四川盆地南部向斜区二叠系岩溶孔隙型石灰岩储层成因与天然气勘探新领域

随着油气勘探程度不断提高,勘探方向逐渐从构造高部位往向斜区拓展。但是,传统认识认为向斜区岩性一般较致密,寻找向斜区优质储层成为其油气获得勘探突破的关键因素之一。为此,以四川盆地南部向斜区中二叠统茅口组石灰岩为例,基于钻井岩心、薄片、测井以及地球化学等资料综合分析,开展了向斜区孔隙型石灰岩储层特征及成因研究,并建立了储层发育模式,指出了天然气勘探新方向。研究结果表明:(1)四川盆地南部向斜区茅口组发育岩溶孔隙型碳酸盐岩储层,储层岩性主要为泥晶—亮晶生屑石灰岩和亮晶生屑石灰岩,储集空间主要为生物体腔孔、生物铸模孔及粒内溶孔等组构选择性溶蚀形成的孔隙;(2)研究区茅口组储层平均孔隙度为4.07%,平均渗透率为0.273 mD,孔隙度与渗透率有明显的正相关关系,为典型的孔隙型储层;(3)茅口组储层段的铝、钪、锆及总稀土元素含量较低,锰和铁含量也较低,碳同位素值位于中二叠世海水沉淀方解石碳同位素值分布范围内,氧同位素呈现出一定的负偏;(4)茅口组岩溶孔隙型储层的形成与沉积期微地貌及高频层序控制的准同生期岩溶有关,溶蚀流体主要为大气淡水。结论认为,岩溶孔隙型储层在盆地内普遍发育,且该类储层远离不整合面,受沉积古地貌、沉积相带控制的准同生期岩溶改造,因此,天然气勘探思路需要向“有利沉积相带规模控储”方向转变,向斜区将是盆地内未来天然气勘探的重要新领域。

岩溶山区小流域水库工程设计洪水计算——以WL水库工程为例

为科学合理确定岩溶山区小流域水库工程设计洪水,以WL水库为研究对象,考虑坝址以上伏流区、明流区分布,按全面积法、分块叠加法分别计算设计洪水,经综合比较确定坝址推荐设计洪水过程。结果表明,分块叠加法计算的设计洪水成果与坝址下游历史洪水调查成果较接近,能反映伏流区对坝址洪水调节的实际情况,并与区域已有洪水成果协调,为该工程坝址推荐设计洪水成果。本研究成果对开展区域岩溶山区水库设计洪水计算工作有一定的借鉴意义。

四川盆地蓬莱气区震旦系灯影组二段储层特征及其控制因素

蓬莱气区震旦系灯影组天然气勘探取得重大突破,单井产量屡创新高,显示了蓬莱气区灯二段良好的规模资源潜力。但目前该区沉积、储层特征及其主控因素仍未明确,优质储层预测存在极大困难,严重阻碍了下步勘探部署和储量升级。在此背景下,为进一步深化蓬莱气区沉积储层特征研究并揭示优质储层主控因素,利用最新的岩电、地震及分析测试资料,对蓬莱气区灯二段开展新一轮沉积储层研究。结果表明:灯二段储集岩性为丘滩相凝块、砂屑云岩,储集空间包括孔隙、溶洞及裂缝三大类,储层展布纵向上差异大,平面上连续性较强。优质储层发育受沉积相带、岩溶作用及成岩作用的共同控制,其中,沉积相带是灯二段优质储层形成的基础;岩溶作用决定了储层储集性能;后期成岩作用是影响灯二段优质储层形成的重要因素。灯二段整体含气性良好,发育多个大型岩性圈闭,研究认为岩溶改造下的丘滩相岩性圈闭体是下步勘探的有利目标区带,亦是盆地天然气万亿方资源增储上产新阵地。该研究为明确蓬莱气区灯二段沉积、储层特征及其主控因素提供了基础材料与研究实例,以期为后续勘探开发工作提供借鉴。

