四川盆地三叠系气田型深层富钾锂卤水勘探历程、进展与展望

四川盆地三叠系嘉陵江组和雷口坡组不仅是常规天然气的主要赋存层位,同时也形成和储存了富含钾锂等关键元素的卤水资源。本文梳理总结了四川盆地三叠系气田型深层卤水勘探进程、成因机理、富集规律方面的进展和认识,并对潜在的研究重点进行了展望。四川盆地三叠系气田型深层卤水中钾、锂等关键金属元素均达到了工业品位,随着全球对锂资源需求的增大,由起初的“气钾兼探”逐渐向“气钾锂综合勘探”过渡。四川盆地三叠系深层富钾锂卤水的成因机制大体上相同,其中干旱气候条件下古海水的蒸发浓缩致使卤水中的钾锂富集;高温高压下含钾/锂元素的杂卤石/绿豆岩与埋藏卤水发生水岩反应,进一步促进了钾锂的富集;淋滤作用也是卤水中钾元素富集的重要成因。深层卤水主要储集于各类白云岩中,其富集主要受断裂、裂缝发育带和背斜等构造控制,富集规律可归纳为“孔隙裂缝储卤、断裂运卤、背斜核部富卤”。基于目前四川盆地气田型深层卤水的勘探现状和不足,未来应该加强地球物理勘探集成新技术的研发、资源评价方法与体系的优化、含高品位伴生元素新层系的勘探以及气田型卤水有效开发利用技术的研究。未来有望在四川盆地气田型深层卤水继续取得新的找矿突破。

时频电磁法在巴什布拉克-乌泊尔构造带深部结构勘探中的应用

利用时频电磁数据资料,并结合测井资料约束提高电磁反演结果的分辨率,探讨塔西南西部地区巴什布拉克构造带和乌泊尔构造带深层电性结构及其油气分布区域。该区域地形、浅地表形态以及深层地质结构都较为复杂,无法得到有效的地震资料,严重制约了目标层的油气勘探。时频电磁具有勘探深度大,信噪比高,不受高阻屏蔽的优点。通过对巴什布拉克-乌泊尔区域时频电磁资料进行处理解释,有效识别了该区域的主要断裂及褶皱。南北向和西北向的反演电阻率剖面和极化率剖面,展示了塔西南凹陷同时受南天山和西昆仑山双向挤压的电性结构特征,两侧分别形成逆冲推覆体,呈对冲构造形式,覆盖于塔西南凹陷之上,两侧推覆体发育多排逆冲断层,呈叠瓦状分布,其南侧为乌泊尔构造带,北侧为巴什布拉克构造带,与盆地呈现明显的断层接触关系,南北两侧为区域性大断裂。

南方稀土矿区隐伏断裂带高密度电法勘探实验

当下南方稀土矿的开采模式依旧为原地浸矿模式,这种开采模式而言,矿山地下发育的裂隙构造、地下暗河、岩溶等不良地质体,会严重降低浸矿液的回收率,同时沿不良地质体泄露的浸矿液对环境会造成严重污染,因此对矿山地下不良地质体的发育状态的调查具有重要的意义。本文针对南方某稀土矿C2矿区的地层分布及构造特征,首先开展高密度电法参数实验,选择合适的测量参数以及温纳-斯伦贝尔2装置测量模式,完成了4条测线的高密度电法测量;通过反演计算获得了实验区的隐伏电性结构模型,圈定了风化层(富含稀土矿的地层)厚度以及隐伏断裂构造的空间展布特征,解释结果与实验区布置的钻探结果一致。勘探成果对于离子性稀土矿储量评估、渗漏通道封堵及收液巷道的布置等提供了重要的参考资料。

川东三叠系白云岩与蒸发岩差异组合测井相模式及勘探意义

川东三叠系蒸发岩与白云岩共生体系中,赋存了丰富的油气资源和大量富含稀有元素的深层卤水,开发潜力巨大。这里根据岩心、薄片、钻测井等资料,结合前人的研究,总结了白云岩与蒸发岩的岩性特征及差异组合序列,将其分为A、B、C、D四种常见组合序列类型:白云岩上覆蒸发岩、蒸发岩上覆白云岩、白云岩与蒸发岩互层、厚层白云岩,分别对应钟形、漏斗形、尖指形和箱形四种测井相模式,探讨了不同组合下的沉积环境,进一步厘定川东地区三叠系白云岩与蒸发岩差异组合的测井-沉积综合模式,并利用实例进行可靠性验证,同时通过分析研究区内井资料和镜下薄片资料,发现D型组合序列最有利于卤水发育,对川东地区下一步的“天然气、深层卤水”兼探具有重要意义。

