Journal of Geophysical Research: Solid Earth |温度对含定向裂缝人造砂岩各向异性电学性质的影响研究
地热资源是支撑绿色低碳能源体系建设的重要清洁能源。电法勘探作为地热储层探测与评价的重要地球物理手段，能够有效反映地下流体赋存状态和岩石导电特征。然而，地热系统通常处于高温环境，且裂缝广泛发育于地热储层中。温度变化引起的裂缝变形及其对含裂缝岩石各向异性电学性质的影响尚未得到充分揭示，制约了高温裂缝性储层电法勘探数据的定量解释。针对这一科学问题，本研究在25 °C到150 °C的温度范围内测量了含裂缝人造砂岩样品与不含裂缝人造砂岩样品的各向异性电导率变化，并依次分析了温度诱导的岩石孔隙度变化、盐水电导率与岩石孔隙度的耦合变化以及温度诱导的裂缝变形对含裂缝岩石电学性质的影响。研究结果表明，单独考虑岩石孔隙度变化及盐水电导率与岩石孔隙度变化的耦合效应，不足以完全解释含裂缝样品的电导率变化，而纳入温度诱导的裂缝变形后，理论计算结果与实验观测结果高度一致，表明裂缝变形是控制含裂缝岩石各向异性电学性质随温度变化的关键因素。图1. 含定向裂缝人造砂岩样品与不含裂缝人造砂岩样品随温度变化的电导率实验测量结果图2. 温度诱导的裂缝变形结果。反演裂缝参数的误差来源于岩石电导率和孔隙度的测量不确定性，以及由此
2026-06-05
Sedimentology|边界条件对湖相三角洲生长及斜坡曲率的制约机制：沉积数值模拟启示
湖泊浅水三角洲是陆源碎屑进入湖盆的重要沉积体系，其顶积层、前积层和底积层几何形态记录了物源供给、河流动力、水位变化及盆地水深等边界条件的综合影响。以往研究多采用“凹形”“凸形”等定性描述，缺少将坡面曲率与沉积过程相联系的定量方法，限制了古水深、古水位和储层构型的精细恢复。针对这一问题，Paulo Joaquim Nota、张宪国、刘华峰等利用沉积数值模拟和数学曲线拟合，系统揭示了上游和下游边界条件对湖泊三角洲生长及斜坡曲率的控制机制。研究团队基于 Delft3D 建立河流注入静水湖盆的水动力—沉积数值模型，设置相对浅水和深水两类湖盆情景，并综合考虑高、低河流流量，阶段性湖平面升降，不同砂质粒径及砂泥比例。研究从模拟结果中提取三角洲前缘剖面，识别上、下坡折点，定量计算顶积层、前积层和底积层的高度、长度及前积层曲率；同时利用 ClinoClass 1.0 对剖面进行函数拟合和分类。除传统线性、二次、指数、Sigmoid和 Gaussian函数外，研究还引入Weibull、Log-Logistic、Gompertz、Hill、双曲正切和Richards 等六类非对称S型函数，提高了对湖泊三角
Petroleum Science 丨 渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔二段湖相页岩油赋存特征
我国湖相页岩油资源潜力巨大。但页岩储层非均质性强，目前不同赋存状态页岩油的定量表征方法、控制机制、资源评价标准仍需系统深入研究，已成为制约我国湖相页岩油勘探的关键科学难题之一。本研究以沧东凹陷孔二段页岩为研究对象，综合岩石学和有机地球化学等多种分析手段，建立了多温阶热解—热解气相色谱—原油气相色谱的页岩油赋存状态定量表征和轻烃补偿校正方法，并系统剖析岩性、沉积构造、有机质丰度及热演化程度等对页岩油赋存状态的控制作用。图1多温阶热解方法定量表征页岩油赋存状态图2页岩油储层分级评价标准该研究建立了有机质与储层双重约束下的湖相页岩油赋存模式，同时创建了适配的页岩储层分级评价体系。该成果不仅丰富和完善了我国陆相非常规油气地质理论，更为断陷湖盆页岩油的勘探部署、资源定量评价与高效开发提供了理论指导与技术支撑。研究成果发表在地学领域国际重要期刊Petroleum Science，论文第一作者为中国石油大学（华东）博士生王志昊，通讯作者为实验室赵建华副教授。合作作者包括实验室刘可禹教授、胡钦红教授和中国石油大港油田公司赵贤正、蒲秀刚、韩文中、张伟和时战楠。论文信息：Wang, Z. H., Zhao
张丽媛教授团队在Nature Communications发表关于盐适应功能凝胶材料领域的最新研究成果
