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油礦地質學范文第1篇

關鍵詞：同位素；相山；成巖年齡；礦化年齡

同位素地質年代學在成巖成礦年齡測定等方面具有重要應用。最近幾十年，同位素樣品制備技術的改善和高精度質譜方法如多接收器等離子體質譜法（mc-icp-ms）、激光等離子質譜（la-icp-ms）、激光探針質譜、離子探針（sims）、熱電離質譜法（tims）等的問世與發展，大大提高了同位素測試結果的精度和準確性，使同位素地質年代學發揮的作用越來越大。相山鈾礦是我國最大的火山巖型鈾礦，幾十年來，眾多學者從成巖成礦年齡、成礦物質來源、成礦流體等各個方面對其進行了研究。本文將從同位素地質年代學的角度，對相山鈾礦田的研究做進一步的探討。

1 研究區地質概況

相山礦田位于揚子板塊與華南板塊交接部位的華南板塊北緣，受相山大型火山塌陷盆地控制[1]。相山火山侵入雜巖于中國東南部火山侵入雜巖帶北西側，平面上呈橢圓形，東西長約26.5km，南北寬約15km，面積約309km2，構成一個大型火山塌陷盆地。基底為震旦紀淺變質巖系，東側出露上三疊下侏羅統，西側為白堊紀紅層覆蓋，蓋層為上侏羅統打鼓頂組火山熔巖、火山碎屑巖及陸源碎屑巖和鵝湖嶺組火山熔巖、火山碎屑巖及陸源碎屑巖[2]。礦區位于相山礦田內ne向鄒石斷裂帶北段，為此，區內以ne向構造為主，火山塌陷構造表現形式為不同的火山巖巖性界面附近巖石破碎網狀裂隙發育[3]。礦田內業已探明的鈾礦床，在平面上以東西向礦床集中產于北部和西部，ew向基底構造與礦床集中區的空間產出相關聯；火山蓋層線、環構造分別或復合控制礦床定位，西部主要賦礦巖性為流紋英安巖（j3d）和碎斑熔巖（j3e），北部鈾礦化主要賦存于花崗斑巖及其內外接觸帶[4]。

2 相山火山巖的成巖年齡

同位素定年技術在地質學上得到了廣泛的應用，發揮了巨大的作用。幾十年來，國內外學者對相山鈾礦田的火山巖成巖年齡做了大量的研究。劉家遠等[5]（1985）測得相山碎斑熔巖的rb-sr等時線年齡為147～163ma；陳迪云等[6]（1993）采用全巖rb-sr等時線法測得相山火山雜巖第二亞旋回中碎斑熔巖年齡為140ma；陳小明等[7]（1999）對相山邊緣相碎斑熔巖及最晚階段超淺成巖采用單顆粒鋯石u-pb法（稀釋法）測定了其形成年齡，分別為140.3ma和135.4ma。

以上研究人員所得年齡存在三個問題：第一，與”雙旋回”[8，9]研究結果不相符合；第二，研究人員所測年齡相互之間不一致，如同樣是流紋英安巖，張萬良等與范洪海等所得年齡差距較大；第三，與基本的巖石巖相組合之間并不相符，從野外地質上流紋英安巖應屬打鼓嶺組（j3d），碎斑熔巖應屬鵝湖嶺組（j3e），分別屬于火山旋回的第一和第二亞旋回，年代上應該為碎斑熔巖晚于流紋英安巖，但是實際測得年齡結果恰恰相反。近幾年來，隨著同位素檢測技術的飛速發展，一些最先進的同位素定年手段被應用到研究中，對相山的同位素地質年代有了新的觀點與結論。