四川省若尔盖铀矿田含铀煌斑岩地球化学特征及其与铀成矿的关系

若尔盖铀矿田位于秦岭褶皱系西段,西秦岭褶皱带之南亚带。近年来,在若尔盖地区发现了富铀的煌斑岩脉,目前富铀煌斑岩脉与区内铀成矿的关系尚不明确,研究这些富铀的煌斑岩脉对于若尔盖地区深部找矿具有重要意义。在前人研究的基础上,文章对富铀煌斑岩的地球化学特征进行综合分析,探究煌斑岩脉的成因及其与铀成矿的联系。元素地球化学特征分析结果表明研究区内煌斑岩来源于上地幔源区,在其侵入到上部岩层的过程中存在地壳物质的混染作用,并且受到了后期热液的叠加改造。研究区煌斑岩为幔源、地壳物质混染以及后期热液叠加改造共同作用的结果。此外,煌斑岩w(Na_(2)O)、w(K_(2)O)值均低于2%,而烧失量达到了18.39%~31.45%,且在偏光镜下观察到样品中主要的矿物为云母和碳酸盐矿物,煌斑岩发生了强烈的碳酸盐化。煌斑岩中铀含量与碳酸盐化呈正相关关系,表明煌斑岩发生碳酸盐化时会促进煌斑岩中铀的富集。这些富铀的煌斑岩在空间上与区内铀矿的产出位置接近,煌斑岩与区内的铀成矿作用关系密切。研究认为煌斑岩可以为区内铀成矿提供含矿热液运移通道以及地球化学障等有利成矿的必要条件。

连续电磁剖面法在塔里木盆地麦盖提斜坡裂陷槽深部构造研究中的应用

随着对塔里木盆地深层油气勘探认识不断深入,认为震旦—南华系裂陷槽对烃源岩的发育保存有着重要的控制作用,因此对该区域的裂陷槽探测是油气勘探的重要探索方向。前人研究认为对塔西南地区麦盖提斜坡处存在震旦—南华系裂陷槽,但受限于该区域地震资料品质,对该区域深层结构尤其是对基底和裂陷槽分布形态和范围认知不清。因此,通过一条跨过麦盖提斜坡与叶城凹陷的连续电磁剖面法剖面,结合研究区地质情况与井资料,构建了区域电阻率的物性分层结构,完成了对实际数据的二维反演,获取了该区域的深部电性结构与CEMP剖面的综合地质解释结果。为该区域新元古代裂陷槽发育情况的判断提供了新的电磁证据,也进一步刻画了基底、裂陷槽的电性特征与结构。探测结果认为裂陷主要由正断层控制,呈现裂陷群特点,裂陷多呈半地堑、不对称地堑及堑—垒相间的构造样式,在麦盖提斜坡、叶城凹陷处中部、南部的区域发育两个裂陷群,有利于区域内的烃源岩沉积,其中裂陷内震旦—南华系地层沉积较厚的区域具有较好的深层油气勘探潜力。

用于碳酸盐岩储层裂缝检测的GWO-CS-BP算法及应用研究

碳酸盐岩储层中的裂隙是油气的运移通道和储集空间,对于油气勘探、开发和评价都具有重要的指导意义。针对研究区碳酸盐岩储层裂缝检测的难题,提出灰狼布谷鸟优化BP算法(GWO-CS-BP),该算法是将GWO-CS(grey wolf-cuckoo search algorithm)与BP(back propagation)相结合形成的裂隙检测方法。将含裂缝信息的相干、曲率、倾角、方位角和构型张量等属性作为GWO-CS-BP神经网络的输入数据,在工区地质资料约束下根据测井数据获得裂缝发育水平评价指标,进而对研究区裂缝发育水平进行评价并划分等级。研究区碳酸盐岩储层裂缝发育水平检测结果表明,GWO-CS-BP算法能够综合各属性特点对研究区的裂缝发育水平特征进行二次误差控制,获得裂缝发育水平评价指标f s并将研究区裂缝发育水平划分为3个等级及4个裂缝存在区域。其中,当研究区裂缝发育水平参数的值适中时,即f s的值大于4.0且小于5.8时,C区域最有利于油气的聚集,高产井的分布数量较多。利用GWO-CS-BP算法对研究区的裂缝发育水平进行了精细评价,并得出裂隙发育水平参数f s,实现了GWO-CS算法改进的BP神经网络在裂缝检测中的有效应用。

