陆相沉积盆地论文-宁子杰

陆相沉积盆地论文-宁子杰

导读:本文包含了陆相沉积盆地论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:青藏高原,团簇同位素,陆相盆地,古高程

陆相沉积盆地论文文献综述

宁子杰[1](2019)在《青藏高原晚白垩世-新生代陆相沉积盆地团簇同位素方法学及古高程研究》一文中研究指出青藏高原是世界上最大最新的高原,它的地表隆升过程是理解青藏高原隆升动力学机制的关键,同时也是影响新生代全球变冷的地质过程的重要因素,还对解释亚洲季风的形成及现代中亚地区干旱等问题有重要意义。然而现在对青藏高原的隆起时间及隆升模式均存在争议,因此需要我们对青藏高原的高程演化进行精确的约束。本次我们在沉积学研究的基础上,选择使用团簇同位素古温度计的新方法,最直观定量的计算青藏高原晚白垩世-新生代的古高程。团簇同位素古温度计是近十余年来新发展起来的依据碳酸盐矿物晶格内~(13)C-~(18)O键的丰度与温度的关系来计算碳酸盐矿物形成时的古温度的一种定量方法。一般选取地表古土壤碳酸盐结核或湖相碳酸岩作为研究对象以获得古地表温度,进而利用垂直温度梯度计算得到古高程。同时针对部分被成岩作用改造的样品,团簇同位素古温度计可以获得其埋藏温度,进而利用地温梯度可以定量获得埋藏深度,再结合低温热年代学和构造分析,可以用来研究陆相盆地的沉积演化史。在本次研究过程中,我们从南到北依次采集的样品为青藏高原南部始新世柳区砾岩中的古土壤碳酸盐结核,青藏高原中部尼玛盆地晚白垩世竟柱山组和伦坡拉盆地晚白垩世阿布山组中的古土壤碳酸盐结核,及青藏高原北部可可西里盆地始新世风火山群和渐新世雅西错群湖相湖相碳酸岩。我们利用团簇同位素古温度计首次获得了青藏高原晚白垩世的定量古高程,得到尼玛盆地和伦坡拉盆地在晚白垩世(~75Ma)就已经达到~2km的海拔高度。在渐新世可可西里盆地雅西错群的古海拔为~2km,结合前人的研究可知当时拉萨地体和羌塘地体已经达到与现今相似的古高程。同时我们还利用团簇同位素古温度计获得了柳区砾岩埋藏深度约为3.7-4.3 km,结合低温热年代学数据,推测其大量的沉积物的剥露与古雅鲁藏布江有关。风火山群的埋藏深度约为6.8-10.3km,结合构造信息,推测其巨厚的沉积与唐古拉断裂相关,代表了前陆盆地沉积特征。这是团簇同位素古温度计在青藏高原地区埋藏方面一次新的尝试。综上所述,我们倾向于青藏高原由内向外生长的模式,自晚白垩世起,由中部高海拔的地区向南北两侧生长,在始新世中部达到现今的海拔高度,形成原青藏高原,在中新世南北两侧也达到现今的高度,形成现代青藏高原基本地貌格架。(本文来源于《中国地质大学(北京)》期刊2019-05-01)

