科研进展

科研进展

AAPG Bulletin | 早期碳酸盐胶结分异机制及其对超深层碎屑岩储层的双重影响

碳酸盐胶结物是碎屑岩储层中最常见的自生矿物之一，其形成贯穿整个成岩过程。长期以来，碳酸盐胶结物被视为破坏储层孔隙度的主要因素，因其充填孔隙、堵塞喉道，直接降低储层的孔渗性能。但现有研究往往将一套地层中发育的早期碳酸盐胶结物作为一个整体进行讨论，忽视了不同类型胶结物在成因、分布及其对储层影响上的差异，导致对储层演化机制的认识存在偏差。针对这一科学问题，以塔里木盆地库车坳陷白垩系巴什基奇克组超深层碎屑岩储层为研究对象，开展了系统的岩石学、地球化学和年代学分析，揭示了早期碳酸盐胶结物的分异特征、成因机制及其对储层质量的复杂影响。研究发现，早古近纪时期，大气水淋滤古近系碳酸盐岩，为白垩系储层提供了丰富的Ca²⁺、Mg²⁺和CO₃²⁻离子，成为早期方解石和白云石胶结物的主要物质来源。受大气水侧向补给、海水垂向补给以及正粒序层理的控制，早期方解石和白云石胶结物在储层中表现出显著的空间分布差异。方解石主要分布在研究区北部和不整合面附近以及正粒序砂体顶底，而白云石则主要分布在研究区南部和正粒序砂体的中部（图1）。图1 库车坳陷克拉苏构造带白垩系巴什基奇克组早期碳酸盐胶结物成因模式该研究揭示了早期方解石

2026-04-22
地球物理学报 |井中多极声源在渗透孔隙地层中的辐射特征

分析井中声源的辐射特征对远探测仪器的研制以及成像方法的改进具有指导作用，含油气储层是由岩石骨架和含流体孔隙组成的渗透性孔隙介质，地层孔隙度与渗透率对声源辐射特征的影响不可忽略。基于Biot理论的双相孔隙介质表现出固液耦合特征，井中声源激发的波场能量不仅包括固体骨架中的弹性波传播，还涉及孔隙流体中的渗流耗散。能流密度是描述波场的关键物理量，表示弹性波在垂直于质点振速方向的单位区域内携带的能量。穿过指定表面的全部能量称为能流，可以通过对该表面的能量通量密度进行积分来实现。基于Biot-Rosenbaum理论建立了渗透孔隙地层井中多极声源的辐射模型，推导了孔渗介质中声源辐射指向性和辐射效率的表达式，系统分析了地层孔隙度与渗透率对声能分布的影响，为评估孔渗储层中声波远探测成像效果的提供关键理论依据。图1.孔渗地层（a）井中偶极声源的辐射指向性(b)三维展示图以及（c）SH波辐射能流和辐射效率具体来说，使用复坡印廷矢量和最速下降法推导了导波能流和辐射能流的表达式，对孔隙度和渗透率等孔渗参数对辐射效率的敏感性进行了全面评估，并详细展示了这些特性在频率和孔渗条件方面的变化规律。研究结果表明：相比于无

2026-04-22
Petroleum Science |构造挤压应力影响碎屑岩中石英溶解的分子动力学模拟

矿物的溶解是深层和超深层次生孔隙型优质碎屑岩储层形成和发育的重要前提。长石和碳酸盐等不稳定矿物的溶解是目前世界上以次生孔隙为主的储集空间的主要成因类型。石英作为一种常见的稳定矿物，相对难以溶解，但是在以库车坳陷为代表的前陆盆地中，石英溶蚀孔隙通常占有一定比例。前陆盆地与其他类型盆地的核心差异，在于其形成演化过程中普遍遭受强烈的侧向构造挤压应力。基于这一地质背景差异，侧向挤压应力是否能够显著促进石英的溶解，成为揭示前陆盆地超深层储层次生孔隙成因的关键科学问题。针对上述科学问题，本研究以塔里木盆地库车坳陷白垩系巴什基奇克组超深层碎屑岩储层为核心研究对象，系统开展储层发育特征的宏观-微观综合研究，明确储层岩石学特征、孔隙结构演化及主控因素；同时，借助Materials Studio、Lammps等专业模拟软件，系统开展一系列分子动力学模拟试验，从分子尺度揭示储层流体-岩石相互作用机制。研究表明，白垩系巴什基奇克组超深层碎屑岩储层中石英颗粒溶蚀面孔率在薄片的总面孔率和次生面孔隙率中占据较高比例（图1）。这表明，在前陆盆地强烈的侧向压应力背景下，石英颗粒溶解形成的次生孔隙在深层储集空间具有重要地

