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中扬子地台宜昌地区寒武系水井沱组优质页岩储层发育特征及天然气富集机理研究

中国地质 2025年第1期52卷 111-130页

作者：蔡宁波王琳霖鲍一遥李怡普万泽鑫康志梅罗胜元中国地质大学(武汉)高等研究院湖北武汉430070 湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心湖南长沙410014 中国石化石油勘探开发研究院北京100083 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 中国地质调查局武汉地质调查中心湖北武汉430205

【研究目的】湖北省宜昌地区是中扬子地台页岩气勘探的重要前沿领域之一,近年来的野外调查与钻探工作表明该地区的寒武系水井沱组是极具潜在工业价值的页岩气勘探靶区。【研究方法】本文针对该地区最新的钻孔资料,利用多学科交叉手段,... 详细信息

【研究目的】湖北省宜昌地区是中扬子地台页岩气勘探的重要前沿领域之一,近年来的野外调查与钻探工作表明该地区的寒武系水井沱组是极具潜在工业价值的页岩气勘探靶区。【研究方法】本文针对该地区最新的钻孔资料,利用多学科交叉手段,查明该地区水井沱组优质页岩储层的特征以及油气富集规律。【研究结果】水井沱组页岩有机质丰度高,有机碳含量(TOC)主要分布在0.56%~8.42%,干酪根以II1型和I型为主,Ro等效值分布在2.4%~3.2%。水井沱组页岩储层孔隙度主要分布在0.5%~9.1%,渗透率主要分布在0.019×10^(-3)~0.540×10^(-3)μm^(2)。水井沱组页岩的储集空间主要包括有机孔隙、无机孔隙以及裂缝等类型。储集空间的发育程度主要与有机质富集程度、黏土矿物含量以及页理缝的发育程度有关。天然气主要以吸附气(45.21%~81.44%)和游离气(18.56%~54.79%)的状态赋存于水井沱组页岩储层中,溶解气的比例相对较小。水井沱组页岩储层的含气性主要受有机碳含量、脆性矿物比例以及裂缝发育程度有关。有机碳比例、脆性矿物比例和裂缝发育程度越高,储层含气性越好。【结论】综合地球化学、岩石物理和现场实测数据,认为宜昌地区水井沱组页岩气极具商业价值,是中国南方理想的页岩气勘探开发目标之一。

关键词：页岩储层页岩油气控制因素中扬子地台成藏机理油气勘查工程

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湘西北地质地貌特征对岩溶石漠化影响研究——以张家界市为例

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中国岩溶 2021年第3期40卷 504-512页

作者：巩书华朱丽芬湖南省煤炭地质勘查院湖南长沙410014 湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心湖南长沙410014 湖南省地球物理地球化学勘查院湖南长沙410116

通过对张家界市DEM、地质构造、岩性特征以及地貌数据进行地理信息技术(GIS)叠加分析,探讨了地质地貌因素对张家界地区岩溶石漠化分布的影响。结果表明:该区岩溶石漠化在地貌上的发生率呈现丘陵>洼地>低山>中山>高山的特征... 详细信息

通过对张家界市DEM、地质构造、岩性特征以及地貌数据进行地理信息技术(GIS)叠加分析,探讨了地质地貌因素对张家界地区岩溶石漠化分布的影响。结果表明:该区岩溶石漠化在地貌上的发生率呈现丘陵>洼地>低山>中山>高山的特征;在坡度上以Ⅱ级坡度中石漠化发生率最大,且石漠化面积呈阳坡>半阴坡>阴坡>半阳坡分布特征,并随坡向由阴转阳,各等级岩溶石漠化面积所占比例逐渐增加;地层岩性方面以碳酸盐岩与碎屑岩互层类岩层更易发生岩溶石漠化;地质构造方面表现为石漠化空间展布与断裂构造展布方向一致,且断层对石漠化的影响在Ⅰ_(B)断裂构造主要体现在对断裂两盘的岩性、地层的差异性和对水系发育展布的影响上。

关键词：岩溶石漠化地质地貌影响张家界市石漠化发生率地形位指数

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湖南省热水圩地热田干热岩形成的热源机制与成因模式

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煤田地质与勘探 2024年第1期52卷 70-82页

作者：杜江蔡宁波张保建王克营何立宏廖凤初湖南省地球物理地球化学调查所湖南长沙410014 湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心湖南长沙410014 中国地质大学(武汉)高等研究院湖北武汉430074 中国地质科学院北京100037

湖南省热水圩地热田90℃以上的高温温泉指示该地热田具备良好的地热地质条件,是潜在的干热岩勘查有利地段。为合理评价热水圩干热岩的储层温度与勘查开发前景,对汝城地区热水圩地热田的深部地质构造、地球化学和重磁电震地球物理特征、... 详细信息