何觀生等[10]（2009）在前人的基礎上利用shrimp測定了相山火山雜巖第一亞旋回中的流紋英安斑巖的鋯石u-pb年齡，并獲得了一組很好的206pb/238u加權平均年齡為136.6±2.7ma，與范紅海等[11]利用單顆粒鋯石u-pb法（稀釋法）測定的流紋英安斑巖年齡（136.0±2.6ma）一致。所以他們確定相山流紋英安斑巖的成巖年齡應該為136.6ma左右，并據此得出結論：相山火山雜巖中的流紋英安斑巖的形成時間為早白堊世。

此后，楊水源等[12]（2010）采用shrimp，la-icp-ms和la-mc-icp-ms對相山地區早階段的流紋英安巖和晚階段的流紋英安斑巖進行了高精度的鋯石u-pb同位素年代學及鋯石hf同位素組成特征的研究。結果表明，流紋英安巖的鋯石206pb/238u加權平均年齡為（135.1±1.7）ma，流紋英安斑巖的年齡為（134.8±1.1）ma，同樣得出相山流紋英安巖與流紋英安斑巖的形成時代為早白堊世的結論。

3 成礦年齡

陳迪云等[6]（1993）推測鈉交代作用發生在120×106a左右，接著便是一次成礦作用，形成鈉交代型鈾礦化。相山礦田兩

期主要的礦化分別發生在120×106a左右和100×106a左右。孫占學[13]（2004）認為，礦田內主要礦化類型有堿交代型和螢石-水云母型兩種。堿交代型鈾礦化分布于礦田的東北部和北部，礦化年齡多集中于120ma左右。螢石-水云母型鈾礦化主要分布在礦田西部、西北部，礦化年齡大多為100ma。

結論與展望

（1）相山流紋英安巖的鋯石206pb/238u加權平均年齡為（135.1±1.7）ma，流紋英安斑巖的年齡為（134.8±1.1）ma，碎斑熔巖的年齡有待于用更加先進的質譜方法進行重新測定，有待于建立相山地區火山巖各段巖石的鋯石shrimpu-pb年齡譜。交代型鈾礦化年齡多集中于120ma左右。螢石-水云母型鈾礦化年齡大多為100ma。

（2）隨著同位素測年技術的不斷改進，同位素地質年代學實驗技術的飛速發展，新方法的不斷誕生，同位素地質年代學必將在未來的地質研究中發揮更加重要的作用。

參考文獻

1. 胡茂梅，邵飛，張鴻，何曉梅，高玉芝，肖光祿.相山西部河元背地區構造特征及深部找礦方向探討.東華理工大學學報（自然科學版），2010，33（1）.36-42.

2. 周，毛玉鋒，楊松，付湘，陳黎明，王順生.江西省樂安縣相山礦田荷上鈾礦床蝕變特征及其意義.東華理工大學學報（自然科學版）.2012，35（1）.1-9.

3. 邵飛，許健俊，何曉梅，何丹丹，劉春月.相山鈾礦田山南礦區稀土元素特征及其地質意義.東華理工大學學報（自然科學版）.2012，35（3）.223-229.

4. 邵飛，陳曉明，徐恒力，唐湘生，鄒茂卿，胡茂梅，何曉梅.相山鈾礦田成礦物質來源探討.東華理工大學學報（自然科學版）.2007.31（1）.39-44，80.

5. 劉家遠.相山巖體——一個殼源花崗質淺成侵入火山雜巖體.1985（2）.142-149.

6. 陳迪云，周文斌，周魯民，吳伯林，譚敬華，孫占學.相山鈾礦田同位素地質學特征.1993（04），370-377.

7. 陳小明，陸建軍，劉昌實.趙連澤.王德滋.李惠民.桐廬、相山火山-侵入雜巖單顆粒鋯石u-pb年齡.1999（8），113-119.

8. 王傳文.侯文堯.萬國良.方錫珩.相山及鄰區碎斑流紋巖的特征和成因.1982.3.

9. 吳仁貴，相山地區如意亭剖面火山建造特征.1999，22（3）.201-208.

10. 何觀生，戴民主，李建峰，曹壽孫，夏斌，許德如，李文鉛，楊之青.相山流紋英安斑巖鋯石shrimpu-pb年齡及地質意義.2009（02）.299-303.

