关注的焦点,煤基碳排放构成了中国碳排放总量中最主要的部分。目前尚无对新疆典型地下矿井煤炭碳排放量的准确计算研究,其中CH_(4)排放量亦被忽略。基于煤层CH_(4)、CO_(2)赋存规律和煤炭开采规划,排除化石燃料燃烧、电力和热力排放,将阜康矿区西部地下矿井煤炭碳排放划分为已生产煤炭碳排放、计划生产煤炭碳排放、未回采煤炭碳排放、井下煤柱碳排放四部分进行计算,最终获得阜康矿区西部地下矿井煤炭的碳排放总量。结果如下:(1)根据阜康矿区西部地下矿井平均生产年限,计算出阜康矿区西部已生产煤炭碳排放量为2.17万t/a、计划生产煤炭碳排放量为5.35万t/a、未回采煤炭碳排放量为0.40万t/a、井下煤柱碳排放量为0.74万t/a,则阜康矿区西部地下矿井煤炭碳排放总量为8.66万t/a。(2)计划生产煤炭碳排放量>已生产煤炭碳排放量>井下煤柱碳排放量>未回采煤炭碳排放量,建议生产过程中先采气后采煤、强化充填抑制未回采资源及煤柱碳排放,对不同浓度瓦斯进行梯级综合回收利用以弱化碳排放。(3)阜康矿区西部地下矿井煤炭碳排放量主要受煤炭生产总量(已生产和计划生产煤炭总量)、煤层CH_(4)和CO_(2)含量、解吸率、煤变质程度等影响,并随这些影响因素量值的增大而增大。研究成果可为阜康矿区西部地下矿井煤炭碳排放量控制及减排措施制定提供建议。

辫状河转曲流河沉积特征分析——以阜康凹陷东缘头屯河组为例

为了剖析阜康凹陷东缘头屯河组沉积特征及其沉积演化模式,文中结合岩相特征、垂向序列、结构构造等相标志,对头屯河组沉积相进行准确识别,弥补了研究区大部分地区沉积相研究的不足。研究结果表明:头屯河组主要发育块状层理砾岩相、板状交错层理砂砾岩相、槽状交错层理砾岩相等12种岩相类型;研究区沉积相以近源辫状河、曲流河、河漫滩湖泊为主,进一步划分出亚相和微相,并建立多期曲流河砂体叠加模式;探讨了头屯河组沉积演化序列,划分出1个上升的长期基准面旋回、1个完整的中期旋回和2个上升半旋回,建立了头屯河组沉积演化模式。该成果对研究区的勘探开发具有一定的指导作用。