地質學

低滲透油藏滲流物理特征的幾點新認識

計秉玉，趙宇，宋考平，等

摘要：目的：儲層潤濕性、毛管壓力曲線和相對滲透率是滲流物理研究的重點內容，是油田開發設計和提高采收率研究的基礎。而低滲透儲層由于比表面積更大，孔喉比更大，巖石與流體相互作用更加突出，因此一直得到油田開發界的高度重視。本文以新的視野和系統的觀點，以潤濕角、油水界面張力和孔隙結構特征相關參數為基礎，建立了毛管壓力曲線、相對滲透率曲線、驅油效率和流動能力之間的關聯關系和計算方法，加深了對低滲透油藏滲流物理理論的認識。方法：提出了一個關聯著界面張力、潤濕性和孔喉比的修正毛管數概念，建立了基于Amott 潤濕指數與USBM 指數的潤濕角表征方法，繼而推導出低滲透儲層毛管數表達式，并通過巖心實驗確定出其與殘余油飽和度的關系。以此為基礎給出不同界面張力與潤濕情況下的相對滲透率曲線、驅油效率和注入能力的計算公式，揭示了各種油藏物理參數之間的關聯性，為優化低滲透油層化學驅改變界面張力、潤濕性控制參數，進而為提高驅油效率和采收率提供了理論依據。結果：研究結果表明，傳統油藏工程計算中，通常將潤濕角余弦cosθ認為1，即潤濕角為90°，而實際儲層中潤濕性不一定全部為中性，尤其對于低滲透儲層的強毛細作用來說，更應當考慮實際潤濕性的影響。Amott 改進自吸法能夠較為容易的與cosθ建立函數關系，另外通過大量的實驗數據建立了USBM 潤濕指數與cosθ的函數關系，可以較為方便地將常用的Amott 潤濕指數與USBM 潤濕指數轉換為等效潤濕角。在實際油藏中，毛細管力的大小因界面張力、潤濕性、孔喉結構等因素的影響處處不同。其中潤濕性決定了Pc 值的正負，也就是毛細管力的方向，同時又影響著束縛水飽和度的大小；界面張力決定了Pc 值的大小，亦可以影響乳化油滴在喉道處的變形能力；而孔隙結構中的孔喉比決定了發生賈敏效應的強度。將等效潤濕角與孔喉比引入至修正的毛管數中，結合大量驅油實驗中的殘余油飽和度Sor，建立起“修正毛管數 Ncc”與“殘余油飽和度Sor”的關系圖版。通過求取穩態法油水相滲曲線的解析表達式相關系數，得到了不同界面張力、潤濕性條件下的相滲曲線。同時，利用Ncc 與Sor 的關系圖版，能夠計算出不同物性、不同驅替條件下的極限驅油效率與相對注入能力。結論：潤濕角是表征潤濕性的最直觀指標，便于油藏工程分析和EOR 研究的應用，由Amott 改進自吸法和USBM 離心法測定的結果可以由本文給定的方法轉換成潤濕角。孔喉比是影響低滲透儲層相對滲 透率和驅油效率的關鍵參數。應該對傳統的毛管數進行修正，修正的毛管數與殘余油飽和度的關系可由實驗 室巖心驅替確定。毛管壓力曲線、相對滲透率曲線、驅油效率以及注入水加入化學劑后注入能力變化等均為σ、cosθ的函數，可以通過控制這些參數而得到優化。

