油矿地质学

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油矿地质学范文第1篇

关键词：同位素；相山；成岩年龄；矿化年龄

同位素地质年代学在成岩成矿年龄测定等方面具有重要应用。最近几十年，同位素样品制备技术的改善和高精度质谱方法如多接收器等离子体质谱法（mc-icp-ms）、激光等离子质谱（la-icp-ms）、激光探针质谱、离子探针（sims）、热电离质谱法（tims）等的问世与发展，大大提高了同位素测试结果的精度和准确性，使同位素地质年代学发挥的作用越来越大。相山铀矿是我国最大的火山岩型铀矿，几十年来，众多学者从成岩成矿年龄、成矿物质来源、成矿流体等各个方面对其进行了研究。本文将从同位素地质年代学的角度，对相山铀矿田的研究做进一步的探讨。

1 研究区地质概况

相山矿田位于扬子板块与华南板块交接部位的华南板块北缘，受相山大型火山塌陷盆地控制[1]。相山火山侵入杂岩于中国东南部火山侵入杂岩带北西侧，平面上呈椭圆形，东西长约26.5km，南北宽约15km，面积约309km2，构成一个大型火山塌陷盆地。基底为震旦纪浅变质岩系，东侧出露上三叠下侏罗统，西侧为白垩纪红层覆盖，盖层为上侏罗统打鼓顶组火山熔岩、火山碎屑岩及陆源碎屑岩和鹅湖岭组火山熔岩、火山碎屑岩及陆源碎屑岩[2]。矿区位于相山矿田内ne向邹石断裂带北段，为此，区内以ne向构造为主，火山塌陷构造表现形式为不同的火山岩岩性界面附近岩石破碎网状裂隙发育[3]。矿田内业已探明的铀矿床，在平面上以东西向矿床集中产于北部和西部，ew向基底构造与矿床集中区的空间产出相关联；火山盖层线、环构造分别或复合控制矿床定位，西部主要赋矿岩性为流纹英安岩（j3d）和碎斑熔岩（j3e），北部铀矿化主要赋存于花岗斑岩及其内外接触带[4]。

2 相山火山岩的成岩年龄

同位素定年技术在地质学上得到了广泛的应用，发挥了巨大的作用。几十年来，国内外学者对相山铀矿田的火山岩成岩年龄做了大量的研究。刘家远等[5]（1985）测得相山碎斑熔岩的rb-sr等时线年龄为147～163ma；陈迪云等[6]（1993）采用全岩rb-sr等时线法测得相山火山杂岩第二亚旋回中碎斑熔岩年龄为140ma；陈小明等[7]（1999）对相山边缘相碎斑熔岩及最晚阶段超浅成岩采用单颗粒锆石u-pb法（稀释法）测定了其形成年龄，分别为140.3ma和135.4ma。

以上研究人员所得年龄存在三个问题：第一，与”双旋回”[8，9]研究结果不相符合；第二，研究人员所测年龄相互之间不一致，如同样是流纹英安岩，张万良等与范洪海等所得年龄差距较大；第三，与基本的岩石岩相组合之间并不相符，从野外地质上流纹英安岩应属打鼓岭组（j3d），碎斑熔岩应属鹅湖岭组（j3e），分别属于火山旋回的第一和第二亚旋回，年代上应该为碎斑熔岩晚于流纹英安岩，但是实际测得年龄结果恰恰相反。近几年来，随着同位素检测技术的飞速发展，一些最先进的同位素定年手段被应用到研究中，对相山的同位素地质年代有了新的观点与结论。

何观生等[10]（2009）在前人的基础上利用shrimp测定了相山火山杂岩第一亚旋回中的流纹英安斑岩的锆石u-pb年龄，并获得了一组很好的206pb/238u加权平均年龄为136.6±2.7ma，与范红海等[11]利用单颗粒锆石u-pb法（稀释法）测定的流纹英安斑岩年龄（136.0±2.6ma）一致。所以他们确定相山流纹英安斑岩的成岩年龄应该为136.6ma左右，并据此得出结论：相山火山杂岩中的流纹英安斑岩的形成时间为早白垩世。

此后，杨水源等[12]（2010）采用shrimp，la-icp-ms和la-mc-icp-ms对相山地区早阶段的流纹英安岩和晚阶段的流纹英安斑岩进行了高精度的锆石u-pb同位素年代学及锆石hf同位素组成特征的研究。结果表明，流纹英安岩的锆石206pb/238u加权平均年龄为（135.1±1.7）ma，流纹英安斑岩的年龄为（134.8±1.1）ma，同样得出相山流纹英安岩与流纹英安斑岩的形成时代为早白垩世的结论。

