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1. 五台地区高凡群沉积年代、物源性质与构造环境

白璐, 关平, 呼其图, 宋丹丹

北京大学学报自然科学版 2024, 60 (2): 210-226. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2023.098

摘要（36）

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PDF（pc）（18282KB）（24）

针对山西五台地区高凡群的沉积年代、物源类型和沉积构造环境等研究中有争议的问题, 选择山西忻州市代县滩上镇出露的高凡群经典剖面进行系统采样以及详细的沉积学和岩石学分析, 并挑选典型样品进行全岩矿物组成、锆石U-Pb定年以及主量和微量元素的测定。通过碎屑锆石U-Pb定年, 并综合前人发表的年龄数据, 确认高凡群的沉积时代为约2.2 Ga, 与下伏五台群及上覆地层滹沱群之间为上下叠置关系。高凡群沉积岩的主量和微量元素组成指示其源岩类型主要为中酸性岩浆岩, 表明在高凡群沉积时期大陆上地壳以花岗岩类为主。碎屑中锆石年龄分布和细粒沉积岩中全岩主量和微量元素的构造判别图解表明, 高凡群具有活动大陆边缘的特征。然而, 沉积学分析显示高凡群形成于被动大陆边缘的滨浅海相。这种矛盾的结论, 或许暗示不能用根据板块构造理论衍生出的构造判别方法来研究古元古代时期的沉积构造背景。

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2. 湖相碳酸盐碳、氧同位素与团簇同位素的研究进展

李世恩, 关平

北京大学学报自然科学版 2023, 59 (6): 1052-1068. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2023.067

摘要（143）

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PDF（pc）（813KB）（71）

总结近年来传统碳、氧同位素及新兴团簇同位素在湖相碳酸盐中的研究进展, 梳理湖相环境中碳酸盐同位素组成变化的影响因素及两种同位素方法在地质研究中的应用, 探讨当前研究中存在的问题。湖相碳酸盐氧同位素组成受温度的影响较小, 主要与湖盆水体的蒸发量和大气降水量有关, 碳同位素组成则受湖水蒸发咸化作用以及湖泊有机质与无机质相互作用的共同控制; 团簇同位素仅受温度单一因素的影响, 是良好的碳酸盐温度计。指出湖相碳酸盐碳、氧同位素研究的两大方向: 一是解决团簇同位素理论研究中存在的问题, 尤其是埋藏改造过程中团簇同位素温度的重置机理; 二是将传统的碳、氧同位素指标与新兴的团簇同位素指标相结合, 进行多指标的地球化学综合分析, 有效地避免二者在地质研究中的局限性。

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3. 分形理论表征非常规油气储层孔隙结构特征研究进展

张驰, 关平, 张济华, 梁晓伟, 丁晓楠, 尤源

北京大学学报自然科学版 2023, 59 (5): 897-908. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2023.063

摘要（201）

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PDF（pc）（4183KB）（82）

围绕单重分形和多重分形在非常规油气储层研究中的应用问题, 总结分形理论在定量表征、数字图像和联合多种方法表征全尺度孔隙特征等方面的应用研究成果, 指出现有研究中存在4个方面的不足: 1) 缺乏联合多种实验方法表征全尺度分形几何特征的方法学研究; 2) 缺乏不同分形维数计算模型的适用性研究; 3) 缺乏针对分段的分形孔径控制因素研究; 4) 缺乏应用分形理论对蕴含多类型资源储层的非均质差异性研究。提出分形理论在非常规油气储层研究中应用的发展方向: 一方面, 应加强分形维数计算模型的方法学和适用性研究, 厘清分段分形孔径变化的控制因素; 另一方面, 应围绕油气生成与分形维数变化的动态耦合关系开展深入的探讨, 加强多重分形理论在非常规油气储层中的应用研究。

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4. 鄂尔多斯盆地长7段页岩油优质储层特征分析

王晓雯, 关平, 梁晓伟, 丁晓楠, 尤源, 张驰, 冯胜斌, 张济华

北京大学学报自然科学版 2021, 57 (3): 459-469. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2021.018