岩溶区峡谷型水库枯水期表层水体有机碳浓度分布特征

为揭示岩溶区峡谷型水库碳循环规律,以岩溶区峡谷型水库万峰、董箐水库为研究区,通过现场监测和水体样品采集,分析水库枯水期理化指标、有机碳(Organic Carbon,OC)浓度的变化特征和分布规律。研究结果显示:万峰水库水体温度(Water Temperature,WT)、电导率(Conductivity,COND)、总溶解固体物(Total Dissolved Solids,TDS)含量、氧化还原电位(Oxidation-Reduction Potential,ORP)、总氮(Total Nitrogen,TN)浓度、总磷(Total Phosphorus,TP)浓度均比董箐水库高,且变化范围较大,万峰、董箐水库WT、COND、TDS、TP的空间差异较小,ORP和TN的变异系数较大,具有较高的空间变异性;万峰水库总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)、溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)浓度分别为3.11-6.66、2.35-5.12 mg/L,呈干流高于马岭河支流的分布特征,董箐水库TOC、DOC浓度分别为3.07-4.75、2.87-3.99 mg/L,呈库湾(D1)>码头(D4)>坝前(D2)的分布特征,万峰水库TOC和DOC浓度均比董箐水库高,且变化范围较大;万峰、董箐水库有机碳均以DOC为主,颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon,POC)含量较少但高于其他水库。本研究为岩溶区水生态系统碳循环研究提供数据支持及参考。

岩溶区库水渗漏涌入隧道的水动力过程模拟分析

【目的】隧道施工对地质环境造成扰动,尤其在岩溶区可能会诱发高位水库渗漏并引起库水涌入隧道的现象,需要针对这一过程的动力学解析或模拟。【方法】以重庆歇马隧道施工过程中大烂池水库渗漏引起的隧道大量涌水为案例,使用ModelMuse软件建立地下水流数值模型,采用Reservoir模块刻画水库的水位-库容变化,将水库渗漏通道概化为具有较高渗透性的强渗透带,利用PEST反演程序自动校准模型参数。【结果】结果显示:隧道涌水量模拟值与实测值拟合决定系数R~2达到0.886 6,拟合效果较好,模拟实现了隧道涌水量激增的过程;地下水流场的平、剖面均反映了库水漏失涌入隧道的水动力场演化过程,也表现了随着隧道开挖、衬砌,库水位先降落后回升的变化趋势;水均衡分析表明水库总渗漏量的30%通过强渗透带进入隧道,也验证了隧道涌水对库水变化的滞后响应。【结论】结果表明,数值模拟可较好地反映库水涌入隧道的过程,为相似地质条件的隧道涌突水防治提供参考。

岩溶区排泥库泥浆泄漏应急处置管理经验探讨

岩溶区排泥库具有尾矿粒度细和地质条件复杂两大特点,致使近年来泥浆泄漏事故频发。泥浆通过岩溶通道外泄至周边水系,污染下游河道、水塘、泉眼等,对库区周边生态环境及居民生产、生活造成极坏的负面影响和极大的经济损失。如何有效应对甚至避免该类事故,成为工程技术人员、厂矿企业及地方政府密切关心的问题,也给排泥库设计、建设及管理人员提出极大的挑战。针对排泥库的泄漏特点和应急处置难点,系统分析排泥库从选址、设计、施工至运行全寿命周期过程中所应关注的重点,包括地质勘察、岩溶治理、应急管理体系、泄漏点处置及应急池建设等。结合近年来排泥库建设、管理过程中总结、积累的相关经验,同时借鉴行业专家针对尾矿库突发事件的应急处置经验,提出了排泥库泄漏应急处置管理应具备的全新理念。并通过工程案例,明确排泥库泥浆泄漏应急处置管理的重点、难点,以及具体实践过程中可参考的思路和方法,对提高排泥库应急处置管理水平和化解泥浆泄漏风险具有较大的现实意义。

四川盆地元坝地区二叠系茅口组相控岩溶刻画及预测

通过岩溶古地貌恢复、倾角约束增强相干、相控岩溶地震反演和非线性伽马模拟等技术,对四川盆地元坝地区二叠系茅口组相控岩溶异常及有效储层分布进行了研究。研究结果表明:①四川盆地元坝地区二叠系茅口组在纵向上可划分为表层风化壳、垂直渗流带、水平潜流带3个岩溶作用带,茅三段相控岩溶储层受浅滩相带和岩溶作用共同控制,储层类型分为孔隙-孔洞型和半充填溶洞型。②岩溶残丘地貌相对较高,为岩溶作用供水区域,是相控岩溶发育的有利位置;溶丘平原地貌相对较低,为岩溶作用汇水区域。③倾角约束的增强相干技术可定性描述岩溶残丘内相控岩溶发育的有利带,研究区的该类储层主要分布于古地貌高部位,并呈北西向展布。④相控岩溶储层预测方法可以相对准确地预测有效岩溶储层的分布范围,研究区垄脊带、峰丛带岩溶储层最为发育,最大厚度为28m。