高盐环境广泛存在于油气开发、污水处理、海洋工程及生物医用材料等应用场景中。水凝胶作为一类由聚合物链交联形成的软物质材料，具有良好的吸水溶胀能力、可调控的力学性能和功能负载能力，在提高原油采收率、环境治理和生物医药等领域具有重要应用前景。然而，传统水凝胶在高离子强度环境中通常面临明显的性能衰减。盐离子引起的静电屏蔽、水合竞争和聚合物链构象变化，往往会导致凝胶脱水收缩、网络塌陷和力学性能下降。更重要的是，凝胶的高溶胀性与高力学强度通常难以兼具：溶胀会稀释聚合物网络并降低有效承力连接，使材料在吸水膨胀后更容易变软、变弱。因此，如何构建一种能够在高盐环境中同时实现高溶胀和高强度的水凝胶材料，是功能凝胶领域长期面临的重要挑战。针对这一问题，我校石油工程学院张丽媛教授团队提出了一种离子触发的可重构双网络水凝胶设计策略。研究团队通过构建由聚（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸）（AMPS）网络与含两性离子单体SBVI的AM-SBVI网络组成的双网络体系，制备了盐适应水凝胶DAMPS/AM-SBVI。该材料并非简单地“抵抗”盐环境对凝胶的破坏，而是利用盐离子作为响应信号，诱导凝胶内部拓扑结构发生重构：在去
2026-06-03
Journal of Structural Geology |克拉通内走滑断裂系统的构造特征与演化过程：以中国西南部四川盆地中部为例
近年来，克拉通内走滑断裂系统引起了众多石油地质学家的兴趣，因为其发育在含油气盆地的油气运移和聚集中起着重要的控制作用，许多研究也都集中在此类构造的识别、表征和量化上。但克拉通内走滑断裂的发育可能受到多种因素的影响，如地层力学不均匀性、区域应力场和构造叠加，呈现复杂的构造特征。先前的研究针对四川盆地中部发育的克拉通内走滑断裂已经探讨了构造特征和空间分布，但关于走滑断裂系统的断距和时空变化的量化尚未得到充分记录，其构造演化过程和动力学机制也尚未达成共识。本研究以四川盆地中部磨溪地区为例，综合运用高分辨率三维地震解释、地震属性分析、三维构造建模和变形定量评价等多种方法，系统刻画了克拉通内走滑断裂的垂向和横向构造变化特征，讨论了断层分段、断层接近和断层连接的过程，并分析了不同地质时期沉积盖层中先存断层对走滑断层系统渐进式发展的控制作用（图1），从而构建了走滑断层的多阶段构造演化模型（图2）。研究发现在磨溪地区，从基底至二叠系的地层中发育了一套以高角度断层和负花状构造为主的深部张扭断层系统；而在三叠系地层中则发育了一套以铲式断层为主的浅部压扭断层系统。由于被中下三叠统的膏盐层所分隔，深部与浅部断
2026-06-01
GSA Bulletin、Geoscience Frontiers |塔里木盆地塔河油田深层油气成藏过程及主成藏期
深层油气资源是保障国家能源安全的重要战略接替领域，塔里木盆地作为我国西部最大的含油气盆地，地质条件复杂，经历了多期构造运动与多期油气充注，传统恢复油气成藏过程方法的有效性十分有限。塔河油田位于盆地内塔北隆起，是盆地内最重要的油田之一，其深层奥陶系碳酸盐岩油藏油气性质多样且经历了多期油气充注，现今油藏主成藏期长期以来一直存在争议，是研究复杂地质背景下深层油气运聚机制的天然实验室。（图1）。图1塔河油田构造位置与油气性质分布图本研究基于分子地球化学、流体包裹体分析、原位方解石U-Pb定年与原油Re-Os定年技术，在绝对年龄格架下重建了塔河油田北部艾丁于奇地区以及南部托甫台地区奥陶系深层油气成藏过程，特别是通过同位素定年技术限定了生烃及充注事件的绝对时间，弥补了传统盆地模拟等方法受热史及埋藏史准确性限制的缺陷。研究区北部重质油在海西早期经历了构造抬升导致早期充注原油遭到破坏，原油Re-Os定年结果表明现今储层中的原油主要生成时间为海西晚期，直接证明了现今油藏的主成藏期为海西晚期（图2）。南部中轻质油保存条件较好，多期充注事件对现今油藏均有贡献，海西晚期及以后烃源岩演化程度较高，生成原油中Re
2026-05-21
王成文教授团队在深层超深层油气钻完井领域取得重要新进展
近日，石油工程学院王成文教授团队在深层超深层油气钻完井领域取得重要新进展，相关成果以“Carbon Dots Grafted Polymer for High Temperature Retardation in Deep Oil Well Cementing Slurry”为题在《Cement and Concrete Composites》发表。论文通讯作者为王成文教授和刘敬平教授，研究工作得到国家自然科学基金支持。图1 新一代超高温缓凝剂的升级迭代深层超深层油气资源勘探开发面临超高温超高压的严峻挑战，尤其在钻完井环节，超高温下水泥浆的固化反应迅速，可安全泵送的操作时间急剧缩短，现有技术难以满足超高温安全固井需求。针对这一技术难题，团队创新性提出了一种碳点接枝聚合物类超高温缓凝剂的分子结构设计与制备方法。利用碳点的遗传特性，筛选具备缓凝潜能的碳源制备出具有多羟基-羧基结构的零维碳点材料，经化学改性后与耐高温功能单体共聚，研制出具有独特触手状结构的碳点接枝超高温缓凝剂（CD@P）。在240℃超高温条件下，相较于现有超高温缓凝剂（P），该碳点接枝超高温缓凝剂较低用量（1.5%）就能将水