11. 范洪海，王德滋，沈渭洲，劉昌實，汪相，凌洪飛.江西相山火山—侵入雜巖及中基性脈巖形成時代研究. 2005（01），86-91.

油礦地質學范文第2篇

1782年4月，在法國巴黎近郊，一位采石工人正在賣力地開采石頭。當他開采到地下4米深處的石灰巖層時，他劈開了一塊巨大的石頭，眼前的一幕讓他驚呆了，他發現石頭里面藏著4只蟾蜍，它們竟然都還活著。這4只蟾蜍并排在一起，每只占據一個窩坑，窩坑比蟾蜍稍大一點。石頭被劈開后，這4只蟾蜍蹦了出來，看起來還很有活力。蟾蜍怎么會進到石頭里呢？難道是在這些石頭形成之前它們就被埋在這里了嗎？采石工人覺得不可思議，就把這件事上報給當地政府。很快，科學家來到這里，對這里的石灰巖層進行了科學測定，證實它們形成于100多萬年之前，也就是說這4只蟾蜍在石層中已經冬眠100多萬年了。

這件事讓人們大為驚詫，這4只蟾蜍竟然能活100多萬年！它們是怎么在這100多萬年里保持著生命的活力的呢？

我們誰都渴望長壽，可是人類和其他動物的壽命都是有限的，一只狗可以活15年20年，一匹馬可以活30年到40年。無論是人類還是動物，生命都是有限的。一般來說，人的生命極限為200至250年，而普通的青蛙和蟾蜍的生命極限也只是10年。

可是這4只小小的蟾蜍竟然能夠挑戰生命的極限，存活了100萬年，這令人唏噓不已。然而，奇跡仍在上演。100多年以后，一只活了200萬年的青蛙再一次震驚世人。1946年7月，一位石油地質學家在美洲墨西哥的石油礦床里，挖掘出一只冬眠的青蛙。這只青蛙被埋在地下2000米深的礦層內，被挖掘出來時皮膚柔軟，富有光澤，能活動，過了兩天后才死去。地質學家對這個礦層進行了科學測定，發現這個礦床是在200萬年前形成的，而這只青蛙可能是在礦床形成的時候被埋在礦層內的，也就是說它在礦層內已經生存了200多萬年。

“老壽星”的長壽秘訣

面對這樣的生命奇跡，人們不禁要問：“在如此漫長的時間內，這些蟾蜍和青蛙在沒有食物、水和陽光的環境下，是怎么維持生命的呢？這些能生存百萬年的老壽星們，它們是怎么修煉出長壽秘訣的呢？”

有的科學家分析說，可能是這些動物在冬眠的時候地殼發生了變動，它們所在的淤泥變成了巖石，這些巖石雖然看起來很堅固，其實存在著不少微小縫隙，所以水分和空氣都能夠進入巖石中，它們便可以生存了。但是，動物要維系生命，還需要一定的熱量，盡管蟾蜍或青蛙在冬眠時熱量消耗非常低，但它們自身的熱量，無論如何也無法維持數千年甚至數萬年之久啊！

科學家解釋說，蟾蜍和青蛙能經過上百萬年仍有生命體征，得益于它們生存在一個保持“恒溫”的環境下。封存它們的巖層或礦層就是這樣一個恒溫的環境。在這樣的環境下，它們不會受到任何外界的刺激，天氣陰晴冷暖、四季交替對它們都沒有什么影響。蟾蜍和青蛙實際上等于把生命貯藏了起來，不進行新陳代謝，不消耗能量，所以能長期不吃東西而不死亡。

油礦地質學范文第3篇

關鍵詞：油藏儲層建模；三維可視化；VolumeViz；儲層剖面

中圖分類號：TP317.4文獻標識碼：A文章編號文章編號：1672-7800（2013）012-0166-02

作者簡介：王家華（1945-），男，西安石油大學計算機學院教授，研究方向為油藏描述、儲層建模、地質統計學、地質圖形可視化、決策分析、風險分析、軟件系統；陳雨馨（1987-），女，西安石油大學計算機學院碩士研究生，研究方向為計算機圖形學。

