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      科學研究

      科學研究
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      科學研究方向介紹

           近幾年來,地球科學學院廣大教師積極開展科學研究,繼續保持本專業面向能源勘探、開發,尤其是石油與天然氣的勘探開發的辦學特色。保持、發展本專業優勢學科方向:沉積學與沉積模擬、油氣成藏及油氣地球化學、油藏綜合研究與評價、油氣儲層地質建模技術等方向,使之處于國內先進水平的行列。在2006年教育部學科評估中,長江大學支撐本專業的一級學科“地質資源與地質工程”位列第12位。近幾年來,本專業教師承擔包括6項國家自然科學基金項目、4項國家“973項目”在內的195項科研項目的研究,科研經費8179萬元,年均科研經費2726萬元??蒲泄ぷ饔辛Φ卮龠M了本科教學和研究生教學。主要研究方向如下:

      一、深水沉積學研究
            以高振中、何幼斌、李建明、羅順社、王正允、李維鋒等教授的組成學術群體近些年來在深水沉積學研究尤其在深水牽引流沉積研究方面開展了系列創新研究,使得在該領域處于國際領先水平。主要的創新工作有:①內潮汐和內波沉積的發現和研究開創了沉積學的一個新的研究領域。在世界范圍內首次發現和系統研究了地層記錄中的內波、內潮汐沉積,用內波理論對現代深海大型沉積物波進行了成因解釋,首次鑒別出古代地層記錄中的大型沉積物,并進行了系統研究。②對地層記錄中的等深巖丘進行了深入研究,將我國對等深流沉積的研究推向了一個新的發展階段。發現并系統研究了我國第一例和第二例地層記錄中的等深流巖丘,在我國首次描述了等深巖層序,建立了等深巖丘的沉積模式。③對我國13個省區的重力流沉積進行了開創性研究,全面研究了重力流沉積的各種成因類型及層序模式,幾乎與國外同時建立了碳酸鹽斜坡沉積模式,在我國首次報道并系統研究了海底扇沉積體系。④以深水重力流和牽引流沉積的研究為基礎,結合沉積發育史的研究,對揚子地臺東南邊緣的構造演化進行了深入研究,提出了該區自晚前震旦紀以來經歷了大陸裂谷、被動陸緣和閉合造山三個階段的新觀點。本研究領域近幾年連續獲得三次國家自然科學基金的資助。

      二、生物礁與地層學研究
            以肖傳桃、胡明毅、劉秉理等教授的組成的學術群體近些年來在生物礁與地層學研究尤其在奧陶系生物礁研究方面開展了系列創新工作,使得在該領域處于國際領先水平。主要的創新工作有:八十年代末,首次發現并研究了中揚子臺地早奧陶世生物礁70余處,獲得了首批研究成果。繼之,預測并突破性發現塔里木臺地數百平方公里的中奧陶世生物礁。近期,又預測和確認了華北臺地早奧陶世生物礁,且獲得國家自然科學基金委員會和中國石油天然氣集團公司資助。截至目前,已經獲得了趨于系統性的研究成果:
      ①揭示了早—中奧陶世生物礁的產出層位、分布狀況、礁巖結構、建礁生物、礁類型和礁組合等特征及其分布規律。②準確地鑒別了造礁生物及其群落:首次在亞洲地區新發現Pulchrilamina;發現了地史中最早的造礁生物Batostoma和由J.of Paleontology確認的Archaeoscyphia的多個新種新屬。③精細地確認了三個新的含礁層位和Calathium礁等新的礁類型,完善了生物的成礁演化序列,填補了國內早、中奧陶世生物礁及后生動物早期造礁的空白。④開創性的闡明了水動力的建礁、毀礁作用,總結了對早、中奧陶世生物礁具有普遍意義的成礁機理。⑤將高分辨率層序地層學理論應用于我國陸相油氣勘探領域,根據沉積基準面原理,精細劃分對比儲集層,建立高分辨率層序地層格架,這種等時地層格架與一定級次流動單元相一致,并控制了砂體儲集層內一定規模的流體流動。在此基礎上,研究了砂體儲集層的非均質性特征與基準面旋回之間存在的關系,并進行了剩余油分布預測的研究。上述與國外合作的部分成果獲美國國家科學基金資助,同時該研究領域還獲得三次國家自然科學基金的資助。