2026-05-11
Geological Society of America Bulletin |深时记录中火山活动的环境响应时限及尺度
火山活动是联系地球内部和地表系统的重要方式。火山活动将地球深处物质带到地球表面，致使气候、海洋水体性质(盐度、营养物质、氧化还原性等)、陆源物质输入等环境因素变化，破坏其生态系统稳定性，引发环境剧变。进而可能导致生物种属及基因多样性快速下降，引发生物灭绝。火山活动结束后生态逐渐修复，不同规模火山活动对地球表层环境（包括气候、温度、生物等）的影响过程和机制较为复杂，且存在不同尺度的影响效应。火山活动作为可以快速引起生态环境变化的地质事件，精确定位其对沉积环境的影响时限、尺度及明晰其对沉积环境的后续影响是十分有必要的。本研究通过分析地质历史时期42个大火成岩省事件/火山事件的608个环境扰动时限调研结果，联系扬子地区晚奥陶世–早志留世火山活动，利用米级尺度、厘米级尺度与微米级尺度的微量元素含量及其比值、TOC含量、TS含量碳同位素组成和AMICS矿物含量变化所指示的古气候、古盐度、古生产力、水体氧化还原条件变化，以确定火山活动后的沉积环境响应的时限及尺度。图1. 地质历史时期火山活动造成的气候、硅酸盐岩风化、初级生产力、大洋缺氧、碳同位素偏移、生物大灭绝的时限及环境恢复时限通过晚奥陶世–早
2026-04-22
Geophysics |SH wavefield simulation of dipole acoustic reflection survey for multi-fracture system
在远探测声场中对裂缝响应特征的正演模拟通常采用有限差分等数值模拟方法。由于裂缝厚度通常很小，在数值模拟时需要非常精细的网格才能准确刻画其空间结构，这使得计算区域过度采样，极大地降低了计算效率。相比之下，解析方法则具有计算速度快、耗时少的优势。但目前尚未有解析方法将偶极声源在裂缝两侧产生的反射和透射远探测声场可视化，而这将有助于快速直观地研究裂缝及其填充物的反射声场特征，进一步判断其含油气情况。远场情况下井中偶极声源以球面波的形式向地层辐射声场，而裂缝等效为一薄层界面，利用角谱法能够将球面波入射展开成柱面波叠加的形式，再利用已知的反射和透射系数，叠加合成界面两侧的球面波场。本文基于偶极辐射横波位移的远场渐近解，结合角谱法和滑移界面理论，提出了一种快速计算裂缝两侧远探测声场的解析方法，为多裂缝体系下的偶极横波远探测声场的可视化提供了行之有效的手段。结果表明：双裂缝体系中远裂缝能否被有效探测取决于近裂缝的剪切刚度，当近裂缝被油气等流体介质填充时，其剪切刚度趋于0，入射SH横波大部分被反射，远裂缝无法被识别；当近裂缝被硬矿物填充时，其剪切刚度趋于无穷，入射SH横波将“透过”近裂缝，远裂缝能够被
Geoenergy Science and Engineering |基于深度学习的数字岩石物理分析：从少样本图像分割、边缘检测到力学性质预测
数字岩石物理（DRP）通过高分辨率成像与数值模拟，为理解岩石微观结构与宏观物性之间的关系提供了关键手段，在油气勘探、碳封存、地下水管理等领域具有重要应用价值。然而，DRP分析面临两大核心挑战：一是图像预处理阶段对高质量、大规模标注数据的依赖较强，而实际中获取大量标注样本成本高、难度大；二是在岩石力学性质预测中，传统方法多仅基于分割后的二值图像，忽略了蕴含地质活动信息的边缘特征（如颗粒接触边界、微裂缝等），这些信息对准确预测岩石的弹性响应至关重要。为此，本提出了一种融合边缘特征的智能DRP分析框架。首先，设计了面向少样本学习的EdgeSegNet网络，同步实现图像分割与边缘检测。该方法包含三大创新模块：1）信息增强共享层（IESL），结合CLAHE对比度增强与傅里叶变换提取高频信息，提升图像细节表达；2）交互约束模块（ICM），通过分割与边缘任务的深度交互与约束，增强任务间的互补性；3）深度监督策略，通过逐层加权监督提升网络对多尺度特征的捕捉能力。其次，在力学性质预测阶段，本文将分割结果与边缘检测结果作为双通道输入，引入多门混合专家网络（MMOEROCK），实现体积模量与剪切模量的同步预