扬子陆块西北缘早新元古代俯冲增生过程的岩浆记录

华南早新元古代俯冲相关岩浆作用记录为揭示罗迪尼亚超大陆边缘陆块的聚合及增生过程提供了重要制约。本文聚焦华南扬子陆块西北缘出露的早新元古代岩浆作用记录,总结梳理了其年代学框架、地球化学特征以及同位素特征,查明了其源区性质和岩石学成因、并探讨了不同阶段岩浆记录所对应的构造环境。结果表明,扬子陆块西北缘约1.0~0.9 Ga岩石具有与新生岛弧岩浆类似的微量元素特征,强不相容元素的含量略低于大陆弧,并且具有亏损的Sr-Nd-Hf同位素组成和略低于地幔值的锆石δ~(18)O值,这些特征指示约1.0~0.9 Ga岩浆岩最有可能形成于洋内弧环境。相比之下,约0.9~0.83 Ga岩浆岩具有与平均上地壳类似的微量元素特征,富集强不相容元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,并且具有富集的SrNd-Hf同位素组成,锆石δ^(18)O值与地幔值相当或略高,指示其可能形成于大陆弧环境。此外,镁铁质岩石全岩Nd和锆石Hf同位素随年龄的长期变化趋势揭示了地幔源区性质周期性地富集和亏损,这可能是由于俯冲带间歇性地前进和后撤引起的挤压–伸展构造体制的不断交替所致。本文结果为扬子陆块西北缘新元古代早期的构造演化历史和俯冲增生动力学机制提供了制约。

基于序贯高斯模拟法的水利工程坝址区速度建模

水利工程坝址的选取不仅关系着安全性,也影响着后期的投入使用以及稳定运行。通常坝址区选择需要对区域的速度和岩性进行分析,其中高精度的速度建模至关重要。针对水利坝址选取,提出了一种地震信息约束的地质统计学建模方法对坝址区进行高精度速度建模,在此基础上分析坝址选取的安全性及合理性。通过地质统计学理论,分析坝址区速度的区域变异性,利用地震层位的横向信息以及测井资料的纵向信息联合进行序贯高斯模拟,从而建立速度模型,建模结果更加符合实际情况,能有效反映速度的空间分布情况。最后通过建立的速度模型合成地震记录,与实际地震记录相对比,吻合程度较高,表明建立的模型能反映坝址区的速度分布情况,能基于此圈定出有利于修建坝址的区域,验证了方法的可行性。

基于页岩脆性的电性特征差异性研究——以川东吴家坪组页岩为例

页岩脆性是评价页岩气资源潜力的重要指标,岩石电学属性可为电磁法勘探提供理论支撑,现有研究较少关注页岩脆性与岩石电学属性的关系。为明确不同脆性页岩电性特征,选取川东上二叠统吴家坪组页岩样品,综合运用扫描电镜、TOC测试、X衍射全岩分析、孔隙度及复电阻率测试等实验,探究页岩脆性与电性特征,在导电与极化影响因素分析的基础上,进一步探讨不同脆性页岩电性特征差异的内因。结果表明:低脆性页岩具有高黏土含量、低孔隙度特征;而高脆性页岩呈现高石英含量、高孔隙度特征,其石英类型以生物成因为主,生物成因石英对页岩脆性具有较大贡献。电阻率受页岩中黄铁矿含量及有机质孔隙影响,极化率主要受黄铁矿含量影响。在强压实作用下,低脆性页岩中孔隙被破坏,孔隙中离子移动受阻,黄铁矿含量低,进而表现出高阻、低极化特征;而高脆性页岩中高含量有机碳为有机质孔发育提供充足物质基础,生物石英骨架为孔隙保存提供有利条件,促进孔隙中导电离子移动,且黄铁矿含量高,从而呈现低阻、高极化特征。采用电性参数回归模型可较好地评价页岩的脆性特征。研究结果可为页岩储层脆性评价提供电学依据。