复杂岩溶地区火成岩对建坝成库的影响——以张家寨水库为例

张家寨水库地处岩溶发育区,火成岩的存在形成了新的构造界面并切割了原有的地层分布,进而改变了地下水文地质条件。因此,查明该水库的地质构造特征、不同岩性的差异风化及火成岩分布对岩溶发育的影响,成为工程建设成功的关键。以张家寨水库工程区为研究对象,综合分析了该区域岩溶与火成岩复合物质条件下的建库难题,并提出了针对性措施。研究发现:该地区玄武岩分布区风化深度普遍较深,这直接影响了坝址的选择;辉绿岩侵入体与薄层灰岩的接触带差异风化明显,部分接触带闭合完整,可作为坝基持力层和地下水位低槽区帷幕灌浆下限;而局部接触带形成风化深槽,降低了岩体工程地质参数,不能满足建坝地基要求,需采取专门工程措施进行处理;此外,辉绿岩侵入灰岩料场中部,导致料场储量大为减少,对水库建设材料供应造成不利影响。研究成果可供类似工程借鉴。

蜀南自贡地区茅口组岩溶储层成因及地震预测方法

近年来,四川盆地下二叠统茅口组大量非构造圈闭钻井获得高产,证实了岩溶储层是茅口组岩性气藏的一个重要控制因素。但岩溶储层的成因及地震响应特征尚不明确,不同地区的岩溶储层预测方法不尽相同。通过对蜀南自贡地区茅口组构造特征、地层特征和岩溶储层地震响应特征研究,得出以下5方面认识:①台内滩相是岩溶储层发育的物质基础,自贡地区茅口组台内滩相主要在茅三段和茅二b段发育;②东吴运动差异抬升是研究区岩溶储层的主控因素;③断层形成于茅口组沉积之后,茅口组顶部岩溶储层受后期局部持续风化控制,茅口组内部岩溶储层受后期断层改造控制;④距茅口组顶距离不同,岩溶储层地震响应特征不同,茅三段表层型岩溶储层物性与茅口组顶部波峰振幅呈负相关,茅二b段内幕型岩溶储层物性则与茅口组内部波峰振幅呈正相关;⑤表层型岩溶储层在平面上不依赖断层且具有一定规模。

多旁水库坝基帷幕灌浆质量检测

百色市德保县多旁水库位于岩溶发育地区,是一座通过帷幕灌浆封堵地下岩溶通道形成的中型水库。采用常规钻孔压水试验结合电磁波CT探测点面结合检测技术对帷幕灌浆进行质量检测。结合压水试验结果和电磁波CT探测判断,该工程JZK3、JZK6、JZK8共3个孔帷幕灌浆质量满足设计要求,其余10孔帷幕灌浆质量不满足设计要求。

可溶岩地区抽水蓄能电站主要工程地质问题探讨

为适应新型能源体系构建的需要,抽水蓄能电站规划和建设在全国普遍展开,有相当数量的站点布置在可溶岩地区。与常规水电站不同,抽水蓄能电站对水库渗漏、地下洞室围岩质量等要求更高,因而对工程地质勘察工作也提出了较高的要求。在总结抽水蓄能电站建设和工程地质勘察经验的基础上,针对可溶岩地区抽水蓄能电站建设面临的水库岩溶渗漏、岩溶库基稳定、地下水顶托、岩溶洞段地下洞室围岩稳定等主要工程地质问题进行了探讨,可供相关人员参考。

Karst地区明渠伏流交替河道水动力学模型及应用

基于圣维南方程组,根据测压管水头在明渠、承压水流中具有相同的表达形式,实现了自由水面水流、承压水流的统一描述。提出采用三角形子断面法描述伏流非规则封闭断面,进而建立了适用于真实Karst地区明渠伏流交替河道的统一型混合流模型。采用半隐方法离散压力梯度项,使用欧拉-拉格朗日法求解对流项,并使用预测-校正法实现了枝状、环状河网各支汊的耦合求解。以夹岩水库工程为背景,采用2000年水文过程对模型进行了测试,结果表明流量计算误差在1.6%以内。进一步研究了明渠伏流交替河道纵向沿程的流速变化规律以及伏流河段前布置人工隧洞的分流规律。在入流洪峰流量、坝前正常蓄水位的水流条件下,明渠段流速一般在0.25 m/s以下,相比之下,伏流段流速可达1.0~3.0 m/s,有利于伏流过流通道的保持。通过1971—1990年水文过程的模拟,得出大中天桥伏流前的人工隧洞的分流比为40.3%~42.8%,小天桥伏流前的人工隧洞的分流比为76.8%~78.6%。研究成果可为工程建设提供设计依据和技术支撑,具有重要的工程应用价值。