0引言

儲層建模就是利用油氣勘探和開發過程中取得的地震、測井、鉆井等數據，結合沉積學、儲層地質學和數學方法來定量描述二維或三維儲層的空間變化特性，是勘探地質構造的主要手段。而基于計算機圖形學的三維可視化技術實現了儲層模型的更為直觀的圖像顯示，既描述了地下復雜的地質構造情況，又反映了石油礦產等資源的構造形態和屬性特征的空間分布，為進一步決策提供至關重要的實驗數據支持。

Open Inventor （OIV）是在OpenGL的基礎上開發而成的，它通過“搭積木”的方式來構造復雜的三維場景，使用戶只花費很少的時間就可以構造出復雜、優美的三維場景。而在大量數據可視化方面，OIV的擴展模塊VolumeViz能夠實現超大數據集的交互可視化，支持海量數據集的轉化和數據整合技術，同步進行超大數據的可視化計算，并采用了最新的GPU渲染技術，更高效地實現高質的可視化效果。其中，VolumeViz中海量數據管理器（LDM）組件能夠將海量數據轉化整合為內部文件，加速實時可視化。本文研究了VolumeViz海量數據轉化技術，并結合實際數據實現油藏儲層剖面圖的繪制。

1儲層數據轉化

1.1多分辨存儲的LDM文件

油氣儲層建模除了能使用鉆井、測井數據外，還應使用反映地下儲層屬性的地震數據，用以彌補井數據的不足。目前存在多種地震數據格式，其中SEGY格式已成為記錄地震數據的標準格式，它也是石油勘探行業地震數據最為普遍的格式之一。為了更為精確地實現儲層模型的三維可視化顯示，實際顯示時會對地震數據進行插值以獲得更高的分辨率，比如克里金插值。而隨著需要處理的地震數據加大，插值后數據量的指數級增長會給三維可視化顯示帶來很大的挑戰。為此，OIV的擴展模塊VolumeViz采用一種新的文件格式，即海量數據管理格式（Large Data Management，LDM），它可以將包括地震數據在內的大規模數據按一定規則進行轉化和重組，以實現快速遍歷數據和加快實時三維可視化顯示的目的。

與地震數據SEGY格式按道存儲不同，LDM文件中的地震數據是按照多分辨分塊八叉樹結構將數據重組。八叉樹是一種用于描述三維空間的樹狀數據結構，八叉樹的每一個節點都表示一個正方體的體積元素，而將每個節點的8個子節點的體積元素組合起來就構成了該節點的體積。常規八叉樹只存儲最深層葉子節點，而LDM文件則采用的是多分辨八叉樹結構存儲數據，即在不改變數據覆蓋范圍前提下，對不同深度下的葉子數據都進行計算并保存。當要求低分辨顯示數據時，只需遍歷淺層次葉子節點數據；而要求高分辨顯示數據時，則必須遍歷更深層次的葉子節點數據。

LDM文件特殊的存儲方式具有以下3個優點：

（1）數據分塊處理，加快存取速率。LDM文件中，地震數據被分成分辨率不同的小塊，在繪制時根據不同分辨率的要求加載對應的塊數據即可，不需要加載全部數據，而且并行處理算法可以加速塊數據的存取，比SEGY格式有明顯優勢。

（2）數據結構空間相關，加快數據遍歷。LDM文件中數據的八叉樹存儲結構具有很高的層間相關性，高效的樹結構遍歷算法就是利用這種高相關性很快搜索到指定數據庫。

（3）繪制策略應用多分辨率思想。LDM文件將數據從低分辨到高分辨依次編碼存儲。在顯示過程中順序加載，先加載數據量較少的低分辨率數據，顯示低分辨率圖像；然后繼續加載數據量更多的高分辨率數據，實現更高分辨率圖像的顯示，這種數據格式允許實現任意分辨率的顯示。