來源出版物：石油實驗地質, 2015, 37(2)：129-133

入選年份：2017

頁巖氣儲層孔隙特征差異及其對含氣量影響

吳艷艷，曹海虹，丁安徐，等

摘要：目的：頁巖是一種非均質多孔隙介質，它的孔隙類型與孔隙結構直接與頁巖氣的吸附性和流動性密切相關，是影響氣藏儲集能力和頁巖氣開采的重要因素。不少學者對頁巖孔隙微觀特征、發育影響因素、地質評價等方面進行研究，提出了一些新思路和新觀點，但孔隙發育差異原因及對含氣量影響相關研究甚少。鑒于此，筆者通過選擇不同地區不同層位頁巖氣儲層樣品作為研究對象，研究不同頁巖孔隙特征差異，探討孔隙發育的影響因素及不同孔隙特征對含氣量的影響，以期為下一步勘探開發提供基礎依據。方法：本文運用氬離子拋光+掃描電鏡和氮氣吸附法，對渝東南地區龍馬溪組的24 個頁巖樣品和川東南地區須家河組10 個頁巖樣品孔隙進行測試，分析頁巖的孔隙特征。結合礦物巖石學，有機地球化學，儲層物性及頁巖含氣量測試結果，探討頁巖的孔隙特征差異對含氣量的影響。結果：研究結果表明，龍馬溪組頁巖樣品中微孔裂隙類型豐富，主要由有機質孔隙和無機孔隙組成。無機孔主要包括礦物粒間孔、晶間孔、層間解理縫等；常見有機質孔發育于黃鐵礦晶體間，云母層間解理縫中見有機質微孔發育，礦物粒間發育有機質微孔，層狀黏土礦物中有機質發育大量孔隙。須家河組樣品孔隙類型明顯區別于龍馬溪組樣品，主要為無機孔隙和微裂隙，有機質孔隙極少。以6種孔徑范圍分別統計了孔容和孔比表面積，無論是孔容還是比表面積，各樣品差別主要在于2～10 nm 的中孔。頁巖樣品吸附回線存在明顯差異，總體上，龍馬溪組樣品吸附回線分為4 種類型：第I 類型接近IUPAC 提出的H2 型，第II 和第III 型介于H2 和H3 型之間，第IV 類型接近H3 型。須家河組樣品都為第I 和II 型。孔的具體形狀存在差異，孔隙形態復雜無規則。結合掃描電鏡結果，認為龍馬溪組樣品中氣體儲集空間以有機質孔為主，其有機質類型決定了其孔隙結構和比表面積的形成更有利于氣體的吸附。須家河組頁巖中雖然有大量的孔隙，但是頁巖有機微孔極少，頁巖比表面積相對龍馬溪組樣品較低，這樣吸附態的頁巖氣就較少，即甲烷在頁巖中賦存時主要為游離狀。認為有機質的賦存狀態差異對有機質孔發育具有一定的影響，即與有機質共生的某些礦物或元素對有機質孔的發育可能具有一定的促進作用。頁巖本身的物質不均一性導致有機質孔隙發育差異現象的發生，具有催化生氣作用的無機礦物或元素及有機質賦存關系差異是導致有機質孔隙發育差異的重要原因。數理統計結果顯示，2 組樣品的含氣量主控因素均為TOC。孔隙類型并不是含氣量大小的主控因素。各參數之間的相關關系暗示，頁巖樣品的孔容和比表面積主要是孔徑為2～10 nm 的有機質中孔提供，頁巖氣主要賦存于有機質孔隙中。同時，伊利石是孔徑為2～10 nm 孔發育的重要影響因素，亦是提供頁巖氣存儲空間的重要物質。結論：須家河組頁巖樣品的孔隙類型主要為無機孔隙，孔隙結構較復雜。龍馬溪組頁巖樣品中主要為2～10 nm 的有機質孔，伊利石是2～10 nm 孔發育的重要影響因素，亦是提供頁巖氣存儲空間的重要物質。有機質孔發育差異的原因可能是由頁巖的有機質類型本身化學分子性質差異造成的，也可能是具有催化生氣作用的無機礦物或元素與有機質賦存關系差異造成的。黃鐵礦的存在對有機孔隙形態的保存可以起到一定的保護作用。原生黃鐵礦和具有層狀結構的黏土礦物是有機質孔發育的重要影響物質。孔隙類型并不是頁巖含氣量大小的主控因素，TOC 為頁巖氣藏最本質因素。