      三、沉積模擬研究
            以張昌民、張春生、劉忠保等教授的組成的學術群體近些年來以部級重點實驗室——國內獨有的湖盆沉積模擬實驗室為依托,在該領域開展了系列創新研究工作,使得在該領域處于國內領先水平。主要借助盆地模擬實驗,主要對沉積盆地儲集砂體的形成、演變進行物理、數值研究,結合現代及古代露頭調查,建立儲層地質模型。迄今,已獲得一些顯著進展:①通過物理模擬、數值模擬及露頭調查,在勘探早期,指出碎屑巖沉積體系的分布規律,以提高勘探效益。②油田開發后期,現有井網不宜控制的井間地區,通過沉積模擬及調查,建立儲層地質模型,預測剩余油的分布規律,為開發層系及井網調整提供技術支持,從而提高開發效益。③首次以“過程”的觀點而不是以沉積“結果”的觀點,系統分析了砂體的成因及其對儲集層性質的影響;建立了湖盆主要砂體沉積過程的原型地質模型。發現沖積扇的坡度對流量和粒徑存在明顯的依賴關系,揭示了涌流型濁流的流體厚度及速度與搬運距離和底坡大小的關系,從而奠定了國內實驗沉積學的基礎。沉積模擬研究經過長期的努力,已經和正在獲得成果均得到中國石油天然氣集團公司資助,并建成了國內獨有的含油氣盆地儲集砂體形成、演變及儲層結構研究的大型實驗室。

      四、高分辨率地震地層學
            由潘仁芳、胡明毅等教授組成的學術群體開展了大量創新研究,取得了系列研究成果。以自身專利技術“一種用地震資料描述油藏的方法”(專利號:90104152.1)為基礎,并基于知識表達,研究、開發了綜合傳遞函數和差異層位速度等信息進行油藏描述信息處理的系統軟件。該項研究成果已分別向江漢、中原、華北、青海等多家油田推廣應用。以AVO異常屬性參數提取為基礎,基于儲層含氣性與異常屬性的知識表達,通過建模分析,檢測地下儲層含氣性。該成果成功地在我國最大整裝氣田-蘇里格廟作為首例應用,現已推廣到吐哈和塔里木等多家油田。特別是對內蒙某地地下淺層氫氣的成功檢測,已引起國土資源部高層領導的高度重視?;诙喾轿粚傩圆町惖膬恿芽p表征研究,針對裂縫性儲層的非均質性和地球物理屬性表征的方向性差異,提出采用三維地震資料進行多方位AVO屬性分析,并利用其方向性差異預測儲層裂縫的方法。這一方法在2000年即由我們提出,并在三塘湖盆地成功地應用,而國際上類似的成果近期才有報道。

      五、儲層地質模型建模技術
           儲層描述技術是油氣勘探開發的關鍵。以野外露頭資料、井下地質資料、地震、測井及油田動態資料為基礎,應用高分辨率層序地層學及儲集砂體建筑結構分析理論,結合地質統計及先進的建模方法,建立儲層地質模型,從而可以為油氣勘探開發方案的制訂、調整及預測剩余油氣分布規律提供有力的技術支持。由張昌民、王振奇、張尚鋒、李少華、尹太舉等教授組成的學術群體在該研究領域取得了系列研究成果。主要研究領域及研究特色如下:
           a.儲層精細地質模型的建立。將露頭信息與井下地質資料相結合,建立油田儲層精細地質模型,使得對儲集砂體的描述更客觀、更準確。
           b.陸相含油氣盆地儲層高分辨率層序地層學研究。該研究從地層劃分對比入手,建立等時地層骨架,進而研究儲集砂體發育分布規律。對油田開發中后期開發方案調整及油田滾動勘探開發特別有效。  
           c.油田儲集砂體建模。以地質、地震、測井及油田動態資料為基礎,應用先進的建模軟件,建立油田儲集砂體發育分布模型,使得對儲集砂體的描述更加定量化,符合油田的實際情況。
           我院儲層地質模型研究技術先后在河南、中原、大港、青海、塔里木、南海西部等油田推廣,許多成果在油田取得了經濟效益。