以上優點使得LDM文件可以高速處理容量巨大的地震數據，實現數據的實時三維可視化顯示，從而極大地改善了用戶體驗，這些都是SEGY格式文件很難做到的。

1.2LDM文件轉換原理

地震數據SEGY文件是以三維柵格結構來存儲數據的，即文件中的每個采樣點都代表空間中某點的勘測數值。要想利用LDM文件實現數據的高效存儲與顯示，就需要將柵格結構的SEGY文件轉換成多分辨八叉樹結構的LDM文件，其轉換過程主要有兩個步驟。

（1）創建八叉樹結構。

創建八叉樹結構時必須考慮的因素包括兩個方面：首先是所能申請的數據存儲空間，如果空間充裕，可以實現最高分辨率的八叉樹編碼，此時的葉子節點就越小，可以繪制出精細的圖像，但是遍歷所需要的時間就會比較多；其次是在存儲空間不充裕時，則只能對低分辨率的大葉子節點進行八叉樹編碼，在繪制時會損失圖像分辨率，但其遍歷節點會很快。因此在數據轉化過程中，需要在存儲空間和執行時間效率之間認真權衡。在OIV的LDM文件中，當原始數據中某一節點內采樣點數目小于64×64×64時，就不再繼續劃分該節點。

（2）產生多分辨率數據結構。

油礦地質學范文第4篇

【關鍵詞】微生物采油；采收率；提高

隨著全球微生物技術的發展，微生物采油技術已向前邁出了可喜的步伐。有人認為，利用微生物開采石油的時代已經到來。微生物提高采收率（Microbial Enhanced Oil Recovery）是指利用微生物及其代謝產物增加石油產量的一種石油開采技術。該技術是將經過篩選和評價的微生物與培養基注入地下油層，通過微生物就地繁殖和代謝，產生酸、氣體、溶劑、生物表面活性劑和生物聚合物，改變巖石孔道和油藏原油的物理化性質，提高原油產量和增加油藏原油采收率。

一、微生物采油是一種最有前景的提高采收率方法

大量的室內研究和現場試驗結果表明，微生物采油是一種最有前景的提高采收率方法。1991年美國已把微生物采油技術列為繼熱驅、化學驅、氣驅等三次采油之后的第四次提高原油采收率方法，并已在許多油田得到應用。前蘇聯也把微生物采油列為一種工業性應用的新的提高采收率方法。東歐各國、澳大利亞、加拿大等國也很重視對微生物采油的研究，并把研究成果應用于礦場。

微生物采油以其可觀的經濟效益、獨特的優點和廣闊的發展前景引起各國石油工業界的重視。我國對微生物采油的研究，早在60年代末就開始探討用地面烴類發酵，就地制備生物表面活性劑及生物聚合物的試驗。七五”期間中科院微生物所與大慶油田合作，開展了兩口井的微生物吞吐試驗并取得了明顯效果。“八五”期間，吉林油田和中科院微生物所合作已在35口井試驗，累計增油4462噸。大港油田使用美國菌種，在棗園油田兩口井內試驗，已增油360噸。

大慶油田微生物采油技術研究始于1965年，1990年率先在國內進入礦場實驗，2002年以來成功進行了多次先導性礦場試驗，并已經掌握一整套擁有自主知識產權的微生物驅油技術。2002年，通過應用微生物采油技術，采油十廠的13口吞吐試驗井，注入微生物后平均含水下降16％，一類油層的5口井累計增油1846噸。2011年，通過優選菌種和優化注入方式，采油七廠微生物驅油的7口試驗井，日產油量由25噸上升到41噸、含水由47％下降到40％，兩年來累計增油7000多噸。其中，有兩口已關閉3年的廢井，又恢復了生產。