3 成矿年龄

陈迪云等[6]（1993）推测钠交代作用发生在120×106a左右，接着便是一次成矿作用，形成钠交代型铀矿化。相山矿田两

期主要的矿化分别发生在120×106a左右和100×106a左右。孙占学[13]（2004）认为，矿田内主要矿化类型有碱交代型和萤石-水云母型两种。碱交代型铀矿化分布于矿田的东北部和北部，矿化年龄多集中于120ma左右。萤石-水云母型铀矿化主要分布在矿田西部、西北部，矿化年龄大多为100ma。

结论与展望

（1）相山流纹英安岩的锆石206pb/238u加权平均年龄为（135.1±1.7）ma，流纹英安斑岩的年龄为（134.8±1.1）ma，碎斑熔岩的年龄有待于用更加先进的质谱方法进行重新测定，有待于建立相山地区火山岩各段岩石的锆石shrimpu-pb年龄谱。交代型铀矿化年龄多集中于120ma左右。萤石-水云母型铀矿化年龄大多为100ma。

（2）随着同位素测年技术的不断改进，同位素地质年代学实验技术的飞速发展，新方法的不断诞生，同位素地质年代学必将在未来的地质研究中发挥更加重要的作用。

参考文献

1. 胡茂梅，邵飞，张鸿，何晓梅，高玉芝，肖光禄.相山西部河元背地区构造特征及深部找矿方向探讨.东华理工大学学报（自然科学版），2010，33（1）.36-42.

2. 周，毛玉锋，杨松，付湘，陈黎明，王顺生.江西省乐安县相山矿田荷上铀矿床蚀变特征及其意义.东华理工大学学报（自然科学版）.2012，35（1）.1-9.

3. 邵飞，许健俊，何晓梅，何丹丹，刘春月.相山铀矿田山南矿区稀土元素特征及其地质意义.东华理工大学学报（自然科学版）.2012，35（3）.223-229.

4. 邵飞，陈晓明，徐恒力，唐湘生，邹茂卿，胡茂梅，何晓梅.相山铀矿田成矿物质来源探讨.东华理工大学学报（自然科学版）.2007.31（1）.39-44，80.

5. 刘家远.相山岩体——一个壳源花岗质浅成侵入火山杂岩体.1985（2）.142-149.

6. 陈迪云，周文斌，周鲁民，吴伯林，谭敬华，孙占学.相山铀矿田同位素地质学特征.1993（04），370-377.

7. 陈小明，陆建军，刘昌实.赵连泽.王德滋.李惠民.桐庐、相山火山-侵入杂岩单颗粒锆石u-pb年龄.1999（8），113-119.

8. 王传文.侯文尧.万国良.方锡珩.相山及邻区碎斑流纹岩的特征和成因.1982.3.

9. 吴仁贵，相山地区如意亭剖面火山建造特征.1999，22（3）.201-208.

10. 何观生，戴民主，李建峰，曹寿孙，夏斌，许德如，李文铅，杨之青.相山流纹英安斑岩锆石shrimpu-pb年龄及地质意义.2009（02）.299-303.

11. 范洪海，王德滋，沈渭洲，刘昌实，汪相，凌洪飞.江西相山火山—侵入杂岩及中基性脉岩形成时代研究. 2005（01），86-91.

油矿地质学范文第2篇

1782年4月，在法国巴黎近郊，一位采石工人正在卖力地开采石头。当他开采到地下4米深处的石灰岩层时，他劈开了一块巨大的石头，眼前的一幕让他惊呆了，他发现石头里面藏着4只蟾蜍，它们竟然都还活着。这4只蟾蜍并排在一起，每只占据一个窝坑，窝坑比蟾蜍稍大一点。石头被劈开后，这4只蟾蜍蹦了出来，看起来还很有活力。蟾蜍怎么会进到石头里呢？难道是在这些石头形成之前它们就被埋在这里了吗？采石工人觉得不可思议，就把这件事上报给当地政府。很快，科学家来到这里，对这里的石灰岩层进行了科学测定，证实它们形成于100多万年之前，也就是说这4只蟾蜍在石层中已经冬眠100多万年了。

这件事让人们大为惊诧，这4只蟾蜍竟然能活100多万年！它们是怎么在这100多万年里保持着生命的活力的呢？

我们谁都渴望长寿，可是人类和其他动物的寿命都是有限的，一只狗可以活15年20年，一匹马可以活30年到40年。无论是人类还是动物，生命都是有限的。一般来说，人的生命极限为200至250年，而普通的青蛙和蟾蜍的生命极限也只是10年。