刘宁[2](2018)在《陆相沉积盆地砂岩储层CO_2地质封存流体运移和水岩相互作用研究》一文中研究指出CO_2地质封存技术能够有效降低工业CO_2排放,减轻温室效应,满足低碳经济发展的需求。砂岩储层是目前CO_2最主要的捕集场所。我国多发育陆相沉积盆地,盆地砂岩储层在岩石学和构造方面较海相沉积盆地具有特殊性,表现出低矿物成熟度和多时空尺度断裂系统密集发育特征。因此,在陆相沉积盆地中开展CO_2地质封存需要重点考虑砂岩储层岩石学和构造发育特征对CO_2流体迁移和积聚规律以及CO_2-水-岩相互作用的影响。CO_2-水-岩相互作用是CO_2地质封存研究中最为重要的课题之一,而充分理解各类矿物在CO_2流体作用下水文地球化学性质差异,以及同类矿物在不同储层环境和水化学条件下表现出的相似性,是开展实际复杂地质条件下CO_2-水-岩相互作用的基础。论文通过收集整理部分矿物热力学和化学动力学数据,结合PHREEQC和Excel理论计算,首先对砂岩储层中典型矿物CO_2流体敏感性进行了分析,具体包括矿物溶解度计算,溶解速率常数计算,矿物溶解平衡最快耗时计算和矿物敏感性指数分析。研究结果表明,所有硫酸盐矿物、硫化物,大部分碳酸盐矿物(片钠铝石除外)和少量黏土矿物如斜绿泥石,以及架状硅酸盐矿物钙长石,它们同时具有较高的溶解度和溶解速率,对CO_2流体反应最为敏感,成为制约砂岩储层中早期CO_2-水-岩相互作用的关键性矿物。而构成砂岩主体的架状硅酸盐矿物如石英,碱性长石,对CO_2敏感性适中,表现出缓慢溶解的特性,成为反应中后期主要的溶解矿物。考虑到CO_2流体敏感性较高的矿物多以胶结物形式赋存于砂岩储层中,且陆相沉积盆地砂岩储层中胶结物组分空间变异性强的特性,我们通过高压釜水热实验,进一步研究了胶结物组分变化对砂岩储层中CO_2-水-岩相互作用的影响。实验过程中,我们观测记录了水化学组分和反应前后矿物表面形态与元素构成变化,并结合PHREEQC构建了相应水文地球化学模型,对离子活度分布、矿物饱和指数变化和矿物溶解沉淀动力学过程进行了分析。研究表明,胶结物组分差异对水化学和矿物溶解沉淀过程产生重要影响,包括水溶液pH,常规离子浓度,原生矿物溶蚀程度和反应途径过程,以及次生矿物沉淀类型变化等。具体地,钙质胶结组(含方解石)具有最高的pH值,TDS和Ca~(2+)浓度,抑制钠长石溶解的同时,也促进了钾长石非全等溶解从高岭石向伊利石方向的转化。次生矿物沉淀方面,在白云石胶结组中观测到绿泥石沉淀;而模拟结果表明,胶结物-方解石和绿泥石-的协同溶解最终导致了白云石沉淀。宏观上,针对陆相沉积盆地断裂系统普遍发育的构造特征,论文在结合松辽盆地地质背景的基础上,综合使用TOUGH2、T2Well和TOUGHREACT等模拟软件,重点分析了断层发育特征,包括裂隙发育程度,断层物性条件和断层结构差异对CO_2流体沿区域断层泄露,以及局部断层发育砂岩储层内部CO_2流体运移、积聚规律和CO_2-水-岩相互作用过程的影响。其中,在区域断裂发育砂岩储层间CO_2流体泄露过程模拟研究中,计算结果表明,在恒量注入模式下,断层裂隙开度大小对断层带内压力响应、流体流态(CO_2/盐水)、各含水层与断层接触面上泄露动态和CO_2在各含水层中的质量分布情况影响显着。当裂隙开度较小时(h=1mm),边壁摩擦阻力增大,混合流态为层流;然而此时,气态CO_2流速反而增大,使得断层中压力响应和气体膨胀效应明显,最终导致气态CO_2向毗邻含水层中突破时,具有更快的流速。因此,浅部含水层中CO_2泄漏量有所增加;但这种增加随着突破时间的延长差距逐渐变小。相反地,当裂隙开度增大至5cm时,断层边壁摩擦阻力减小,断层局部地段出现紊流;然而,受到恒量注入模式的限制,断层单位横截面上CO_2气体流速不升反降,裂隙开度的影响十分有限。此时,等效多孔介质模型和动量模型计算结果相当,且两者在流体动态上的差异,随着CO_2不断注入而逐渐减小。这说明在大时间尺度和恒量注入模式下,抛开流体动态的短暂差异,达西定律仍然能够胜任裂隙发育断层中CO_2流体泄露的研究。同样地,砂岩储层内部密集发育的局部断裂系统,也显着影响着CO_2流体的迁移、积聚规律和CO_2-水-岩相互作用模式。其中,叁肇凹陷典型油气运移剖面上CO_2注入条件下流体流动模拟研究表明,在泥沙互层的地层组合下,砂岩储层中发育的高渗透性断层成为CO_2流体汇聚和运移的主要通道,最终使得CO_2流体沿着断层带附近展布。降低断层渗透率十分之一不足以影响CO_2流体沿断层向相邻储层的迁移过程;然而,断层二元结构的发育与否对断层核部两侧流体交流影响密切。当断层核部发育时,CO_2流体被封闭在各自相对独立的、为两侧断层所包围区域,区内压力积聚明显,有利于各砂岩储层间流体交流和砂岩储层空间的利用。此外,砂岩地层产状、物性条件好坏以及和断层间距离大小同样对CO_2迁移过程产生影响。当断层倾向和砂岩储层一致时,CO_2流体更易于进入断层向浅部地层运移;而两者倾向相反时,CO_2首先向砂岩储层上倾方向运移,只有当运移受阻(例如地层歼灭)时,才开始向断层大量泄露。相同断裂发育特征条件下砂岩储层内部CO_2反应运移模拟结果表明,CO_2-水-岩相互作用模式受到矿物化学性质和流体运移速率快慢的共同影响,而后者又受到地层产状、CO_2注入压力和断层发育情况的控制。在CO_2注入初期,砂岩储层中地下水流速较快,发生以方解石溶解为主的化学反应;而断层带浅部流速相对缓慢,且原始地层中缺失方解石,以奥长石、钾长石成为主要溶解矿物,并伴随石英、伊利石和高岭石沉淀。受Fe~(2+)积聚影响,绿泥石溶解受到一定抑制。在泥岩夹层中,流体流速最为缓慢,绿泥石的溶解也最为充分,并伴随钙蒙脱石和铁白云石沉淀。CO_2注入停止后,地下水流场发生改变;相应地,CO_2-水-岩相互作用活跃区域也发生迁移。具体地,在地层下倾方向,流体运移速度相对缓慢,气态CO_2在此处聚集,导致水溶液pH较其他区域偏低;最终导致砂岩储层中方解石和泥岩夹层中绿泥石的大量溶解,形成了菱铁矿、铁白云石和钙蒙脱石沉淀。在CO_2停止注入300年后,在砂岩储层中可以形成数量可观的碳酸盐矿物沉淀,主要为菱铁矿和铁白云石,体积分数可以达到10%,而在断层浅部也可以形成少量的方解石沉淀。此外,断层中CO_2-水-岩相互作用对于断层物性改造十分有限,不足以影响断层自闭或开合的趋势。该研究对于揭示陆相沉积盆地砂岩储层中CO_2地质封存条件下,储层岩石学和构造发育特征对CO_2流体迁移、积聚规律以及CO_2-水-岩相互作用的影响机制具有重要的理论和实践意义,为我国未来即将开展的大型CO_2注入工程提供理论依据和借鉴意义。(本文来源于《中国地质大学》期刊2018-05-01)