利用双差走时成像研究青藏高原东缘地壳速度结构

青藏高原东缘断裂密布,强震频发,是研究高原侧向挤出及深部孕震环境的理想实验室.为了解龙门山次级块体及其西界龙日坝断裂带在青藏高原东缘隆升过程中的作用,我们基于四川地震台网64个宽频带地震台在2008年1月至2015年12月期间记录的震级≥3.0地震事件波形,利用双差层析成像方法揭示了四川盆地及青藏高原东缘的地壳速度结构.结果表明:夹持于龙门山断裂带(LMSF)与龙日坝断裂带(LRBF)之间的龙门山次级块体,相对东侧龙门山断裂带和四川盆地呈现明显的低速特征.结合该区域的低阻、低密度结构特征,以及块体内部、特别是龙日坝断裂带现今地震活动缺乏,我们推测这是因为该块体“相对较软”,不易脆性破裂产生地震,在青藏高原东缘与扬子块体西缘强烈相互作用过程中,该块体主要通过地壳缩短增厚和地表隆升吸收板块挤压造成的累积应变能.依据本文获得的速度等值线变化特征及已有地球物理剖面探测结果,推测龙日坝断裂带为深部向南东倾斜且向下切入基底,该断裂倾角较陡,主要以走滑运动调节应变能,而东侧龙门山断裂带倾角较缓,表现为逆冲运动导致的地壳缩短是其调节应变能的主要形式.此外,据本文多条速度剖面及已有电性剖面、重力异常的联合约束,我们推测鲜水河、安宁河断裂带均以较大倾角向南东倾斜,至少延伸至中下地壳.

基于自动生成样本的优化Deeplabv3+网络速度建模方法

建立精确的速度模型对地震成像和解释十分重要,深度学习方法为建立精确的速度模型提供了新的途径,然而,目前可用于速度建模网络训练的样本非常有限。为此,提出了一种利用随机曲线模拟地下速度模型,自动生成大量样本用于深度学习训练的方法。该方法通过生成一组随机数,插值形成随机序列,利用三角函数将随机序列生成随机曲线来模拟地下界面,生成层状速度模型,在此基础上,通过添加断裂、速度异常体和地层倾角来模拟更复杂的速度模型;在速度预测网络构建方面,选取Deeplabv3+网络作为速度预测网络。通过增加卷积层的方法,优化了Deeplabv3+网络上采样后直接输出导致边界模糊的问题。将上述方法应用于模型数据和实际数据,测试了该方法在含噪声、不同子波频率和部分数据缺失情况下的稳定性。结果表明,该方法能够有效地应对噪声、不同子波频率和部分数据缺失的影响,具有可靠的泛化性和鲁棒性。

基于沉积微相特征挖掘的随机森林岩石相测井识别方法——以新场地区须家河组二段致密砂岩为例

致密砂岩是天然气和石油的重要储层之一,通过致密砂岩岩石相的识别,可以更加深入地了解储层发育特征。采用岩心观察和测井数据处理相结合,分析新场地区致密砂岩岩石相与沉积微相的特征以及内部联系,通过沉积微相特征数据挖掘,构建具有地质内涵的随机森林分类模型。结果表明:(1)致密砂岩可划分为泥岩、沙纹层理粉砂岩、块状细砂岩、平行层理细砂岩、块状中粗砂岩、平行层理中粗砂岩、交错层理中粗砂岩7种典型岩石相;(2)研究区主要沉积微相为水下分流河道、水下分流间湾、河口坝以及前三角洲泥,且与岩石相的沉积联系紧密;(3)分类模型中可以将沉积微相内GR曲线的相对重心(RM)、变差方根差(GS)、平均中位数(AM)以及平均斜率(M)作为特征参数,增加数据集的特征数;(4)考虑沉积微相特征尤其是水体能量与水体动荡情况,可以显著提升随机森林分类模型性能。研究结果为机器学习方法识别岩石相提供了新思路,并为致密砂岩油气勘探提供了重要的参考。