2026-04-22
中国科学：地球科学|五维地震数据解释与储层预测进展

随着全球油气勘探开发目标不断向深水、深层-超深层及非常规领域推进，传统三维地震解释技术已难以满足复杂油气储层预测的精度需求。针对这一挑战，中国石油大学（华东）印兴耀教授团队历经近二十年攻关，建立了五维地震数据解释理论和方法技术体系。该团队的核心成果近日在《中国科学：地球科学》进行系统总结与评述。从三维到五维：地震勘探技术的革命性跨越五维地震数据是在空间三维地震数据的基础上，增加了入射角和方位角维度信息形成的高维数据集，使得地震解释方法可以从多角度、多方位挖掘地下介质信息，为复杂油气储层的高精度表征提供了全新解决方案。论文指出，五维地震数据解释技术突破了传统三维地震技术在复杂油气储层地震精细描述中的局限性，标志着地球物理勘探领域的一次重大技术革命。五大关键技术进展支撑复杂储层预测论文从五维地震岩石物理、地震属性分析、地震反演优化、裂缝预测、地应力估计和流体识别等方面，全面评述了国内外主要研究进展：岩石物理机理方面，研究团队建立了耦合温压条件、强非均质性与各向异性等多种微观机制的五维地震岩石物理模型，奠定了不同类型复杂油气储层地震识别的物理基础。地震反演优化方面，发展了裂缝型储层五维地震鲁

2026-04-22
Geology |强非均质性页岩中油气跨层运移的微观力学机制

页岩油气资源的形成与富集过程涉及复杂的多尺度流体运移机制。其中，在强非均质性烃源岩中生成的油气如何突破极低渗透基质并实现初次运移，是非常规油气地质理论中的关键科学问题之一。现有研究普遍认为油气初次运移主要受生烃增压诱发的微裂缝控制，但在细粒层状页岩中不同纹层之间的力学差异如何调控微裂缝的发育及其连通，并进一步影响油气的垂向跨层运移过程，仍有待深入揭示。研究团队以渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组湖相页岩为研究对象，综合岩相学观察与微尺度地质力学分析等多种方法，系统揭示了页岩纹层之间显著的弹性模量差异及其对微裂缝几何形态、力学属性与连通性的分带控制作用。研究结果表明，微米尺度的微观力学地层格架决定了裂缝在不同纹层中的分段扩展与连通方式，从而形成跨层连通的微裂缝网络，为油气在极低渗基质中的垂向运移提供关键通道，突破了传统仅以生烃超压作为主控因素解释油气初次运移的认识。该研究深化了对细粒源岩中裂缝—流体耦合演化机制的理解，提出了微观力学地层控制页岩油初次运移的新认识框架，为页岩裂缝预测、页岩油甜点评价以及深层非常规油气资源勘探提供了新的理论依据。相关研究成果以“How micromechani

2026-03-19
Geoenergy Science and Engineering |不整合风化黏土层发育主控因素分析：以准噶尔盆地为例

地层油气藏的形成和保存与不整合密切相关，不整合在油气运聚、储层改造、控制圈闭分布等方面发挥重要作用。不整合是一个内部结构复杂的地质体，包括底砾岩或水进砂体层、风化黏土层和风化淋滤带。其中，风化黏土层是不整合控制油气运聚的关键结构层。本研究通过广泛获取不同岩性区不整合风化黏土层的岩石样品，借助电子显微镜与扫描电镜鉴定、元素地球化学分析、全岩矿物分析、测井综合识别等方法，系统开展了不整合风化黏土层成分特征及主控因素研究。风化黏土层与不整合其他结构层相比，往往厚度较低，本研究通过优选对不整合结构敏感的测井曲线，进行异常值增强处理，实现了对覆盖区不整合结构及风化黏土层的有效识别（图1）。图1.不整合三层结构及其测井响应特征研究发现不同母岩类型在风化过程中表现出不同的风化特征和成分变化，进而影响风化黏土层的发育程度；温湿、氧化的条件更利于风化黏土层的形成和保存，盐度对风化黏土层的形成影响相对较弱；沉积间断时间的增加，有利于风化黏土层的发育，但二者并非线性关系；构造高部位风化剥蚀作用强，风化黏土层不易保存，洼陷带风化作用弱，不利于风化黏土层的形成，缓坡带则是风化黏土层形成与保存的有利区带（图2）。

2025-12-10
Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology |塔西南坳陷白垩纪构造-沉积演化对盆-山耦合的响应：盆地与地貌动力学建模的新见解

塔西南坳陷位于特提斯构造域中段北侧，经历完整的古特提斯洋与新特提斯洋俯冲闭合全过程，是研究两大洋盆以及特提斯构造域演化的重要窗口之一。受复杂构造背景影响，传统研究手段已无法满足该地区研究需求，本次研究使用沉积正演模拟等定量分析手段，在地球系统层面进行大时空尺度研究。我们首次采用盆地-地貌动力学（Badlands）模拟方法，在三维空间中模拟塔西南坳陷白垩纪7900万年的构造-沉积演化。该方法能够在能量守恒与物质平衡原则基础上重建研究区的造山带隆升-剥蚀与盆内沉积物运移-沉积的耦合关系，定量表征盆-山大时空尺度下的地表抬升与沉降过程。模拟结果显示，早白垩世至晚白垩世早期，坳陷内发育一条主河道，沿西昆仑造山带走向由东南向西北方向延伸（图1）；晚白垩世中-末期，受坳陷古地形影响，主河道断裂为两条新河道，分别向西北及东南方向延伸。沉积中心主要位于乌泊尔构造带东南部与棋北构造带西北部，最大沉积厚度超3500米（图2）。图1. 塔西南坳陷水动力系统演化模型（A）早白垩世时期；（B）晚白垩世早期；（C）晚白垩世中期；（D）晚白垩世晚期；（E）晚白垩世末期图2. 塔西南坳陷剥蚀-沉积演化模型（A）早白垩