來源出版物：石油實驗地質, 2015, 37(2)：231-236

入選年份：2017

走滑斷裂特征對油氣勘探方向的選擇——以塔中北坡順1 井區為例

李萌，湯良杰，李宗杰，等

摘要：目的：近年來，走滑斷裂的研究在塔里木盆地油氣勘探中得到越來越多的關注。塔中隆起北坡走滑斷裂的幾何學特征對油氣勘探和評價具有重要意義。需要指出的是，目前的研究一般認為順托地區主要發育基底卷入型走滑斷裂，還未認識到上奧陶統泥巖對走滑構造相關變形的控制作用。因此該區走滑斷裂的變形樣式還需進一步研究明確，而走滑斷裂體系的形成過程與志留系油氣成藏的關系等也是有待進一步深入探討的問題。方法：本文通過三維地震精細解釋，運用斷距分析、斷層生長指數等方法，探討了塔中北坡順1 井區走滑斷裂的幾何學特征、活動期次及其成因機制。在此基礎上，探討了走滑斷裂對志留系油氣藏的控制作用。結果：順1 井區走滑斷裂及其伴生構造體現出明顯的分層特征。深層構造樣式表現為基底走滑斷裂呈線型分布，由多段不連續的NE 向走滑斷裂構成。這些斷裂斷面陡直，向下斷至基底，向上斷入上奧陶統桑塔木組厚層的泥巖、灰泥巖中。在地震相干圖上，中構造層正斷層整體NE 向延伸，疊置在基底走滑斷裂的主位移帶上。雁列正斷層走向與走滑斷裂夾角約為45°，表明屬于基底走滑斷裂剪切引起的蓋層變形。走滑斷裂同時又具有分段差異：西段構成基底走滑卷入的“負花狀”構造，東段則表現為蓋層滑脫型。在三維地震解釋基礎上，通過斷距、斷層生長指數等方法識別出順1 井區存在5 期主要的斷裂活動。加里東中期（Ⅲ幕）基底走滑斷裂已開始活動；海西早期，走滑斷裂再次活動，上奧陶統桑塔木組厚層泥巖起到滑脫層的作用，基底走滑斷裂剪切引起的蓋層變形，在志留系發育伴生雁列正斷層及其地塹、地壘組合；海西末期，擠壓應力沿NE 走向釋放減弱而出現構造分異，基底走滑斷裂西段再次復活，并與雁列正斷裂上下貫通構成“負花狀”構造；之后在印支期持續活動，發育斷層相關褶皺等。該區走滑斷裂體系，特別是基底走滑斷裂及其伴生雁列正斷層對志留系油氣的運聚成藏有明顯的控制作用。海西末期—印支期，基底走滑斷層與其伴生的雁列正斷層等連接并處于開啟狀態，因而成為有利的油氣運移通道；走滑斷裂派生褶皺被雁列正斷層所切割，形成的斷背斜、斷鼻和斷塊等是有利成藏位置。走滑斷裂相關運移通道的開啟、志留系圈閉的定型與海西末期主成藏期具備良好的時空配置關系；走滑斷裂對碳酸鹽巖儲集層具有明顯的改造作用，奧陶系巖溶是油氣富集的有利區域。結論：順1 井區走滑斷裂具有明顯的構造分層和分段變形特征，深層構造樣式以線型展布的高角度走滑斷裂為主，中層構造以雁列正斷層為主。加里東中期（Ⅲ 幕）基底走滑斷裂已開始活動；海西早期，走滑斷裂再次活動，上奧陶統桑塔木組厚層泥巖起到滑脫層的作用，基底走滑斷裂剪切引起蓋層變形；海西末期—印支期，基底卷入型走滑斷裂油氣運移通道的開啟、志留系等構造圈閉的定型與主成藏期具備良好的時空配置關系。

來源出版物：石油實驗地質, 2016, 38(1)：113-121

入選年份：2017

中國縣域農村貧困化分異機制的地理探測 與優化決策

劉彥隨，李進濤

摘要：目的：農村貧困化是長期以來備受世界各國關注的焦點問題，消除貧困，實現共同富裕是中國全面建設小康社會的重大任務，科學揭示農村貧困化地域分異機制，成為實施國家精準扶貧戰略的重要課題。通過定量方法綜合診斷出縣域農村貧困化分異的主導因素，揭示農村貧困化分異特征及其動力機制，劃分農村貧困化的地域類型，為因地制宜、有效實施精準扶貧戰略提供參考依據。方法：本文以河北省阜平縣為典型案例。首先，將阜平縣矢量數據轉化為0.5 km×0.5 km 的柵格網數據，利用自然斷點法將貧困發生率、地面坡度、人均耕地資源、到主要干道距離、到縣城中心距離等要素劃分為5 類，對自變量進行分層。運用多元線性回歸模型進行因素間相關性和多重共線性檢驗，通過構建最優化模型，選取最佳影響因素組合。根據貧困發生率與各自變量空間柵格要素的疊加，深入研究貧困發生率與各要素空間一致性，初步確定貧困化分異的空間影響因素。利用地理探測器測度各自變量對因變量的決定力，診斷出縣域農村貧困化分異的主導因素，并進一步分析農村貧困化分異的動力機制。最后，通過聚類分析劃分不同貧困化地域類型，深入剖析鄉鎮農村貧困發生的分異機制，提出了相應的扶貧政策與模式。結果：① 河北省阜平縣農村貧困化呈現集聚分布的特征，縣域東北與西南地區的貧困發生率明顯高于其他地區，由中部向四周逐漸升高。② 綜合診斷農村貧困化分異的主導因素主要包括地面坡度（x1）、人均耕地資源（x3）、到主要干道距離（x4）、到縣城中心距離（x6）等，耦合匹配度比重較高（-1，1），分別為69.1%、60.7%、58.2%、61.7%，各因素對貧困發生率分異的決定力分別為0.14、0.15、0.15、0.17。③ 不同類型區域農村貧困化的分異機制存在明顯差異，可歸納為自然環境約束型（6 個鄉鎮）、資源豐度約束型（7 個鄉鎮）、交通區位約束型（3 個鄉鎮）、經濟區位約束型（4 個鄉鎮）等4 大類型。④ 根據阜平縣各鄉鎮核心主導因素數量，分為單因素、雙因素和多因素影響區域；縣域整體呈現出以橫向中心為雙因素影響區，兩側為單因素與多因素并存的多極核心主導因素影響的農村貧困發生分異區。⑤ 針對農村貧困化4 種地域類型，結合不同地域的環境特征，提出了異地搬遷扶貧、技能教育、特色產品電商、山地綜合整治、休閑旅游等多種適宜的扶貧政策與模式，促使扶貧成效更加精準。結論：不同驅動機制下的縣域扶貧開發亟需因地制宜、尊重科學、講求實效，有序推進精準扶貧與城鄉發展一體化戰略。要始終堅持以科學技術為基礎，依據貧困發生分異機制的核心主導因素，創新多種形式的精準扶貧模式，依據鄉鎮貧困地域類型進行精準扶貧分類指導、重點突破，對于中國其他貧困地區實施精準扶貧戰略，具有重要的啟示和借鑒意義。