可是这4只小小的蟾蜍竟然能够挑战生命的极限，存活了100万年，这令人唏嘘不已。然而，奇迹仍在上演。100多年以后，一只活了200万年的青蛙再一次震惊世人。1946年7月，一位石油地质学家在美洲墨西哥的石油矿床里，挖掘出一只冬眠的青蛙。这只青蛙被埋在地下2000米深的矿层内，被挖掘出来时皮肤柔软，富有光泽，能活动，过了两天后才死去。地质学家对这个矿层进行了科学测定，发现这个矿床是在200万年前形成的，而这只青蛙可能是在矿床形成的时候被埋在矿层内的，也就是说它在矿层内已经生存了200多万年。

“老寿星”的长寿秘诀

面对这样的生命奇迹，人们不禁要问：“在如此漫长的时间内，这些蟾蜍和青蛙在没有食物、水和阳光的环境下，是怎么维持生命的呢？这些能生存百万年的老寿星们，它们是怎么修炼出长寿秘诀的呢？”

有的科学家分析说，可能是这些动物在冬眠的时候地壳发生了变动，它们所在的淤泥变成了岩石，这些岩石虽然看起来很坚固，其实存在着不少微小缝隙，所以水分和空气都能够进入岩石中，它们便可以生存了。但是，动物要维系生命，还需要一定的热量，尽管蟾蜍或青蛙在冬眠时热量消耗非常低，但它们自身的热量，无论如何也无法维持数千年甚至数万年之久啊！

科学家解释说，蟾蜍和青蛙能经过上百万年仍有生命体征，得益于它们生存在一个保持“恒温”的环境下。封存它们的岩层或矿层就是这样一个恒温的环境。在这样的环境下，它们不会受到任何外界的刺激，天气阴晴冷暖、四季交替对它们都没有什么影响。蟾蜍和青蛙实际上等于把生命贮藏了起来，不进行新陈代谢，不消耗能量，所以能长期不吃东西而不死亡。

油矿地质学范文第3篇

关键词：油藏储层建模；三维可视化；VolumeViz；储层剖面

中图分类号：TP317.4文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2013）012-0166-02

作者简介：王家华（1945-），男，西安石油大学计算机学院教授，研究方向为油藏描述、储层建模、地质统计学、地质图形可视化、决策分析、风险分析、软件系统；陈雨馨（1987-），女，西安石油大学计算机学院硕士研究生，研究方向为计算机图形学。

0引言

储层建模就是利用油气勘探和开发过程中取得的地震、测井、钻井等数据，结合沉积学、储层地质学和数学方法来定量描述二维或三维储层的空间变化特性，是勘探地质构造的主要手段。而基于计算机图形学的三维可视化技术实现了储层模型的更为直观的图像显示，既描述了地下复杂的地质构造情况，又反映了石油矿产等资源的构造形态和属性特征的空间分布，为进一步决策提供至关重要的实验数据支持。

Open Inventor （OIV）是在OpenGL的基础上开发而成的，它通过“搭积木”的方式来构造复杂的三维场景，使用户只花费很少的时间就可以构造出复杂、优美的三维场景。而在大量数据可视化方面，OIV的扩展模块VolumeViz能够实现超大数据集的交互可视化，支持海量数据集的转化和数据整合技术，同步进行超大数据的可视化计算，并采用了最新的GPU渲染技术，更高效地实现高质的可视化效果。其中，VolumeViz中海量数据管理器（LDM）组件能够将海量数据转化整合为内部文件，加速实时可视化。本文研究了VolumeViz海量数据转化技术，并结合实际数据实现油藏储层剖面图的绘制。

1储层数据转化

1.1多分辨存储的LDM文件

油气储层建模除了能使用钻井、测井数据外，还应使用反映地下储层属性的地震数据，用以弥补井数据的不足。目前存在多种地震数据格式，其中SEGY格式已成为记录地震数据的标准格式，它也是石油勘探行业地震数据最为普遍的格式之一。为了更为精确地实现储层模型的三维可视化显示，实际显示时会对地震数据进行插值以获得更高的分辨率，比如克里金插值。而随着需要处理的地震数据加大，插值后数据量的指数级增长会给三维可视化显示带来很大的挑战。为此，OIV的扩展模块VolumeViz采用一种新的文件格式，即海量数据管理格式（Large Data Management，LDM），它可以将包括地震数据在内的大规模数据按一定规则进行转化和重组，以实现快速遍历数据和加快实时三维可视化显示的目的。

