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
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