      六、油藏(儲層)動態評價與數值模擬
           主要研究內容包括油氣藏早期動態描述和油氣田開發動態描述。油藏評價與模擬研究成果對弄清剩余油分布,地層壓力分布,儲量動用程序,模擬開發動態,在勘探早期確定下步勘探和開發部署,提高探井成功率,實現滾動式勘探和開發,提高勘探開發綜合效益,具有重要意義。由郭康良、趙明躍教授領導的學術群體完成的多項國家攻關項目,達到國內領先水平,研制的“低滲透油層早期壓力恢復曲線的解釋方法及軟件”達到國內先進水平,同時還完成了“JPD鉆柱測試解釋軟件”和“JPE早期試井解釋軟件”,已經在全國13個油田推廣使用。獲CNPC科技進步三等獎,兩項成果獲得省科技進步二等獎。

      七、油氣構造研究
           由胡望水、陳波、龔文平等教授組成的學術群體開展了大量創新研究,取得了系列研究成果。針對我國復雜油氣構造的特點,將板塊構造理論應用到含油氣盆地內各級構造研究中,形成了一套有特色的研究方法。
           從四維角度討論了斷層封閉演化,認為斷層的封閉類型從單一型過渡到復合型,封閉強度逐漸加強,封閉的烴柱高度逐漸變大;從混沌系統論的角度,研究了斷層封閉系統的構成、巖石子系統、流體子系統、巖石-流體相互作用子系統;在此研究的基礎上,開發了相應的可視化評價軟件系統,國內唯一的評價分析系統。在渤海灣盆地、江漢盆地等的應用,取得了良好的效果。從成因角度,將正反轉構造分析系統分為兩大類和15小類;分別建立了各類正反轉構造的正反演模型,開發了相應的正反轉構造模擬軟件,該軟件有效地解決了松遼盆地、遼河盆地、江漢盆地、南襄盆地的實際問題。

      八、油氣成藏地質與資源評價
           由林小云、許曉宏、吳東勝等教授組成的油氣地質科研組近些年來在油氣成藏地質與資源評價方面開展了大量創新研究,取得了系列研究成果。以現代的勘探方法、技術和石油天然氣地質理論為基礎,以辨證哲學的基本思想為指導,以解決油氣勘探的需要為出發點,探索研究三維地質體中的油氣形成、聚集與分布,預測油氣資源潛力,并將研究結果指導油氣勘探實踐。主要開展以下幾個方面的研究工作:
           1.以石油天然氣和烴源巖為研究對象,通過對原油物理性質和化學組成特征的詳細剖析和對烴源巖生烴潛力的評價,分析盆地中油氣資源潛力,指出油氣勘探的有利區域和方向。
           2.針對古生界海相地層高演化的特點,以二次生烴機理為指導,探討高演化烴源巖生烴潛力的評價方法,提出了初始演化程度是決定高演化烴源巖的“再次”補給能力的關鍵。
           3.以含油氣系統理論為基礎,將研究區域作為整體,通過構造演化、沉積分布及演化和盆地模擬的研究,分析盆地的成藏要素和成藏作用,對油氣成藏條件及油氣資源做出評價。劃分含油氣系統并進行特征分析。
           4.通過研究地下流體運動的動力學機理,分析地溫場、壓力場和勢能場的空間分布規律和展布特征,確定盆地流體系統的構成。分析油氣運移聚集規律,預測有利的勘探靶區,優選勘探目標。 

           5.以含油氣系統和成藏組合為主線對世界含油氣盆地進行了資源定量評價,為中石油開拓海外油氣資源提供了決策依據。
          
      九、巖芯圖象采集技術與信息化
           由李建華、劉紹平、許曉宏等教授組成的學術群體開展了大量創新研究,取得了系列研究成果。所研制的巖芯圖象掃描采集儀,運用圖像處理技術和數學地質方法,實現了宏觀、顯微巖芯圖像的自動化采集,巖芯及相關地質資料的永久性儲存、綜合管理及定量分析、處理等功能。其功能及技術性能完全可與德國同類產品相媲美。該系統已在東、西部多數油田廣泛應用,并獲得國家專利一項(專利號:ZL 99 2 37821 4)。

      十、GIS應用研究

          由劉學鋒、何貞銘、湯軍、李功權等教授組成的學術群體在以下領域取得了系列研究成果。

           1. 網絡地理信息系統
           2. 專題地理信息系統
           3. 多維動態地理信息系統
           4. 移動實時地理信息系統
           5. 空間數據庫與空間數據倉庫
           6. 遙感數據處理與應用
           7.“3S”技術集成與應用



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