湖南省热水圩地热田90℃以上的高温温泉指示该地热田具备良好的地热地质条件,是潜在的干热岩勘查有利地段。为合理评价热水圩干热岩的储层温度与勘查开发前景,对汝城地区热水圩地热田的深部地质构造、地球化学和重磁电震地球物理特征、地温场特征等进行综合分析,自深至浅揭示热水圩地热田深部热结构,探讨干热岩形成的热源机制与地球动力学过程。结果表明:(1)利用SiO_(2)地热温标估算的热水圩地热田深部热储温度为79.4~143.9℃;(2)热水圩附近中棚岩体、鱼王岩体等花岗岩体平均生热率为7.07~8.44μW/m^(3),明显大于中国大陆主要地质构造单元的地壳平均生热率;(3)重磁特征反映出热水圩地区岩石圈厚度相对较薄,大地电磁与地震波速解释的区域内壳内高导低速体与深大断裂带相吻合,指示这些深大断裂有可能构成深部热物质上侵的通道。在此基础上,总结归纳了湖南省热水圩地热田干热岩的成因模式:太平洋板块俯冲与回撤,导致板块前缘形成强烈的热扰动,造成软流圈的隆起和幔源热物质的上侵,形成相对较高的幔源热源;生热率较高的花岗岩体与铀矿体放射性产热形成了良好的地壳热源;深大断裂构成深部热物质上侵的通道,同时为浅部干热岩的形成提供重要热源。有利的热源条件及沿深大断裂的深部热物质上侵,使湖南省东南部形成以热水圩周边岩体为代表的干热岩有利靶区。根据综合确定的地温梯度推算,热水圩地热田呈隐伏状态的、致密的、裂隙不发育的埋深在4000~6000 m的花岗岩体温度可达176.8~256.6℃,是良好的、近期可勘查开发的干热岩体。

关键词：干热岩地球化学重磁电震联合热源机制成因模式湖南热水圩

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铁路隧道页岩气地质灾害风险评价

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地下空间与工程学报 2022年第S2期18卷 1001-1007页

作者：李岩周辉蔡宁波巩书华王文彬湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心长沙410014 湖南省地球物理地球化学调查所长沙410014 中国东盟地学合作中心(南宁) 南宁530023

以黔江至张家界至常德铁路唐家寨隧道为例,根据页岩气影响隧道的关键地质因素,选取了暗色泥页岩厚度、有机碳含量、有机质成熟度、总含气量、构造发育情况等参数作为隧道页岩气地质灾害风险评价的关键指标,建立了页岩气地质灾害风险评... 详细信息

以黔江至张家界至常德铁路唐家寨隧道为例,根据页岩气影响隧道的关键地质因素,选取了暗色泥页岩厚度、有机碳含量、有机质成熟度、总含气量、构造发育情况等参数作为隧道页岩气地质灾害风险评价的关键指标,建立了页岩气地质灾害风险评价指标体系;运用层次分析法确定了各关键指标的相对权重;采用模糊综合评价法计算出唐家寨隧道页岩气地质灾害等级及风险值。研究表明最可能导致唐家寨隧道发生页岩气地质灾害风险的因素为页岩气涌出量和孔深条件,其次为暗色泥页岩厚度和盖层条件,发生页岩气地质灾害的可能性较高;唐家寨隧道模糊综合评价风险等级为高风险;评价结果表明,该方法对于铁路隧道页岩气地质灾害风险评价具有适用性和可靠性。

关键词：页岩气地质灾害风险评价指标体系模糊层次分析法

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南岭加里东期钨锡矿床成矿机制研究:以湘西南落家冲矿床为例

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岩石学报 2023年第6期39卷 1693-1716页

作者：陈剑锋杜云熊伊曲管申进何红生周立同陆文石金江湖南省地球物理地球化学调查所长沙410116 湖南省地质调查所长沙410116 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心长沙410116

近来南岭地区加里东期钨锡找矿勘查取得较大突破,但其成因机制研究仍相对缺乏。湘西南苗儿山岩体西北部的落家冲矿床是近年新发现的加里东期钨锡矿床,具有良好的钨锡多金属矿找矿前景,其成矿流体的特征和成矿机制有待查明。在详细的野... 详细信息