摘要（734）

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PDF（pc）（32074KB）（108）

以YJ1井为研究对象, 采用扫描电子显微镜和高压压汞技术, 对鄂尔多斯盆地长7段页岩油储集空间进行定性和定量表征; 通过核磁共振技术研究储层可动流体, 详细地探讨影响储层质量差异的主控因素。结果表明, 鄂尔多斯盆地长7段页岩油优质储层的岩性主要为细粒?极细粒岩屑砂岩, 沉积微相主要为砂质碎屑流沉积; 储集空间包括原生粒间孔隙和次生溶蚀孔隙, 粒间孔占比多于溶蚀孔。根据孔隙结构特征, 将储层划分为3类, 其中Ⅰ类储层为研究区内最优质储层。研究区储层流体的可动性主要受孔隙结构的影响, 可动流体主要分布在大孔隙内, 有效的孔隙体积是流体可动性的制约因素。研究区内砂质碎屑流成因的砂体是形成优质储层的必要条件, 岩石中骨架颗粒与胶结物的比例是导致储层物性变化的原因, 当骨架颗粒增加而胶结物含量降低时, 易形成优质储层。

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5.

致密砂岩储层黏土矿物晶间孔隙特征及其对物性影响的研究——以鄂尔多斯盆地延长组长6油层组为例

汪贺, 师永民, 张志强, 孙彤, 史世元, 关平, 徐大卫

北京大学学报自然科学版 2020, 56 (4): 659-666. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.037

摘要（1198）

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PDF（pc）（23291KB）（122）

针对致密砂岩储层黏土矿物晶间孔隙定量表征不足的问题, 以扫描电子显微镜图像和EDS能谱分析资料为基础, 研究鄂尔多斯盆地延长组长6油层组黏土矿物及晶间孔隙的发育特征, 将晶间孔参数定量化, 对不同类型黏土矿物晶间孔进行定性与定量结合表征。在此基础上, 根据矿物含量计算不同类型黏土矿物对储层孔隙度的贡献, 探究其对致密砂岩储层物性参数的影响机制。结果表明, 不同黏土矿物的发育特征及晶间孔特征有较大的差异; 黏土矿物的孔喉和面孔率大小趋势为伊蒙混层>绿泥石>伊利石, 类圆状孔隙和孔隙缩小型喉道发育较广泛; 黏土矿物发育特征和孔隙结构是储层物性及剩余油分布的主要影响因素。

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6. 基于测井曲线无量纲交会法的致密砂岩储层“甜点”识别及预测

郭春安, 关平, 师永民, 杜书恒

北京大学学报自然科学版 2020, 56 (2): 262-270. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.002

摘要（744）

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PDF（pc）（4695KB）（206）

基于自然伽马和声波时差曲线对致密砂岩储层具有良好测井响应的原理, 采用经验试错法、基于储层非均质性的归一化法和声波孔隙度法3种方式, 将鄂尔多斯盆地某油田区块的自然伽马和声波时差曲线变换成新曲线, 提出测井曲线无量纲交会法, 构建得到非均质性评价指标(HEI)和孔?渗综合评价指标(PPI)两个“甜点”指数, 对致密砂岩储层进行定量评价。探索综合运用无量纲交会法和“甜点”指数判别法来识别致密砂岩储层“甜点”的新方法, 对研究区储层进行分类评价及“甜点”预测。研究结果与矿场实测数据吻合度较高, 可为致密砂岩储层“甜点”预测提供较重要的理论和实践依据。

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7. 基于岩石铸体切片与恒速压汞测试的储层孔隙分布表征及差异机制剖析——以鄂尔多斯盆地某区块延长组长2段为例

庞姗, 梅启亮, 张洪军, 汪贺, 孙彤, 关平, 师永民

北京大学学报自然科学版 2019, 55 (5): 907-914. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2019.055

摘要（901）

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以鄂尔多斯盆地某区块延长组长2段为研究对象, 联合场发射扫描电镜与图像处理技术, 开展铸体切片观察和处理以及恒速压汞测试, 并对其表征的孔隙分布特征进行统计及差异机制分析。对铸体切片进行阈值划分图像二值化处理后, 得到孔径分布具有连续性等优点。与恒速压汞得到的孔径分布进行比较, 发现二者在反映主体孔径时具有一致性。