來源出版物：地理學報, 2017, 71(1)：161-173

入選年份：2017

從自然區劃、土地變化到景觀服務：發展中的中國綜合自然地理學

彭建，杜悅悅，劉焱序，等

摘要：目的：梳理中國綜合自然地理學的起源及綜合視角、綜合途徑的演化歷程；揭示中國綜合自然地理學面向全球環境變化和可持續發展的應用方向及前景。方法：文獻綜述研究法，閱讀與梳理近100 篇（部）中國綜合自然地理學相關的重要學術論文與學科著作，提出中國綜合自然地理學關鍵研究問題，整合中國綜合自然地理學研究方向。結果：（1）綜合自然地理學在中國的興起：偶然或必然？綜合自然地理學是中國獨特的自然地理學分支學科，集中關注自然地理綜合；其在中國的形成和發展絕非“伊薩欽科講學”的偶然，而是一個循序漸進、水到渠成的必然結果。一方面，我國綜合自然地理學研究根植于中國古代地理學天人合一的人地協調理念，經歷了20世紀初西方近代地理學“原始綜合—地理學大分化—地理學新綜合”發展沿革的傳入，承繼了前蘇聯地理學自然綜合體思想和自然地帶學說的深刻影響；另一方面，密切結合建國初期摸清資源本底、發展農業生產的經濟建設需求，同時還得益于中國老一輩地理學家的長期努力。（2）自然地理學綜合視角發展：從自然區劃、土地變化到景觀服務綜合自然地理學強調自然地理環境的綜合特征解析，綜合的視角作為學科發展的核心載體至關重要。面向中國社會經濟發展的重大需求，自然地理綜合的視角經歷了從表征區域綜合的自然區劃，到表征類型和要素綜合的土地變化、景觀服務的發展歷程。盡管不同時段學界主流關注熱點有所差異，中國的綜合自然地理學者一直嘗試并堅持“在分析的基礎上綜合、在綜合的指導下分析”，運用“自上而下的演繹方法和自下而上的歸納方法相結合的綜合研究方法”，認真剖析自然地理綜合的不同載體所關聯的諸多綜合自然地理研究命題。20世紀50年代，以服務農業生產布局為目標研究綜合自然區劃方案，推動了當時農、林、牧、副、漁業的發展和農業自然資源的綜合利用。20世紀90年代，基于生態建設和環境保護的需求，引入生態系統觀點、生態學原理和方法，開展生態地理地域系統研究、生態區劃和生態功能區劃研究，為土地生產潛力的提高、自然保護區的選擇與規劃、區域生態安全保護等提供了科學依據。21世紀以來，自然區劃研究注重自然要素與社會經濟要素的有機融合，發展了中國主體功能區劃、基于自然區域劃分的綜合區劃，為區域可持續發展提供了科學依據。近50年來，中國土地變化研究總體表現為從強調自然基底要素表征的土地類型制圖，到面向人類利用的土地資源分類和可持續利用評價，再到關注人對自然的作用及反饋的土地系統評價。20世紀80年代初開始，景觀生態學原理與方法的引入標志著自然地理綜合研究視角從土地向景觀的拓展。景觀生態學在國內學界的接受和發展過程實則是對土地系統研究的繼承和深化，景觀生態學的基本理論也為土地類型和土地變化研究提供了新思路。景觀服務研究隨著生態系統服務研究的深入而拓展，更強調空間格局和景觀要素空間配置的重要性，更易被人類感知，促進了自然地理綜合研究與可持續科學的接軌。（3）中國綜合自然地理學發展：尋求新的綜合途徑綜合自然地理學發展需要重點關注綜合視角和綜合途徑的更新，前者著力于研究主題的拓展，后者則體現了研究思路、方法和過程的演化。新時期的綜合自然地理學以人地耦合系統為研究對象，以過程耦合、區域集成為綜合方向，以景觀可持續性為重點領域，以大數據及高新技術為方法支撐，時刻關注地理要素和地理綜合體的空間異質性、時間演變規律及區域集成特征，積極探究地表系統復雜性問題及其形成機制，服務于國家資源、環境和社會經濟的可持續發展。結論：綜合自然地理學作為自然地理學的一個獨立分支在中國的興起并非“伊薩欽科講學”的偶然，而是與之相關的理論體系構建、專業人員培養、中外歷史傳承及社會實踐需求的綜合結果。自然地理綜合的視角經歷了從表征區域綜合的自然區劃，到表征類型和要素綜合的土地變化、景觀服務的發展歷程。新時期的綜合自然地理學以人地耦合系統為研究對象，以過程耦合、區域集成為綜合方向，以景觀可持續性為重點領域，以大數據及高新技術為方法支撐，面向全球環境變化和可持續發展具有勢頭良好的應用前景。