Jabung区块层序地层格架及岩性油气藏勘探潜力

Jabung区块位于印尼南苏门答腊盆地,区内的构造油气藏已基本勘探完毕,岩性油气藏虽有多处发现,但缺乏整体研究和规律性认识。为了进一步挖潜Jabung区块内的剩余勘探潜力,落实下一步岩性油气藏勘探接替领域和重点区带,在层序地层学及储层地震地层学理论的指导下,综合地质、测井和地震等资料,识别出三级层序界面,建立了古近系和新近系层序地层格架,并依据层序地层格架控制岩性油气藏及其疏导体系这一理论,研究了区内层序地层特征与岩性油气藏分布规律之间的关系。结果表明:Jabung区块古近系和新近系自下而上可划分为SQ1—SQ7等7个三级层序,层序演化控制着岩性油气藏生储盖的组合方式和发育位置;SQ1(断陷发育期)控制主力烃源岩的分布,SQ2和SQ3(断坳转换期)控制近岸水下扇等岩性体的发育,SQ4(坳陷发育早期)形成了一套浅海相的灰岩储层,SQ5(坳陷发育期)多为浅海相沉积,SQ6和SQ7(坳陷晚期)以河流—三角洲相沉积为主。指出了4个岩性油气藏勘探有利区带,为Jabung区块岩性油气藏勘探奠定了理论基础。

裂缝融合分析的窄方位叠前裂缝预测技术

熊晓军等基于地震波在各向异性介质与各向同性介质中的AVO差异,提出标准差统计方法进行叠前裂缝预测,裂缝预测结果宏观趋势正确;但由于采用窄方位或单方位地震资料(覆盖次数低),预测的裂缝发育带连片性差。为此,通过改进标准差统计方法的裂缝预测流程,引入裂缝融合分析方法,有效克服了采用窄方位或单一方位数据预测裂缝的缺陷,可以准确表征高角度裂缝发育带的三维空间分布特征。首先采用基于标准差统计的窄方位叠前裂缝预测方法,再引入基于网格聚类分析的裂缝融合技术,最后得到纵横向连续性强的裂缝数据体。对中国N区的海洋窄方位叠前地震资料的应用结果表明,所提方法可有效地表征高角度裂缝发育带的展布特征,与钻井数据符合度高。

复杂碳酸盐岩缝洞型储层的地震精细预测方法

利用地震属性能够对非常规储层中的裂缝等不连续异常进行识别,但碳酸盐岩缝洞型储层非均质性强,地震信号响应复杂,使得储层精细结构描述面临重大挑战。为此,提出针对目标储层的裂缝精细预测技术流程,首先使用构造导向滤波(SOF)方法去除地震数据中的噪声,在保留断层构造特征的基础上,增强地震数据中的有效信息;其次,充分挖掘地震信号的多尺度特征,开展多方法技术的组合应用,包括基于三维多尺度体曲率属性(3D MSVC)、蚂蚁追踪、最大似然属性以及基于二维希尔伯特变换的储层裂缝多尺度体边缘检测;最后,将这些方法获得的缝洞储集体的多源特征信息进行降维优化和融合,从而降低地震精细预测的多解性和不确定性,实现碳酸盐岩缝洞储集体不同尺度特征要素信息的同步检测。实际地震资料应用结果表明,该方法对裂缝、溶洞、古河道和隐伏断裂有很好的检测效果,能够为碳酸盐岩缝洞型储层勘探开发提供有效的技术支撑。

基于Swin-Transformer与生成对抗网络的地震随机噪声压制方法

目前深度学习类地震数据去噪方法大多基于卷积神经网络,而此类方法受限于卷积核的局部操作,缺少对地震数据全局特征的分析,因而降低了去噪效果。另外,以L 1,L 2损失函数为指标的网络模型容易出现过度平滑效应,产生虚假同相轴以及虚高的峰值信噪比(PSNR)与结构相似性(SSIM)值。为此,提出一种基于Swin-Transformer(Swin-T)和生成对抗网络的去噪方法(ST-GAN)。该方法以Swin-Transformer作为生成对抗网络中的生成网络对地震数据去噪,判别网络基于卷积神经网络。Transformer的自注意力机制是全局操作,可以有效提取地震数据的全局特征,并能与卷积神经网络的局部操作互补,提升网络模型的特征提取能力。而对抗损失则提升了网络模型的细节恢复能力,有效避免因过度平滑效应产生的同相轴假象。将该方法应用于地震数据去噪,并与现有去噪方法进行对比分析,实验结果表明,该方法具有更加优异的特征提取能力,能在有效压制随机噪声的同时,恢复和保留更多的细节信息,提高了地震信号的信噪比。