近来南岭地区加里东期钨锡找矿勘查取得较大突破,但其成因机制研究仍相对缺乏。湘西南苗儿山岩体西北部的落家冲矿床是近年新发现的加里东期钨锡矿床,具有良好的钨锡多金属矿找矿前景,其成矿流体的特征和成矿机制有待查明。在详细的野外地质调查基础上,落家冲矿床的成矿过程可划分为四个阶段:蚀变花岗岩-白钨矿阶段(Ⅰ)、云英岩-白钨矿-锡石阶段(Ⅱ)、石英脉-白钨矿阶段(Ⅲ)和石英脉-硫化物阶段(Ⅳ)。本文选取第Ⅰ阶段的锆石和锡石开展了U-Pb定年和锆石Hf同位素分析,对四个成矿阶段的石英矿物进行了流体包裹体以及H-O同位素的研究。获得的锡石U-Pb反等时线年龄(433.0±11Ma)与蚀变花岗岩锆石U-Pb年龄(430.7±2.3Ma)在误差范围内一致,表明矿区的成岩成矿作用均发生于加里东晚期。流体包裹体研究显示第Ⅰ阶段到第Ⅳ阶段,均一温度分别集中在260-380℃、260-320℃、200-320℃和180-220℃之间,呈逐渐降低的趋势,盐度则表现为由第Ⅰ阶段到第Ⅱ阶段陡降,第Ⅱ阶段到第Ⅳ阶段总体变化不大的特点(平均值分别为16.9%、3.9%、4.8%和3.7%NaCleqv)。成岩成矿定年结果、各成矿阶段的成矿流体特征,结合锆石εHf(t)=-7.6--5.0、tDM2=1565-1711Ma,和石英矿物的δ18OH_(2)O值从第Ⅰ阶段(3.97‰-5.34‰)到第Ⅳ阶段(-4.99‰--5.10‰)逐渐降低的特点,以及区域岩体的地球化学特征,本文认为落家冲钨锡矿床是加里东期起源于元古宙地壳重熔的岩浆在经历了高分异演化作用后,流体的沸腾作用以及温度下降造成成矿流体中钨锡等矿质的沉淀所形成。

关键词：锆石和锡石U-Pb定年流体包裹体 H-O同位素成矿机制加里东期钨锡矿床

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下扬子皖南地区皖泾地2井地质特征与优快钻井对策

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中国地质调查 2021年第5期8卷 45-52页

作者：郭军李岩王文彬王超技湖南省煤炭地质勘查院湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心湖南长沙410014 安徽省煤田地质局第三勘探队安徽宿州234000

皖南地区发育有三叠系殷坑组、二叠系大隆组—龙潭组2套油气成藏系统,但区域上构造复杂,断层发育,地层软硬交错、变换频繁,缩径、井漏、井壁垮塌、卡钻等各种复杂情况时常发生,且局部存在高压气层,钻探施工面临巨大挑战。皖泾地2井通过... 详细信息

皖南地区发育有三叠系殷坑组、二叠系大隆组—龙潭组2套油气成藏系统,但区域上构造复杂,断层发育,地层软硬交错、变换频繁,缩径、井漏、井壁垮塌、卡钻等各种复杂情况时常发生,且局部存在高压气层,钻探施工面临巨大挑战。皖泾地2井通过采用随钻堵漏、复合堵漏、页岩专用取心钻头、混合钻头、强抑制性钻井液等技术对策,实现了该井的优快钻进,将钻井周期缩短了24 d,并采用弹韧性双凝双密度固井技术保证了生产套管的固井质量,为下一步的压裂试气作业提供了技术保障。该套技术体系可为今后该区同类工程的优快钻井施工提供借鉴作用。

关键词：地层特征复合堵漏混合钻头强抑制性双凝双密度固井技术

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碳酸盐岩地层超压预测模型研究及应用

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特种油气藏 2024年第2期31卷 76-83页

作者：陈云巧王琳霖王晓龙徐雯刘宇坤万泽鑫鲍一遥蔡宁波长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 中国石化石油勘探开发研究院北京100083 湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心湖南长沙410014

碳酸盐岩地层超压预测是目前国内外尚未解决的基础性难题。以川东北地区超压碳酸盐岩地层为研究对象,通过物理模拟实验研究碳酸盐岩弹性参数随围压和孔压的变化规律,提出了基于岩石孔隙压缩系数的碳酸盐岩地层超压预测模型。实验结果显... 详细信息

碳酸盐岩地层超压预测是目前国内外尚未解决的基础性难题。以川东北地区超压碳酸盐岩地层为研究对象,通过物理模拟实验研究碳酸盐岩弹性参数随围压和孔压的变化规律,提出了基于岩石孔隙压缩系数的碳酸盐岩地层超压预测模型。实验结果显示,碳酸盐岩孔隙度的增大和岩样弹性参数变化与孔隙压力增量之间存在一定的相关性,据此建立岩石孔隙压缩系数与孔隙压力、孔隙体积的理论关系,并推导出超压预测模型,模型考虑了区域构造应力的影响,参数可以通过实验和测井资料获得;利用密度、声波和中子测井资料开展典型钻井超压预测,预测结果与实测压力吻合良好。新提出的超压预测模型为碳酸盐岩地层超压预测提供了新思路。