张洋,成建梅,徐付桥,赵静,赵锐锐[3](2013)在《陆相沉积盆地咸水层CO_2埋存场地选址若干问题探讨》一文中研究指出为了优化咸水层CO2埋存场地的选址工作,本文针对陆相沉积盆地咸水层CO2埋存场地选址相关的若干问题进行了探讨。经研究认为:CO2地质埋存场地选址与油气勘探工作的结合具有很强的现实意义;从储盖条件考虑,应优先考虑在滩坝相和河流叁角洲前缘相分布区实施后续场地选址工作,而针对盆地类型,结构简单的盆地如坳陷盆地一般更适宜CO2的埋存;从圈闭适宜性分析,规模较大、储层渗透性较好的透镜体岩性圈闭是潜在的CO2埋存场地,由于水动力圈闭和断层圈闭涉及复杂的地下水动力场、CO2参与下复杂的地球化学反应和岩体力学稳定性等问题,因此需要进一步的理论研究以论证其作为CO2埋存场地的可行性,而背斜是良好的圈闭类型;从勘探程度条件考虑,若其他影响因素空间差异不明显,应优先选取圈闭预探和评价阶段被核销或放弃的圈闭以及未实施预探工作的区域进行后续场地选址工作。(本文来源于《安全与环境工程》期刊2013年05期)