二、微生物采油的技術特點

1、微生物采油技術的發展迫切要求綜合各學科的研究成果

通過各學科間技術的交叉，大大提高微生物采油的研究進程和微生物提高采收率的成功率。微生物學家必須依靠油藏地質學家和石油工程師提供的有關地層構造、油藏條件等資料，研究微生物在油藏條件的生長、繁殖及代謝過程；遺傳學家必須按微生物學家和石油工程師的要求設計并培育菌種；環境工程師必須使注入微生物不污染水源，排放的廢水不導致人類受害和環境污染；化學工程師必須進行微生物與油藏及流體反應產物的分析和化驗，以及微生物注入方案監測；石油工程師依靠微生物學家和遺傳工程師提供的菌種及其營養物結構，掌握細菌培養，實施微生物注入。

遺傳工程學在微生物采油技術中起著越來越重要的作用。微生物采油成功的關鍵在于“超級細菌”的發現。這種超級細菌的要求為：

（1）能在不利的油藏環境下（高溫、高鹽、高壓和無氧等）迅速繁殖和運移；

（2）能產生大量的有益于原油流動的代謝產物；

（3）能降解迥的重質組分，能脫硫、脫重金屬。

這種超級細菌的產生意味著微生物采油技術新紀元的開始。總之，微生物采油的成功是各學科的共同協作的成果。

2、微生物采油技術中地層條件對細菌的影響

用于采油的微生物必須能在地層中增殖。影響細菌在油層中的生長、繁殖、代謝的因素很多，這些因素包括氧化——還原電勢、氫離子濃度、壓力、溫度、鹽度、營養物的可利用性，以及不存在阻化劑或毒性因子等。如果深埋在地下巖層中的這些條件與微生物生長所需的營養基能夠保證的話，微生物能順利地生長、繁殖和代謝。

微生物提高采收率最困難的是要有效地將注入的微生物分布到難采出的原油的整個多孔巖石中。迄今為止的一些試驗證明，細菌的傳播有好幾種機理：細菌細胞可靠布朗運動，靠生物體的自然運動，靠細胞增殖，以及靠注入流體的流動等機理而傳播。

細菌及多孔介質的物理、化學和所帶電荷的性質，對決定細菌的擴散傾向是很有作用的。由于細胞傾向于粘附到巖石表面，降低了注入細胞通過巖石的能力。對此問題的研究表明，如果對表面電荷已經了解并進行了補償，細菌在巖石表面上的附著力可以降低。當這種表面電荷最小時，細菌就可在很大程度上穿透多孔巖石，并相應地使原油采收率增加。

Meyers等人對粘質賽氏桿菌(Serratia marcescens)穿透到被油飽和以及沒有被油飽和的巖心中的情況進行了研究，他們發現穿透的速度和程度，與巖心的滲透率、孔隙度或巖心是否含油都沒有什么關系。Yen等人則發現巖石中存在原油，提高了芽孢和生活細胞(Viablecells)的穿透能力。Clark發現細菌穿透滲透率為200～400×10-3μm2的巖心時，細菌細胞的大小不是主要因素，發生影響的是離子濃度。注入高濃度的細菌懸浮液（每毫升含細胞數大于10個）時會堵塞地層，并因此而減小細胞的分散作用。發現注入10-3mol的焦磷酸離子，使微生物細胞在砂巖中的穿透能力增高。曾經觀察到巖石的表面電荷，以及荷電細菌細胞與荷電巖石表面之間的相互作用因焦磷酸鹽的處理而改變。

梭狀芽孢桿菌(Clostridium)及芽孢桿菌(Bacillus)的芽孢穿透砂巖巖心和充填砂粒時，比植物的細胞(Vegetativecells)容易些。有人發現這種情況是由于芽孢上較高的電荷與巖石上的同類電荷相互作用引起的相互排斥力的結果。Knapp等人指出，在砂巖中，可運動的微生物比不能運動的微生物的穿透速度要高3～7倍。