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8. TSR反应中地球化学条件的热力学估算

谭宇, 关平, 庞磊, 刘沛显, 周叶骏

北京大学学报自然科学版 2019, 55 (1): 148-158. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2018.037

摘要（982）

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从化学热力学的角度, 通过热力学计算和绘制热力学相图, 针对硫酸盐热化学还原反应(TSR反应)和H₂S对碳酸盐岩的溶蚀两个化学反应过程, 判别其发生的可能性、方向和物理化学条件, 求取不同温度下CaSO₄ (或SO₄²⁻)被直接还原为H₂S的离子浓度、pH和氧化还原条件; 指出在地质体系中, 当CaCO₃处于沉淀–溶解的边界时, 少量酸性流体的加入就会使沉淀转为溶解, 而当Ca²⁺和CO₃²⁻浓度升高时, 又达到新的沉淀–溶解平衡。H₂S对CaCO₃的溶蚀在深度约为1000 m时达到最佳效果, 长期、多次的TSR反应才能产生充足的酸性流体(即H₂S), 这是溶蚀改造碳酸盐岩储层达到明显效果的必要条件。

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9. 柴达木盆地扎哈泉地区致密油新类型的发现及其特征

周宾, 关平, 魏恒飞, 张永庶, 付玲, 于川淇

北京大学学报自然科学版 2017, 53 (1): 37-49. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.008

摘要（941）

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PDF（pc）（2107KB）（231）

运用沉积学、储层地质学和有机地球化学等手段, 对最近在柴达木盆地扎哈泉地区新发现的致密油藏进行研究。扎哈泉地区沉积相以滨浅湖的滩坝砂为主体, 为致密油的形成打下了沉积学基础。本区致密油的产状特征是油层薄, 与烃源岩呈薄互层产出, 为近源自生自储关系, 提供了非常有利于致密油形成的源储共生组合条件。致密油储层致密, 具有微米级孔隙和纳米级孔隙, 储层平均孔隙度为5.8%, 平均渗透率为0.45 mD, 属于典型致密油藏。与致密油储层互层的古近系烃源岩的有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ₁型为主; T_max在311~461ºC之间, 处于低熟至成熟阶段。有机碳含量主要分布在0.29%~4.42%之间, 但多数低于1.0%, 比现阶段致密油烃源岩的标准明显偏低, 属于一种特殊类型。与其他盆地相比, 虽然柴达木盆地扎哈泉地区致密油烃源岩有机质丰度偏低, 但该地区咸化湖泊环境使其具有生烃转化率高的典型特点, 因此, 同样可以生成较多的液态烃类, 预示柴达木盆地致密油勘探具有很大的潜力。

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10. 川东北地区三叠-侏罗系陆相烃源岩评价及油源对比

张巍,关平,韩定坤,孟仟祥,谢小琴,简星,刘若冰

北京大学学报（自然科学版）

摘要（658）

PDF（pc）（1149KB）（385）

通过系统的有机地球化学分析, 对川东北陆相地层主力烃源岩进行了系统评价, 对油、源进行了精细对比, 查明了非常规油气的成藏特征。分析认为陆相地层须家河组、自流井组和千佛崖组发育大量有效烃源岩甚至优质烃源岩, 有机质丰度较高, 各地区各层系TOC平均值介于0.41%~2.99%之间, 有机质类型主要为Ⅱ, Ⅲ型, 处于成熟?过成熟阶段(Ro介于 1.3%~2.0%之间), 具有良好的生烃潜力, 可成为该区中、下侏罗统非常规油气的主力烃源岩。经油源对比及成藏特征分析, 发现中、下侏罗统陆相非常规油气来源于陆相烃源岩, 未显示海相油气来源, 说明由于陆相储层异常致密, 导致油气运移困难而源内或近源成藏。其中, 元坝?阆中地区千佛崖组的油气来自于自流井组烃源岩, 自流井组的油气来自于自流井组及须家河组两套烃源岩。宣汉?达县地区的油气来自于须家河组烃源岩。下侏罗统泥页岩具备页岩气形成的条件, 中、下侏罗统致密砂岩具备致密砂岩油形成的条件。