柳永清,旷红伟,彭楠,许欢[4](2013)在《中国北方中生代盆地与陆相沉积—生态古地理演化》一文中研究指出中国北方中生代盆地、陆相沉积-生态古地理与构造环境演化经历了五个阶段,即早中叁迭世(1)、晚叁迭世-早中侏罗世(2)、晚侏罗世-早白垩世早期(3)、早白垩世中晚期(4)和晚白垩世(5),各演化阶段间为显着的区域挤压-变形构造事件间隔。阶段1(早中叁迭世),华北北缘的兴蒙造山带在叁迭纪早中期处于后造山构造背景,挤压和隆升作用依然强烈,是南邻华北克拉通上鄂尔多斯-华北盆地主要物源供给区。阶段2(晚叁迭世-早中侏罗世时期),伸展作用不断增强并扩展,兴蒙造山带与华北北缘发育晚叁迭世基性火山岩或碱性岩体。华北东北部普遍发育早中侏罗世中基性火山岩充填的断陷盆地,其余为中小型含煤岩系断陷盆地群。早中侏罗世末期,燕山运动伴随强烈逆冲、褶皱运动,沿大兴安岭-太行山发生北东向隆起,鄂尔多斯-华北统一盆地被分割,中国北方沉积-古地理呈现东、西差异性演化,它们形成演化的动力学机制与鄂霍茨克洋关闭与造山运动有关。阶段3初期(中晚侏罗世时期),燕山-阴山地区以断陷盆地为特征,燕山发育巨厚中性火山岩-紫色粗碎屑岩岩石序列,阴山为断陷盆地,鄂尔多斯盆地为坳陷盆地,皆以巨厚沉积岩堆积为主。黑龙江东部为晚侏罗世古太平洋板块俯冲活动大陆边缘环境,发育典型的增生杂岩。华北早中生代各盆地物源主要来自兴蒙造山带,鄂尔多斯盆地和合肥盆地部分物源则与北秦岭造山带有关。阶段3末期(晚侏罗世-早白垩世初期),华北北部和东北为鄂霍茨克造山后伸展构造环境,火山-岩浆以及盆地发育的动力学机制与板内地幔软流圈上涌相关。燕山至大兴安岭西部发育巨型北东向裂谷系盆地,在巨厚的裂谷粗碎屑岩基础上,发育区域性的燕山-大兴安岭火山岩带,华北东部、东北地区和华北大部地区则为高地。阶段4(早白垩世中晚期-晚白垩世时期),华北西部和北部银根-额济纳旗以及东部二连裂谷盆地群充填河流-冲积物夹中偏碱性火山岩。郯庐断裂带强烈走滑和引张并控制着两侧盆地的发育,沂沭断裂带发育拉分-走滑盆地,恐龙动物群等十分发育。东北地区普遍发育中小型断陷盆地群,充填中基性火山岩和河流-湖泊相沉积物,松辽盆地为大型湖泊坳陷盆地,东北叁江为海陆交互相断陷(裂谷)盆地群。阶段5(晚白垩世时期),松辽盆地和叁江断陷(裂谷)盆地群进一步扩展,晚中生代以来盆地沉积、沉降中心不断向东南移动。华北、东北地区盆地和古地理发育受控滨太平洋走滑(转换)大陆边缘构造演化。晚中生代时期,中国北方存在庞大的、以恐龙为代表的陆生生物群,以带羽毛恐龙、早期鸟类、哺乳类、昆虫以及被子植物等陆生动植物等为特征的中晚侏罗世燕辽生物群与和早白垩世中晚期热河生物群是该时期陆生动植物群的典型代表。晚中生代时期,中国东部与东北亚韩国、日本与俄罗斯远东地区处于同样古大地构造和古地理、古生态环境。(本文来源于《第一届国际古地理学会议论文集》期刊2013-09-14)