与地震数据SEGY格式按道存储不同，LDM文件中的地震数据是按照多分辨分块八叉树结构将数据重组。八叉树是一种用于描述三维空间的树状数据结构，八叉树的每一个节点都表示一个正方体的体积元素，而将每个节点的8个子节点的体积元素组合起来就构成了该节点的体积。常规八叉树只存储最深层叶子节点，而LDM文件则采用的是多分辨八叉树结构存储数据，即在不改变数据覆盖范围前提下，对不同深度下的叶子数据都进行计算并保存。当要求低分辨显示数据时，只需遍历浅层次叶子节点数据；而要求高分辨显示数据时，则必须遍历更深层次的叶子节点数据。

LDM文件特殊的存储方式具有以下3个优点：

（1）数据分块处理，加快存取速率。LDM文件中，地震数据被分成分辨率不同的小块，在绘制时根据不同分辨率的要求加载对应的块数据即可，不需要加载全部数据，而且并行处理算法可以加速块数据的存取，比SEGY格式有明显优势。

（2）数据结构空间相关，加快数据遍历。LDM文件中数据的八叉树存储结构具有很高的层间相关性，高效的树结构遍历算法就是利用这种高相关性很快搜索到指定数据库。

（3）绘制策略应用多分辨率思想。LDM文件将数据从低分辨到高分辨依次编码存储。在显示过程中顺序加载，先加载数据量较少的低分辨率数据，显示低分辨率图像；然后继续加载数据量更多的高分辨率数据，实现更高分辨率图像的显示，这种数据格式允许实现任意分辨率的显示。

以上优点使得LDM文件可以高速处理容量巨大的地震数据，实现数据的实时三维可视化显示，从而极大地改善了用户体验，这些都是SEGY格式文件很难做到的。

1.2LDM文件转换原理

地震数据SEGY文件是以三维栅格结构来存储数据的，即文件中的每个采样点都代表空间中某点的勘测数值。要想利用LDM文件实现数据的高效存储与显示，就需要将栅格结构的SEGY文件转换成多分辨八叉树结构的LDM文件，其转换过程主要有两个步骤。

（1）创建八叉树结构。

创建八叉树结构时必须考虑的因素包括两个方面：首先是所能申请的数据存储空间，如果空间充裕，可以实现最高分辨率的八叉树编码，此时的叶子节点就越小，可以绘制出精细的图像，但是遍历所需要的时间就会比较多；其次是在存储空间不充裕时，则只能对低分辨率的大叶子节点进行八叉树编码，在绘制时会损失图像分辨率，但其遍历节点会很快。因此在数据转化过程中，需要在存储空间和执行时间效率之间认真权衡。在OIV的LDM文件中，当原始数据中某一节点内采样点数目小于64×64×64时，就不再继续划分该节点。

（2）产生多分辨率数据结构。

油矿地质学范文第4篇

【关键词】微生物采油；采收率；提高

随着全球微生物技术的发展，微生物采油技术已向前迈出了可喜的步伐。有人认为，利用微生物开采石油的时代已经到来。微生物提高采收率（Microbial Enhanced Oil Recovery）是指利用微生物及其代谢产物增加石油产量的一种石油开采技术。该技术是将经过筛选和评价的微生物与培养基注入地下油层，通过微生物就地繁殖和代谢，产生酸、气体、溶剂、生物表面活性剂和生物聚合物，改变岩石孔道和油藏原油的物理化性质，提高原油产量和增加油藏原油采收率。

一、微生物采油是一种最有前景的提高采收率方法

大量的室内研究和现场试验结果表明，微生物采油是一种最有前景的提高采收率方法。1991年美国已把微生物采油技术列为继热驱、化学驱、气驱等三次采油之后的第四次提高原油采收率方法，并已在许多油田得到应用。前苏联也把微生物采油列为一种工业性应用的新的提高采收率方法。东欧各国、澳大利亚、加拿大等国也很重视对微生物采油的研究，并把研究成果应用于矿场。

微生物采油以其可观的经济效益、独特的优点和广阔的发展前景引起各国石油工业界的重视。我国对微生物采油的研究，早在60年代末就开始探讨用地面烃类发酵，就地制备生物表面活性剂及生物聚合物的试验。七五”期间中科院微生物所与大庆油田合作，开展了两口井的微生物吞吐试验并取得了明显效果。“八五”期间，吉林油田和中科院微生物所合作已在35口井试验，累计增油4462吨。大港油田使用美国菌种，在枣园油田两口井内试验，已增油360吨。