川中资阳地区茅口组岩溶储层识别模式及分布预测

近期,二叠系茅口组岩溶储层相继在川中和川南斜坡或向斜区取得油气突破。资阳地区紧邻威远和高石梯-磨溪地区,具有相似的地质背景,预示着资阳地区茅口组具有良好的勘探潜力。为了明确资阳地区茅口组岩溶储层发育情况,文中利用高精度三维地震资料和典型钻井井震标定,结合正演模拟结果建立了顶部、层间和与断层相伴生的3类岩溶储层识别模式;利用古地貌、地震相、地震反演和断裂、裂缝预测等数据综合确定3类岩溶储层的分布,形成了一套低勘探区茅口组岩溶储层预测技术。其中,微古地貌高地是岩溶储层发育的有利地貌单元,有利沉积相带控制生屑滩发育的规模,断裂、裂缝进一步改善岩溶储层发育的程度,结合地震反演预测结果可定性、定量确定岩溶储层发育有利区。研究表明:研究区中南部发育生屑滩有利沉积相带,且位于岩溶残丘和岩溶坡地高部位,与2条NE向大断层共同控制3类岩溶储层和微裂缝的分布。该研究成果为资阳地区茅口组下一步勘探提供了重要技术支撑。

湖北某抽水蓄能电站建设中地下河系统多元信息综合分析评价

岩溶发育特征是岩溶区水电工程建设中必须查明的水文地质条件,岩溶渗漏问题更是工程建设成败的关键。湖北某抽水蓄能电站上水库位于岩溶洼地区,工程区地下水系统边界不清、条件不明,可能面临严重的岩溶渗漏问题,本次研究将区域构造分析、地貌成因识别、地下河追踪溯源、微动态自动化监测等多种技术手段有机结合,提取多元信息综合分析,对工程区地下河系统进行了有效识别。结果表明:上水库周边不存在隔水层及阻水构造,子良坪背斜控制了地下水系统的基本格局;地下河岩溶管道具有单支管道状结构特征,南北向岩溶管道不发育,上水库存在向南西侧发生管道式渗漏的风险;上水库内垂向溶蚀作用强烈,建议进行库底土工膜全库盆防渗处理,工程蓄水后应防范可能发生的不均匀沉降和岩溶塌陷问题。

岩溶古地貌恢复及油气地质意义——以四川盆地泸州地区中二叠统茅口组为例

文中基于钻测井、薄片及地震等资料的综合分析,结合区域沉积构造背景,对川南泸州地区中二叠统茅口组顶部进行岩溶古地貌恢复、动态演化过程分析以及油气地质意义的探讨。选用残厚法恢复茅口组顶部岩溶古地貌,并划分出岩溶台地、斜坡和洼地,以及溶丘、浅洼等地貌单元。结果显示,岩溶洼地地层保存最为完整,岩溶台地普遍剥蚀茅四段、局部影响至茅三段顶部,岩溶斜坡的地层剥蚀程度介于洼地与台地之间。研究表明:中二叠世末,东吴运动引发的地壳抬升促使全区形成泸州古隆起雏形,进而导致区内茅口组地层普遍遭受剥蚀,且剥蚀程度由古隆起核部向两翼逐渐减弱,并由此形成茅口组顶部“北东高、西南低”的古地貌格局;晚二叠世初期,受峨眉山玄武岩喷发影响,龙潭组沉积前的古地貌演变为“西南高、北东低”格局。结合区内油气显示及生产测试资料,指出了岩溶斜坡为最有利的勘探区域。

川中龙女寺地区硅质岩特征及其对储层岩溶改造的影响

川中安岳气田震旦系灯影组灯四上亚段普遍发育硅质岩,其对储层岩溶改造的影响尚不明确,有必要对其开展研究。为此,基于岩性、测井响应特征,进行了详细的岩心、薄片观察描述,利用硅质岩基本特征、储层对比图以及硅质岩平面图,开展川中龙女寺地区灯四上亚段硅质岩对储层岩溶改造影响的研究。结果表明:研究区硅质岩主要为藻纹层硅质岩、纯硅质岩和含云硅质岩;硅质层在灯四上亚段分为2段,硅质层上下储层良好,平面上硅质岩厚度向东北以及东南方向减薄;硅质岩因桐湾运动产生了裂缝,并遭受溶蚀扩大,无法阻挡岩溶流体下渗;断层切穿硅质层对岩溶储层的改造无影响,因此,硅质岩对储层岩溶改造影响较小。该研究成果为台内龙女寺地区寻找储层发育有利区奠定了基础。