徐国强[5](2012)在《豫西南中生代陆相沉积盆地古地震研究》一文中研究指出本文以豫西南山间小盆地为研究对象,在大量的野外工作和室内岩石薄片、粒度分析、阴极发光分析的基础上,对研究区主要的中生代陆相小盆地的岩性特征、沉积构造特征、古地理演变及其盆地性质进行了分析,并侧重分析了古地震的表现特征,在此基础上,对豫西南中生代陆相沉积地层的古地震记录进行了描述和分类。义马盆地椿树腰组地震记录普遍发育,岩性主要为黄色、灰白色砂岩、粉砂岩,沉积环境为滨浅湖,地震记录的类型有地震沉积物和软沉积物变形;留山盆地太子山组地震记录发育层位为下部浅灰色巨厚层状细砂岩与浅灰色巨厚层状粉砂质泥岩中和浅灰色巨厚层状细粒砂岩与薄层-中厚层状粉砂岩不等厚互层中,沉积环境为扇叁角洲前缘,类型以软沉积物变形为主;马市坪盆地黄土岭组地震记录发育于下部灰白色厚层状砾岩中和中部深灰色、土黄色薄层状泥岩,沉积环境为近岸水下扇,类型为滑塌构造和软沉积物变形;马市坪盆地地震记录发育于南召组底部深灰色薄层状泥岩和中部灰黄色薄层状页岩夹粉砂岩中,沉积环境为扇叁角洲,类型为地震沉积物和软沉积物变形;西峡盆地高沟组地震记录集中发育于顶部黄色、灰白色含砾砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩中,沉积环境为冲积扇,包括同沉积断裂和软沉积物变形构造等;西峡盆地马家村组地震记录发育于底部红色、灰白色含砾粉砂岩中,沉积环境为冲积扇,发育类型为液化脉。通过对豫西南北秦岭地区中生代陆相小盆地的沉积学和沉积构造背景分析,重点识别了在这些陆相沉积地层中的古地震记录,按照地震沉积物物质记录和沉积物变形分为两大类。第I类为地震沉积物记录,包括震积岩、磨拉石和浊流沉积、再改造的河流沉积四种;第II类为软沉积物变形,包括滑塌构造、软沉积物变形和断裂构造叁个亚类,每一亚类又包含不同的地震构造。陆相沉积盆地的古地震记录的揭示不仅能够说明该时期沉积过程中强烈的构造作用参与,也可以为研究该时期古地理和古构造背景提供信息。(本文来源于《河南理工大学》期刊2012-04-01)

陈戴生,蔡煜琦,宋继叶[6](2011)在《陆相沉积盆地岩相古地理图编制准则及其方法概述》一文中研究指出在强调陆相沉积盆地岩相古地理图件编制重要性的基础上,着重提出若干编图准则:(1)编图对象必须是"同时相"的地层,亦即同一时期内沉积作用的产物;(2)所取地层间隔(作用单元)原则上是越短,越接近真实情况,具体比例尺选择应根据任务而定;(3)要严格遵循瓦尔特相律,沉积相在剖面上的变化序列应与沉积相在平面上的展布相一致;(4)必须综合分析各类沉积相标志,充分利用地质、地球物理、地球化学和古生物等多方面的信息,准确开展沉积相类型的划分;(5)图面上各类沉积相要配套,形成一个沉积体系。编图具体方法首先必须要有完备而可靠的第一手素材,然后按照先剖面图,后平面图;先基础性图件,后综合性图件的步骤有序地进行。(本文来源于《世界核地质科学》期刊2011年04期)

孙建平,闵思佳,李旭峰[7](2010)在《陆相沉积盆地二氧化碳地质储存评价技术探讨》一文中研究指出二氧化碳的地质储存是减少二氧化碳向大气环境排放、控制全球气候变暖的重要措施。本文针对陆相沉积盆地的CO2地质储存的储层特征、储存机理、水岩作用、安全性、适宜性、场地勘察、监测技术和经济效益等方面的研究内容与评价技术进行了探讨,以为我国未来利用二氧化碳地质储存技术减少二氧化碳排放提供技术支撑。(本文来源于《安全与环境工程》期刊2010年06期)

刁正富,钟幸模[8](2004)在《江汉盆地陆相沉积油气资源分布规律研究》一文中研究指出紧密结合江汉盆地陆相沉积油气资源勘探开发实际,综合运用系统论、数理统计、最优化等数学理论,将地质理论研究与数学理论应用相结合;定性分析和定量计算相结合;摸清现状和预测未来相结合,以独特的视角科学地总结研究出了江汉盆地陆相沉积油气资源的分布规律,指明了江汉盆地陆相沉积中油气增储上产的有利区块、层系及综合潜力。(本文来源于《特种油气藏》期刊2004年06期)

彭向东,徐仲元,刘正宏[9](2001)在《大青山地区侏罗纪陆相沉积盆地形成、迁移及演化规律》一文中研究指出恢复了大青山地区侏罗纪盆地的原形,并对盆地的迁移、演化规律和阶段进行了详细研究,提出石拐─老道沟侏罗纪盆地是早侏罗世晚期在古生代地层岩片与北部变质岩岩片之间发育起来的东西向延展的带状盆地。古地形表现为北高南低、西高东低;中侏罗世盆地范围达最大,中侏罗世末期的一次燕山构造运动,仗盆地的性质发生了明显的改变,由早、中侏罗世的弱拉伸构造环境转变为晚侏罗世的挤压构造环境,古气候由温暖潮湿气候转变为干旱气候;晚侏罗世末期,随着大规模的逆冲推覆构造的发育而结束盆地的演化历史。(本文来源于《世界地质》期刊2001年03期)