关键词：超压预测模型碳酸盐岩地层孔隙压缩系数物理模拟实验

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湘西北复杂构造区破碎地层绳索取心钻进技术难点及优化

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煤田地质与勘探 2021年第2期49卷 247-252页

作者：孔祥旺张绍和王文彬孙平贺吴冬宇肖金成何红生有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学) 湖南长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 湖南省煤炭地质勘查院湖南长沙410014 湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心湖南长沙410014

以湘西北复杂构造区湘慈地1井为例,针对钻进过程中遇到的岩心采取率低以及卡钻埋钻等钻进难点,通过采用无泵反循环超前侧喷绳索取心钻具以及优化钻井液体系的方法,有效地提高了该钻井工程中的岩心采取率;该新型钻具能够在孔底形成局部... 详细信息

以湘西北复杂构造区湘慈地1井为例,针对钻进过程中遇到的岩心采取率低以及卡钻埋钻等钻进难点,通过采用无泵反循环超前侧喷绳索取心钻具以及优化钻井液体系的方法,有效地提高了该钻井工程中的岩心采取率;该新型钻具能够在孔底形成局部反循环,并且结合钻具内部防堵锥网以及超前侧喷钻头的设计能够有效地提高破碎地层中的岩心采取率;通过在钻井实践中应用,该钻具在岩心破碎井段的采取率达到了94.4%,取得了良好的应用效果。

关键词：复杂构造区破碎地层岩心采取率绳索取心钻具超前侧喷

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湖南张家界市永定区地质灾害发育规律及易发性评价研究

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中国地质调查 2023年第6期10卷 101-110页

作者：巩书华李少青王焕银王克营蔡宁波杜江湖南省地球物理地球化学调查所湖南长沙410114 湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心湖南长沙410114 张家界市永定区自然资源局湖南张家界427000

张家界市复杂的地质构造背景造就了独特的地貌景观,同时存在众多地质灾害隐患。通过分析张家界市永定区2014年至2022年详细的地质灾害调查资料,对区内地质灾害发育规律及易发性进行研究。结果表明:区内地质灾害类型以滑坡为主,地质灾害... 详细信息

张家界市复杂的地质构造背景造就了独特的地貌景观,同时存在众多地质灾害隐患。通过分析张家界市永定区2014年至2022年详细的地质灾害调查资料,对区内地质灾害发育规律及易发性进行研究。结果表明:区内地质灾害类型以滑坡为主,地质灾害空间分布以中部断层发育区与东北部页岩地层区最多,时间分布相对集中在5、6、7月雨季;区内地质灾害与地形地貌、岩土体类型、构造活动密切相关,并受降雨及人类工程活动影响;在碎屑岩丘陵地貌中灾害点密度最高;在志留系砂质页岩岩组中地质灾害最易发;受构造影响明显,断褶构造带处灾害点密集;灾害高发期与雨季耦合,诱发因素主要是降雨;不合理地切坡建房、道路建设等工程活动加剧地质灾害的发生。采用易发程度指数法,基于ArcGIS信息统计分析,将全区地质灾害易发程度划分为高易发区、中易发区与低易发区。研究可为永定区国土空间规划、地质灾害防治、旅游路线及重大工程建设规划提供指导。

关键词：地质灾害孕灾条件发育规律易发性张家界

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滇东地区页岩气调查云宣地1井钻探施工难点及对策

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钻探工程 2021年第8期48卷 12-18页

作者：李岩郭军王文彬湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心湖南长沙410014 湖南省煤炭地质勘查院湖南长沙410014

云宣地1井是滇东地区一口小口径页岩气调查井,该井主要钻遇了寒武系、泥盆系、石炭系及二叠系地层。钻探施工过程中遇到了恶性漏失、裂缝性漏失、岩石挤压破碎及井内掉块等井下复杂情况。通过钻头优选、钻井液优化、多种堵漏措施相结合... 详细信息

云宣地1井是滇东地区一口小口径页岩气调查井,该井主要钻遇了寒武系、泥盆系、石炭系及二叠系地层。钻探施工过程中遇到了恶性漏失、裂缝性漏失、岩石挤压破碎及井内掉块等井下复杂情况。通过钻头优选、钻井液优化、多种堵漏措施相结合、顶漏钻进及侧钻施工技术等针对性措施,解决了大套灰岩地层因大型溶洞或纵向裂隙发育而引起的恶性漏失、井内掉块等问题,避免了钻井液密度过大而导致井壁失稳的井下复杂情况的发生,提高了机械钻速,保证该井顺利完钻。该钻探施工经验可为后期滇东地区复杂灰岩地层钻探施工提供借鉴。

关键词：页岩气调查井顶漏钻进钻头优选钻井液侧钻滇东地区

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