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11. 塔里木盆地基性岩“球粒”特征及成因研究

刘瑞娟,关平,简星,田伟

北京大学学报（自然科学版）

摘要（733）

PDF（pc）（3898KB）（440）

通过塔里木盆地野外采样的玄武岩典型杏仁体和钻井取芯的基性岩“球粒”的岩相学和碳、氧同位素地球化学对比分析, 对塔里木盆地基性岩“球粒”特征及成因进行了研究。综合分析表明, “球粒”和杏仁体虽然宏观特征相近, 但在微观特征和碳、氧同位素组成上具有明显的差异: “球粒”不具环带结构, 边部重结晶作用明显, 同一样品不同“球粒”的δ¹³C和δ¹⁸O相差较大; 杏仁体普遍具环带结构, 结晶颗粒较大, 同一样品不同杏仁体的δ¹³C和δ¹⁸O较为接近。岩相学特征和碳、氧同位素地球化学特征均表明基性岩中的“球粒”是岩浆捕掳沉积碳酸盐岩围岩碎块而成的, 与典型杏仁体的次生矿物充填气孔成因明显不同, 因而推测钻遇的基性岩为侵入岩, 相关层系并非一定发生过火山活动。

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12. 塔里木盆地跃南地区二叠系火山岩储层成因机理研究

潘文庆,张巍,于红枫,于红娇,张正红,关平,简星

北京大学学报（自然科学版）

摘要（675）

PDF（pc）（21218KB）（118）

通过普通薄片及铸体薄片观察、扫描电子显微镜、阴极发光、能谱分析及主量元素分析等岩石学、矿物学、地球化学手段, 对塔里木盆地跃南地区二叠系火山岩储层成因机理进行系统研究。研究发现, 二叠系火山岩储层中以次生储集空间为主, 孔隙度可高达14%, 渗透率最高可达13.1×10^?3 μm², 可以作为有利的储层。风化作用是次生孔隙和裂缝的主要成因, 风化作用强度由深到浅逐渐增大, 储层物理性能与之呈正相关关系, 风化作用在跃南1井中影响范围达220 m左右。风化过程中, 火山岩在冷却阶段产生的大量原生孔隙、冷凝收缩缝、隐爆裂缝及矿物本身具有的解理缝、双晶缝等薄弱面是优先发生溶蚀、淋滤的部位。在流纹岩中发现长石斑晶及基质的风化序列, 确定风化产物以伊利石为主, 含少量蒙脱石, 并且保存了黏土矿物整个序列的生长过程。风化作用能在原生孔隙和裂缝的基础上改善火山岩的孔隙结构, 使储集空间类型复杂多样, 大大提高了储层物理性能, 是塔里木盆地跃南地区二叠系火山岩储层的主控因素。

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13. 塔北西部岩浆热液?地层水流体系统及碳酸盐岩储层的成岩作用响应

崔欢,关平,简星

北京大学学报（自然科学版）

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14. 塔北哈拉哈塘流纹岩的离子探针锆石U-Pb 年代学: 对塔里木溢流玄武岩主期喷发时代的约束

上官时迈, 田伟,李献华, 关平, 潘懋, 陈咪咪, 潘文庆

北京大学学报（自然科学版）

摘要（840）

塔里木北部哈拉哈塘地区存在流纹岩覆盖于玄武岩之上的迭置关系。对上层流纹岩采用SIMS锆石U-Pb 法精确测定其年龄为 287.3 ±2.0 Ma。该年龄限定该区玄武岩的喷发时代不晚于 287 Ma,证明塔里木溢流玄武岩的主喷发期应不晚于 287 Ma,而非前人提出的大约 275 Ma。

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15. 塔里木盆地二叠系火山岩空间展布的精细刻画及其地质意义

刘晓,关平,潘文庆,田伟,黄少英,潘?,敬兵,于红娇

北京大学学报（自然科学版）

摘要（728）

利用塔里木油田的大量勘探资料, 通过野外露头、钻井、测井、2D 地震资料的综合研究, 确定了塔里木盆地内二叠系火山岩的地震反射特征, 建立了火山岩测井-地震综合识别模式, 精细刻画了盆地内二叠系残余火山岩的空间展布情况。在此基础上计算得出:盆地内二叠系残余玄武岩覆盖面积约为 2. 46 ×10⁵ km², 盆地内二叠系残余流纹岩覆盖面积约为4.04 ×10⁴ km²。由于盆地内北部和东部二叠系大范围缺失, 盆地内二叠系火山岩原始喷发面积和喷出量可能远大于残余量。该研究对塔里木二叠系大火成岩省的进一步认识具有重要意义。