[10](2001)在《陆相沉积盆地在铀成矿中的作用》一文中研究指出(1)铀矿化趋附于相对年轻的冲积河谷沉积或与正在发育的造山带斜坡上的沉积岩系中现代正在形成的含铀层间氧化带有关的这些事实充分证实了铀成矿作用与陆相岩石的成因过程有着成因上的联系。(本文来源于《国外铀金地质》期刊2001年03期)

陆相沉积盆地论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

CO_2地质封存技术能够有效降低工业CO_2排放,减轻温室效应,满足低碳经济发展的需求。砂岩储层是目前CO_2最主要的捕集场所。我国多发育陆相沉积盆地,盆地砂岩储层在岩石学和构造方面较海相沉积盆地具有特殊性,表现出低矿物成熟度和多时空尺度断裂系统密集发育特征。因此,在陆相沉积盆地中开展CO_2地质封存需要重点考虑砂岩储层岩石学和构造发育特征对CO_2流体迁移和积聚规律以及CO_2-水-岩相互作用的影响。CO_2-水-岩相互作用是CO_2地质封存研究中最为重要的课题之一,而充分理解各类矿物在CO_2流体作用下水文地球化学性质差异,以及同类矿物在不同储层环境和水化学条件下表现出的相似性,是开展实际复杂地质条件下CO_2-水-岩相互作用的基础。论文通过收集整理部分矿物热力学和化学动力学数据,结合PHREEQC和Excel理论计算,首先对砂岩储层中典型矿物CO_2流体敏感性进行了分析,具体包括矿物溶解度计算,溶解速率常数计算,矿物溶解平衡最快耗时计算和矿物敏感性指数分析。研究结果表明,所有硫酸盐矿物、硫化物,大部分碳酸盐矿物(片钠铝石除外)和少量黏土矿物如斜绿泥石,以及架状硅酸盐矿物钙长石,它们同时具有较高的溶解度和溶解速率,对CO_2流体反应最为敏感,成为制约砂岩储层中早期CO_2-水-岩相互作用的关键性矿物。而构成砂岩主体的架状硅酸盐矿物如石英,碱性长石,对CO_2敏感性适中,表现出缓慢溶解的特性,成为反应中后期主要的溶解矿物。考虑到CO_2流体敏感性较高的矿物多以胶结物形式赋存于砂岩储层中,且陆相沉积盆地砂岩储层中胶结物组分空间变异性强的特性,我们通过高压釜水热实验,进一步研究了胶结物组分变化对砂岩储层中CO_2-水-岩相互作用的影响。实验过程中,我们观测记录了水化学组分和反应前后矿物表面形态与元素构成变化,并结合PHREEQC构建了相应水文地球化学模型,对离子活度分布、矿物饱和指数变化和矿物溶解沉淀动力学过程进行了分析。研究表明,胶结物组分差异对水化学和矿物溶解沉淀过程产生重要影响,包括水溶液pH,常规离子浓度,原生矿物溶蚀程度和反应途径过程,以及次生矿物沉淀类型变化等。具体地,钙质胶结组(含方解石)具有最高的pH值,TDS和Ca~(2+)浓度,抑制钠长石溶解的同时,也促进了钾长石非全等溶解从高岭石向伊利石方向的转化。次生矿物沉淀方面,在白云石胶结组中观测到绿泥石沉淀;而模拟结果表明,胶结物-方解石和绿泥石-的协同溶解最终导致了白云石沉淀。宏观上,针对陆相沉积盆地断裂系统普遍发育的构造特征,论文在结合松辽盆地地质背景的基础上,综合使用TOUGH2、T2Well和TOUGHREACT等模拟软件,重点分析了断层发育特征,包括裂隙发育程度,断层物性条件和断层结构差异对CO_2流体沿区域断层泄露,以及局部断层发育砂岩储层内部CO_2流体运移、积聚规律和CO_2-水-岩相互作用过程的影响。其中,在区域断裂发育砂岩储层间CO_2流体泄露过程模拟研究中,计算结果表明,在恒量注入模式下,断层裂隙开度大小对断层带内压力响应、流体流态(CO_2/盐水)、各含水层与断层接触面上泄露动态和CO_2在各含水层中的质量分布情况影响显着。