2025-12-04
姚传进教授团队在页岩原位转化开采领域取得系列进展

在国家自然科学基金等项目资助下，实验室姚传进教授团队在中低熟页岩原位转化开采机理及多相态多场耦合流动模拟研究方面取得系列进展。相关成果先后发表在Chemical Engineering Journal、Energy、Petroleum Science、Fuel等国际顶级权威期刊上，深层油气全国重点实验室均为第一通讯单位。我国陆相盆地发育中高熟与中低熟两大类页岩油资源，前者已实现商业开发，是原油稳产的重要支撑；后者潜力巨大，是推动产量规模增长的重大新领域。地下原位转化被认为是有效开发中低熟页岩油资源的一项颠覆性技术，但页岩储层孔隙结构复杂、有机质呈多相态转化以及多物理场相互耦合，烃物质多相态多场耦合流动机理是该领域亟待解决的关键科学问题。基于新型热动力学模型的中低熟页岩原位转化热反应流耦合模拟中低熟页岩原位转化涉及复杂的热解反应，导致现有模拟框架中的传统动力学模型无法准确描述该过程。团队基于真实反应机理开发了一种新的热动力学模型，并将其嵌入全耦合数值模拟系统中。通过修正化学反应速率方程，并在能量守恒方程中引入反应热源项，构建了中低熟页岩原位转化的三维热‑反应流耦合模型。该模型能够准确模拟

2025-12-04
Petroleum Exploration and Development｜深部热流体活动背景下氦气的成因来源与运聚机制—以莺歌海盆地乐东底辟区为例

氦气是关乎国家战略安全和高新技术产业发展的关键稀有气体资源，我国长期高度依赖进口，资源安全形势严峻。莺歌海盆地乐东底辟区发育大规模泥流体底辟和深部热流体活动，为氦气的释放与运移提供了有利地质条件（图1），是研究深部热流体背景下氦气运聚机制的天然实验室。图1. 莺歌海盆地乐东底辟区构造位置与综合地层柱状图本研究基于热守恒方程、质量守恒定律与瑞利分馏模型，系统量化了乐东底辟区氦气的来源、运移与聚集过程,特别是通过计算壳幔混合成因氦气的3He/焓值来构建深部热流体对于氦气释放运移的驱动热机制，建立了该背景下氦气的运聚模式。该成果对深化氦气成藏理论及指导我国氦气勘探具有重要意义。研究成果发表在地学领域国际重要期刊《Petroleum Exploration and Development》。第一作者为中国石油大学（华东）冯子齐副教授，通讯作者为郝芳院士。合作作者包括中国石油大学（华东）田金强教授，中海油海南分公司胡林、胡高伟、张亚震高级工程师，以及中国石油大学（华东）肖俊杰、黎阳明、王维和李昊。中国石油大学（华东）深层油气全国重点实验室为第一署名单位，研究获国家自然科学基金、崂山实验室及中海油

2025-12-03
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing |基于稀疏约束的阻抗与子波交替迭代反演方法

基于地震子波空间不变假设的阻抗反演方法在储层预测中得到了广泛应用。然而，在实际地质条件下，地震子波虽然整体上相对稳定，但仍会存在一定的空间变化，尤其当地震响应与储层的非均质性不一致时，这种变化会导致反演精度下降。为解决这一问题，本文提出了一种基于稀疏约束的阻抗与子波交替迭代反演方法。该方法假设地震子波矩阵和反射系数均具有稀疏特性，并在此基础上，基于Lp范数构建了稀疏正则化约束的联合目标函数，实现了子波估计与阻抗反演的迭代更新。在具体实现过程中，首先将统计子波作为初始输入进行阻抗反演；随后利用阻抗反演结果对子波进行更新，两者交替迭代优化，从而在迭代过程中动态捕获子波的空间变化。通过该交替迭代过程，可以有效补偿由于非阻抗因素引起的地震记录在水平方向上的波形与频率差异，从而提高反演结果的一致性与可靠性。实际地震资料应用验证了所提方法的有效性。结果表明，该方法得到的阻抗曲线与测井资料吻合更好，利用估计子波合成的地震记录与井旁道拟合度更高。特别是在多井区域井震标定时，当单个子波无法同时适用于所有井的情况，该方法能更好地表征子波的空间变化特征，从而提升井震匹配与储层预测的精度。图1.(a)传统方法

2025-11-11

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