大庆油田微生物采油技术研究始于1965年，1990年率先在国内进入矿场实验，2002年以来成功进行了多次先导性矿场试验，并已经掌握一整套拥有自主知识产权的微生物驱油技术。2002年，通过应用微生物采油技术，采油十厂的13口吞吐试验井，注入微生物后平均含水下降16％，一类油层的5口井累计增油1846吨。2011年，通过优选菌种和优化注入方式，采油七厂微生物驱油的7口试验井，日产油量由25吨上升到41吨、含水由47％下降到40％，两年来累计增油7000多吨。其中，有两口已关闭3年的废井，又恢复了生产。

二、微生物采油的技术特点

1、微生物采油技术的发展迫切要求综合各学科的研究成果

通过各学科间技术的交叉，大大提高微生物采油的研究进程和微生物提高采收率的成功率。微生物学家必须依靠油藏地质学家和石油工程师提供的有关地层构造、油藏条件等资料，研究微生物在油藏条件的生长、繁殖及代谢过程；遗传学家必须按微生物学家和石油工程师的要求设计并培育菌种；环境工程师必须使注入微生物不污染水源，排放的废水不导致人类受害和环境污染；化学工程师必须进行微生物与油藏及流体反应产物的分析和化验，以及微生物注入方案监测；石油工程师依靠微生物学家和遗传工程师提供的菌种及其营养物结构，掌握细菌培养，实施微生物注入。

遗传工程学在微生物采油技术中起着越来越重要的作用。微生物采油成功的关键在于“超级细菌”的发现。这种超级细菌的要求为：

（1）能在不利的油藏环境下（高温、高盐、高压和无氧等）迅速繁殖和运移；

（2）能产生大量的有益于原油流动的代谢产物；

（3）能降解迥的重质组分，能脱硫、脱重金属。

这种超级细菌的产生意味着微生物采油技术新纪元的开始。总之，微生物采油的成功是各学科的共同协作的成果。

2、微生物采油技术中地层条件对细菌的影响

用于采油的微生物必须能在地层中增殖。影响细菌在油层中的生长、繁殖、代谢的因素很多，这些因素包括氧化——还原电势、氢离子浓度、压力、温度、盐度、营养物的可利用性，以及不存在阻化剂或毒性因子等。如果深埋在地下岩层中的这些条件与微生物生长所需的营养基能够保证的话，微生物能顺利地生长、繁殖和代谢。

微生物提高采收率最困难的是要有效地将注入的微生物分布到难采出的原油的整个多孔岩石中。迄今为止的一些试验证明，细菌的传播有好几种机理：细菌细胞可靠布朗运动，靠生物体的自然运动，靠细胞增殖，以及靠注入流体的流动等机理而传播。

细菌及多孔介质的物理、化学和所带电荷的性质，对决定细菌的扩散倾向是很有作用的。由于细胞倾向于粘附到岩石表面，降低了注入细胞通过岩石的能力。对此问题的研究表明，如果对表面电荷已经了解并进行了补偿，细菌在岩石表面上的附着力可以降低。当这种表面电荷最小时，细菌就可在很大程度上穿透多孔岩石，并相应地使原油采收率增加。

Meyers等人对粘质赛氏杆菌(Serratia marcescens)穿透到被油饱和以及没有被油饱和的岩心中的情况进行了研究，他们发现穿透的速度和程度，与岩心的渗透率、孔隙度或岩心是否含油都没有什么关系。Yen等人则发现岩石中存在原油，提高了芽孢和生活细胞(Viablecells)的穿透能力。Clark发现细菌穿透渗透率为200～400×10-3μm2的岩心时，细菌细胞的大小不是主要因素，发生影响的是离子浓度。注入高浓度的细菌悬浮液（每毫升含细胞数大于10个）时会堵塞地层，并因此而减小细胞的分散作用。发现注入10-3mol的焦磷酸离子，使微生物细胞在砂岩中的穿透能力增高。曾经观察到岩石的表面电荷，以及荷电细菌细胞与荷电岩石表面之间的相互作用因焦磷酸盐的处理而改变。

梭状芽孢杆菌(Clostridium)及芽孢杆菌(Bacillus)的芽孢穿透砂岩岩心和充填砂粒时，比植物的细胞(Vegetativecells)容易些。有人发现这种情况是由于芽孢上较高的电荷与岩石上的同类电荷相互作用引起的相互排斥力的结果。Knapp等人指出，在砂岩中，可运动的微生物比不能运动的微生物的穿透速度要高3～7倍。