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16. 全球古元古代碳同位素正异常的数据分析与成因评述

关平,王颖嘉

北京大学学报（自然科学版）

摘要（842）

归纳总结了前人关于全球古元古代(2.20 ～2.06 Ga)碳酸盐岩碳同位素正异常现象的基础数据及资料。在此基础上, 对前人关于该正异常成因的假说(生物演化- 大气充氧说、古元古代冰期期后说、超级地幔柱- 超大陆裂解说及蒸发环境说等)进行了评估, 认为以上假说虽然都有地质证据支持, 但其重要性还是有些差异。根据碳同位素分馏原理, 有机物的繁盛会使碳酸盐碳储库的同位素变正。生物演化导致大气充氧、古元古代冰期后形成的温暖环境和Kenorland超大陆裂解均为生物的繁盛提供了有利条件, 从而使碳酸盐碳储库的同位素变正。另外, 蒸发环境在全球多有分布, 它可能是造成部分局域封闭式环境碳同位素正异常的原因, 所以应对发现正异常的各区域进行详细的沉积环境分析。以4个区域的数据为对象, 分析了古元古代碳酸盐岩碳同位素正异常数据的可靠性; 通过Mn/Sr, δ¹³C和δ¹⁸O三者的关系图, 判断了沉积期后作用对于数据的改造程度。

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17. 四川西部沉积物中饱和烃单体烃碳同位素研究及其环境意义

王玉斌,关平,刘文汇

北京大学学报（自然科学版）

摘要（730）

通过对四川盆地西部湖泊沉积物样品的单体烃碳同位素值的分析，发现短链烷烃的单体烃碳同位素值与海拔有一个较好的关系：海拔升高，短链烷烃的单体烃碳同位素值升高。通过对数据的分析，认为这种关系是由于大气中二氧化碳分压、温度、降水量等几个环境因素协同作用的结果。另一方面，检验了过去人们对于长链烷烃的认识，随着海拔的升高，长链烷烃单体烃碳同位素值变小。这两方面的对比可以更好地预测海拔变化和环境变化。

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18. 中国油气二次运移的研究现状及展望

李多丽, 关平

北京大学学报（自然科学版）

摘要（202）

油气二次运移是石油地质学研究的重要内容，同时也是个受多种因素制约、涉及多学科的复杂问题。近年来，人们从不同角度探讨了油气二次运移的机理，提出了多种研究油气二次运移的方法(除了地质方法外，还包括地球化学、物理、地球物理、实验模拟及数值模拟等方法)，特别是在油气二次运移的数值模拟方面取得了重要的进展。

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19. 中国油气二次运移的研究现状及展望

李多丽, 关平

北京大学学报（自然科学版）

摘要（731）

油气二次运移是石油地质学研究的重要内容，同时也是个受多种因素制约、涉及多学科的复杂问题。近年来，人们从不同角度探讨了油气二次运移的机理，提出了多种研究油气二次运移的方法(除了地质方法外，还包括地球化学、物理、地球物理、实验模拟及数值模拟等方法)，特别是在油气二次运移的数值模拟方面取得了重要的进展。

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20. 阿尔金山南缘吐拉盆地侏罗系砂岩成岩作用研究

张志诚,郭召杰,关平,张臣,姜钦华

北京大学学报（自然科学版）

摘要（574）

在大量岩石学和铸体薄片研究的基础上，运用X-衍射等分析手段，对吐拉盆地嘎斯煤矿附近侏罗系地层中砂岩的成岩作用、孔隙演化及成岩阶段等特征作了详细研究，认为孔隙的发育既受沉积条件控制，又受埋藏成岩作用的影响。机械压实作用是导致砂岩孔隙结构变差的主要因素；早期碳酸盐胶结作用弱，使得后期的溶解改造作用也较弱；造成了砂岩的有效储集空间较差的结果。构造作用使得岩石中裂隙发育，提高了岩石孔渗性，极大地改善了岩石的储集性能，形成了较好的储层。

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