当裂隙开度较小时(h=1mm),边壁摩擦阻力增大,混合流态为层流;然而此时,气态CO_2流速反而增大,使得断层中压力响应和气体膨胀效应明显,最终导致气态CO_2向毗邻含水层中突破时,具有更快的流速。因此,浅部含水层中CO_2泄漏量有所增加;但这种增加随着突破时间的延长差距逐渐变小。相反地,当裂隙开度增大至5cm时,断层边壁摩擦阻力减小,断层局部地段出现紊流;然而,受到恒量注入模式的限制,断层单位横截面上CO_2气体流速不升反降,裂隙开度的影响十分有限。此时,等效多孔介质模型和动量模型计算结果相当,且两者在流体动态上的差异,随着CO_2不断注入而逐渐减小。这说明在大时间尺度和恒量注入模式下,抛开流体动态的短暂差异,达西定律仍然能够胜任裂隙发育断层中CO_2流体泄露的研究。同样地,砂岩储层内部密集发育的局部断裂系统,也显着影响着CO_2流体的迁移、积聚规律和CO_2-水-岩相互作用模式。其中,叁肇凹陷典型油气运移剖面上CO_2注入条件下流体流动模拟研究表明,在泥沙互层的地层组合下,砂岩储层中发育的高渗透性断层成为CO_2流体汇聚和运移的主要通道,最终使得CO_2流体沿着断层带附近展布。降低断层渗透率十分之一不足以影响CO_2流体沿断层向相邻储层的迁移过程;然而,断层二元结构的发育与否对断层核部两侧流体交流影响密切。当断层核部发育时,CO_2流体被封闭在各自相对独立的、为两侧断层所包围区域,区内压力积聚明显,有利于各砂岩储层间流体交流和砂岩储层空间的利用。此外,砂岩地层产状、物性条件好坏以及和断层间距离大小同样对CO_2迁移过程产生影响。当断层倾向和砂岩储层一致时,CO_2流体更易于进入断层向浅部地层运移;而两者倾向相反时,CO_2首先向砂岩储层上倾方向运移,只有当运移受阻(例如地层歼灭)时,才开始向断层大量泄露。相同断裂发育特征条件下砂岩储层内部CO_2反应运移模拟结果表明,CO_2-水-岩相互作用模式受到矿物化学性质和流体运移速率快慢的共同影响,而后者又受到地层产状、CO_2注入压力和断层发育情况的控制。在CO_2注入初期,砂岩储层中地下水流速较快,发生以方解石溶解为主的化学反应;而断层带浅部流速相对缓慢,且原始地层中缺失方解石,以奥长石、钾长石成为主要溶解矿物,并伴随石英、伊利石和高岭石沉淀。受Fe~(2+)积聚影响,绿泥石溶解受到一定抑制。在泥岩夹层中,流体流速最为缓慢,绿泥石的溶解也最为充分,并伴随钙蒙脱石和铁白云石沉淀。CO_2注入停止后,地下水流场发生改变;相应地,CO_2-水-岩相互作用活跃区域也发生迁移。具体地,在地层下倾方向,流体运移速度相对缓慢,气态CO_2在此处聚集,导致水溶液pH较其他区域偏低;最终导致砂岩储层中方解石和泥岩夹层中绿泥石的大量溶解,形成了菱铁矿、铁白云石和钙蒙脱石沉淀。在CO_2停止注入300年后,在砂岩储层中可以形成数量可观的碳酸盐矿物沉淀,主要为菱铁矿和铁白云石,体积分数可以达到10%,而在断层浅部也可以形成少量的方解石沉淀。此外,断层中CO_2-水-岩相互作用对于断层物性改造十分有限,不足以影响断层自闭或开合的趋势。该研究对于揭示陆相沉积盆地砂岩储层中CO_2地质封存条件下,储层岩石学和构造发育特征对CO_2流体迁移、积聚规律以及CO_2-水-岩相互作用的影响机制具有重要的理论和实践意义,为我国未来即将开展的大型CO_2注入工程提供理论依据和借鉴意义。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

陆相沉积盆地论文参考文献

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陆相沉积盆地论文-宁子杰
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