基于LSTM的半航空瞬变电磁资料去噪方法研究

随着干扰电磁环境的因素越来越多,半航空瞬变电磁数据所含噪声的特性难以正确地处理和分析,而去噪是提高瞬变电磁场信号处理和分析精度的重要手段之一。相较于传统的去噪方法大都依赖频率特征、耗时较长以及计算参数难以确定,LSTM(Long Short-Term Memory)神经网络不依赖频率特征的同时能够很好地处理非线性时间序列。因此笔者将LSTM应用于半航空瞬变电磁数据处理,在一维正演数据添加各类噪声的基础上,分为训练和测试,训练采用监督学习方式进行,从而捕获信号的特征和结构信息,测试阶段也采用监督学习方式进行,利用有标签训练数据对网络进行优化进一步提高去噪效果。最后将测试效果良好的模型应用于实际资料中,结果表明此方法能够有效地去除晚期道中的噪声,是一种能够用于半航空瞬变电磁数据去噪的可行手段。

基于变分模态分解的谱蓝化方法在叠前地震资料高分辨处理中的研究及应用

叠前地震资料的分辨率会影响叠前反演的精度以及AVO分析的结果,所以提高叠前道集的分辨率就显得尤为重要。谱蓝化高分辨方法结合了测井信息,使处理后的地震资料更加接近实际情况。但其在计算过程中,使用各道叠加的平均振幅谱计算谱蓝化算子,导致部分频谱信息未参与计算。因此笔者提出基于VMD(变分模态分解方法)的谱蓝化方法,通过VMD将地震数据分解为多个IMF(本征模态分量),计算其谱蓝化算子,以提高各IMF的分辨率,并重构得到高分辨地震数据结果。在合成道集和实际地震道集数据处理中运用该方法,结果表明:基于VMD的谱蓝化方法进一步提高频谱信息以及叠前道集分辨率,与实际测井资料正演道集相吻合。

基于遥感融合数据的风化壳型铝土矿矿化异常提取研究—以柬埔寨森莫诺隆地区为例

铝的工业用途广泛,铝土矿是全球化背景下的重要战略资源,对于我国国民经济的发展起着关键性的作用。风化壳型铝土矿的分布由于与地形地貌、岩性、地质构造关系密切,遥感技术在其勘探中的应用越来越广。如何综合各类遥感数据的优势进行控矿因素及蚀变信息提取也成为风化壳型铝土找矿勘探工作中探讨的重点。笔者在风化型铝土矿地质特征及控矿因素分析的基础上,以柬埔寨蒙多基里省森莫诺隆地区为研究区,选择“珠海一号”OHS高光谱数据与Landsat-8多光谱数据进行预处理和数据融合,采用主成分分析(Principal Component Analysis)方法进行研究区铝土矿化异常信息提取,分析铝土矿异常信息的波谱特征及其找矿指示意义,筛选铝土矿化异常信息,并进行分级显示。研究结果显示:(1)采用高光谱与多光谱遥感数据融合能够依据控矿要素特征进行与成矿物质类型及空间形态特征相关异常信息的提取,融合数据不仅弥补了所选高光谱数据波段范围有限的缺点,而且还保留了较高空间分辨率和光谱分辨率的优势;(2)基于融合高光谱与多光谱数据所提取的遥感异常信息与区内玄武岩及其风化物、地形地貌的空间展布特征高度相关,筛选的铝土矿化异常分布范围主要集中在区内铝土矿的露天开采区及邻近区域;(3)综合异常与已知矿(床)点重合度较高,并与风化壳型铝土矿的岩性、地形地貌等主要控矿因素的空间相关性强。研究成果有利于找矿靶区圈定和综合异常潜力区的筛选,对境外同类型铝土矿的早期勘探和靶区快速优选具有技术支撑作用。