來源出版物：地理研究, 2017, 36(10)：1819-1833

入選年份：2017

長江三角洲地區物流供應鏈時空演化及其影響：基于國際貨代企業數據的分析

梁雙波，吳威，曹有揮

摘要：目的：物流供應鏈是借助第三方物流企業要素配置功能，實現物流環節、功能協同的網絡組織，正成為交通運輸地理學和物流地理學關注的重要議題，是一個亟待深入探討的新領域。本文以長江三角洲地區為實證區域，基于2005年、2010年和2015年國際貨代企業數據，在分析供應鏈節點間網絡聯系強度和方向變化基礎上，探究區域和省域尺度物流供應鏈時空演化過程及影響因素，以期為區域物流一體化發展提供理論支撐和實證參考。方法：以國際貨代子公司為線索，篩選子公司對應總部在長三角的貨代企業，構建基于總部—子公司關系型企業數據的組織網絡，并以城市為節點，進行企業網絡疊加、集成，形成城市—城市物流供應鏈。借鑒“連鎖型網絡模型”，構建物流供應鏈網絡演化測度模型，測度供應鏈節點間網絡聯系強度；通過計算物流供應鏈組織系數，研究各節點在物流供應鏈中組織能力。構建物流供應鏈復雜性結構測度模型，借助Ucinet 軟 件，計算網絡密度、凝聚子群密度、平均路徑長度和中間中心性等指標，反映物流供應鏈穩定性、節點組織能力與效率、節點中心性等。結果：（1）長三角物流供應鏈基本形成以上海為核心的放射狀格局，物流供應鏈功能日益綜合化，上海周邊節點發展較快；江蘇和浙江間的物流供應鏈聯系增長較為緩慢。省域內部物流供應鏈的聯系差異明顯，蘇北、浙西南地區物流供應鏈發育相對較弱。（2）供應鏈節點組織—控制能力差異明顯，區域尺度上，上海、寧波、南京、蘇州、杭州和無錫組織能力總體處于較強水平，上海、寧波始終位列前兩位；省域尺度上，南京和杭州是各自省內物流供應鏈組織核心和物流資源信息控制中心。（3）物流供應鏈穩定性呈波動趨好態勢，區域尺度上物流供應鏈效率不斷提高，但省域尺度上有所差異。結論：隨著全球生產網絡的發展，長三角物流一體化程度在不斷加強；物流供應鏈演化受到經濟發展與城市區位、宏觀政策與市場化、物流一體化與物流資源整合、全球生產網絡與物流企業組織等因素的綜合影響，當前長三角物流供應鏈正處于第四階段；尺度對物流供應鏈演化具有一定影響。圍繞長三角更高質量一體化，應充分發揮上海國際航運中心作用，加強上海與周邊節點的組織聯系，共同打造國際供應鏈中心；應進一步加強寧波、杭州節點的組織分工與引導，明確杭州以省內服務為主，寧波以區域服務為主，通過協調“雙核”功能聯合做大做強；結合揚子江城市群建設，應充分加強揚（州）泰（州）間的協作，以此為橋梁，增強蘇南對蘇北地區的輻射。

來源出版物：地理研究, 2017, 36(11)：2156-2170

入選年份：2017