雄安新区雾迷山组岩溶热储成储机制及发育模式

雄安新区雾迷山组地热资源丰富,研究其岩溶热储特征及其形成机理对于雄安新区清洁地热资源的开发利用具有重要的理论意义和实用价值。前人已经对该区雾迷山组油气储集层的分布、古岩溶、成岩作用、储集空间等特征做过一定的研究,但对于该区雾迷山组地热资源的成储机制、特别是3期岩溶等成岩特征尚缺乏系统性的研究。充分利用野外露头、岩心、薄片和测录井等地质及地球物理资料,并结合区域地质背景的分析,对雄安新区雾迷山组的岩石学特征、成岩作用、岩溶热储的成储机制进行了深入研究,并建立了雄安新区雾迷山组岩溶热储的发育模式。结果表明:(1)雄安新区雾迷山组主要岩性为白云岩,主要的储集空间为次生孔隙和构造缝—构造溶蚀缝,热储孔渗变化较大;(2)雄安新区最主要的建设性成岩作用是3种溶蚀作用,包括同生—准同生溶蚀、表生溶蚀和埋藏溶蚀,主要破坏性成岩作用是压实作用和胶结作用;(3)根据构造演化、岩心及测井资料,将表生溶蚀作用划分为3期,分别是芹峪期、印支期和燕山—喜山期。芹峪期雾迷山组局部出露遭受淋滤,形成的溶孔经后期改造后不易识别;印支期大部分区域抬升并遭受淋滤,形成高孔渗储集层,后期遭受了进一步改造;燕山—喜山期是雄安新区规模最大、影响最广泛的表生岩溶作用形成期,对前期的储集层进一步淋滤、改造,形成大范围的优质储集层。最后提出了雄安新区雾迷山组优质岩溶热储的成储机制与模式,指出了岩溶热储的有利发育区。

顺北地区流体活动对储层形成的控制作用

近年来顺北地区油气勘探取得重大突破。根据岩心观察、成像测井等资料,顺北地区奥陶系储层主要发育断溶体,储集空间以构造裂缝为主,并伴有溶蚀孔洞的发育。其中,裂缝以单一高角度斜交裂缝和平行裂缝为主,裂缝宽度和孔隙度都不高,主要发育微细裂缝。利用流体包裹体测试、碳氧同位素分析对流体性质进行研究,结果表明,作用于顺北地区奥陶系储层的流体主要有5幕,存在3种流体端元,分别是大气淡水、上升热液流体以及同生海水与2种热液流体的混合流体。结合地震资料分析,5幕流体主要经历了2种流体-岩石相互作用体制:大气淡水-同生海水重力流演化和深部上升热液作用,而断溶体的形成正是在走滑断裂构造活动的基础上,早成岩岩溶作用叠加深成岩岩溶作用的结果。

天津东丽湖深部岩溶热储时频电磁法探测及有利区预测

天津市地热资源储量丰富,蓟县系雾迷山组作为主力热储,是典型的碳酸盐岩型热储层。为查明天津东丽湖5 km以浅的地层结构和隐伏断裂、重点查明深部主力热储层空间分布及结构特征、预测地热有利区,笔者首次将主要用于深部油气勘探的时频电磁法应用于东丽湖深部地热资源探测。通过高标准的数据采集、精细化数据处理和电阻率约束反演,结合地震和钻孔资料进行层位标定,精细刻画了地层结构:推断了7条隐伏断裂,均为NNE与NWW向的拉张性正断层,其中沧东断裂F1作为区内主要热流体的必要通道,导热、储热并控制着地热异常区的分布和形态;雾迷山组热储层主要分布在沧东断裂西侧,顶界面埋深海拔约-2200~-2400 m,在电阻率剖面上显示为连续递增的A型电性特征,三、四段岩溶裂隙较发育时,热水在裂隙或断裂处的聚集引起局部低电阻率异常,出现H型电性特征,指示了目标深度内地热有利区的发育部位。据此,本文圈定地热有利区4处,为后续地热资源的开发利用提供了重要的基础资料和支撑。

地下水水位及水温对水库渗漏的影响

为准确查明岩溶地区水库地质条件和渗漏通道,通常采用地下水位特征和温度特征分析方法。分析水库坝址区地形地貌、地层岩性、地质构造等基本地质条件,在勘探过程中利用电子水位计和温度测试仪观测记录钻孔过程中内外管水位、终孔稳定水位和地表水、地下水温度,形成水位变化折线图和温度等值线图,结合基本地质条件综合分析地下水渗流特征和温度特征,找出异常区,查明主要渗漏通道,为水库防渗处理提供可靠依据,为岩溶地区水库渗漏勘察提供借鉴。