1、靖边气田基本特征
5.1.1 地质概况
图5-1 鄂尔多斯盆地古生界气藏分布图
(据长庆油田,2008)
靖边气田位于陕西省靖边—志丹—安塞一带,向北延伸至内蒙古自治区的乌审旗(图 5-1),位于盆地二级构造单元伊陕斜坡的中段,是我国目前发现的大型气田之一,探明含气面积 4129.9km2,地质储量.8×108m3。
靖边气田现今为一区域西倾大单斜,坡降1~10m/km,倾角小于30'。从区域地质分析,盆地西部是深坳斜坡区,中部是古隆起潮坪区,东部是浅坳陷盐洼带。奥陶纪潮坪区,发育准同生泥晶白云岩、膏白云岩、泥质白云岩、粉—细晶白云岩和角砾状泥晶白云岩。早奥陶世后,加里东运动使盆地全面抬升,缺失志留系至下石炭统,奥陶系顶部经历了近 1.5×108a的风化剥蚀,形成了对天然气聚集有重要意义的奥陶系风化壳。中、晚石炭世,海水从东、西两个方向侵入,沉积了一套海陆交替的石炭-二叠系含煤沉积,是靖边气田重要盖层,并使靖边气田混源气中煤型气的来源。
加里东期地貌以斜坡残丘发育为主;发育较多的溶孔、洞缝,且大多未充填或半充填,具有良好的孔渗条件。在岩溶水动力剖面上以径流区水平溶孔型储集亚相发育为主,因斜坡残丘发育面积大、古地貌切割较深,有类似承压区的垂直溶缝型储集岩亚相发育。风化壳残留厚度大,保留层位全。
、
、
、
、
气层均比较发育,尤其
、
、
等3个气层组连片性最好。地史过程中始终处于相对隆起(靖边鞍部隆起),为油气运移的指向地区。
5.1.2 气田和气层基本特征
靖边气田是受古构造、岩相古地理及岩溶古地貌制约的地层-岩性复合圈闭的隐蔽气藏。气藏分布与奥陶系顶部风化壳密切相关。已探明的天然气储量均分布在古岩溶发育的奥陶系顶部风化壳中(戴金星,1997)。目前发现的主要气层中奥陶统马家沟组马五段碳酸盐岩风化壳储层,风化壳一般厚度30~90m。据统计,靖边气田风化壳主体厚度为 40~65m,且从东向西明显增厚,至成川 1 井达195m。马 5 黑色泥晶灰岩是区域标志层,也是该区风化壳的隔水底板。
靖边气田具有含气层位相对稳定、有效厚度薄、埋藏较深(2800~3800m)和分布面积的大的特点(戴金星,1997)。气层平均孔隙度5.3%~5.9%,平均渗透率为3.15~5.852mD,属于中、低孔隙度裂缝溶洞式孔隙型气层。地层压力主要为 30~33MPa,略低于静水柱压力,属正常压力范围,气层温度介于 58~125℃,气层压力和温度由北向南缓慢增加。
靖边气田风化壳气层产能变化明显,主要表现在两个方面:①近距离内产能变化较大;②工业气井群中可以有非工业性气井。这些特征反映了奥陶系风化壳储层物性横向变化大,具有一定的非均质性。
5.1.3 天然气来源
通过多条剖面上的天然气甲烷实测值和模拟值的对比研究,可以得到以下认识:鄂尔多斯盆地北部气田的天然气以来自石炭-二叠系为主;靖边气田的东部、东北部天然气以来自石炭-二叠系为主;靖边气田的中心、南部和西部具有明显的油型气混源特征。这些结果和前人用其他手段得到的研究结果是一致的(刘文汇等,2001;李贤庆等,2005)。可见,有研究者认为以上古生界煤型气为主“倒灌”进入风化壳气藏的推测是经不住推敲的,因为支持这一观点的“天窗”(风化壳上部本溪组铁铝质泥岩缺失部位)主要位于靖边气田中心附近,假如上古生界煤型气是靖边气田成藏主力,风化壳中的油型气就不会逆气体充注的压力递减方向而充注到上古生界中,从而使气田中、南部上古生界气层具有油型气特征。相反,证明了下古生界来源的油气向上古生界气藏运聚的可能性。
5.1.4 成藏演化历史
盆地西南缘中奥陶统平凉组在中三叠世埋深超过3000m(图 5-2),开始进入生油窗,到中侏罗世末,南缘烃源岩成熟度达到R0值为1.30%,进入生气窗。晚侏罗世末以前南缘渭北地区生成石油0.1514×108t;西缘生成石油 1.9676×108t;共2.1190×108t。早白垩世末,平凉组最大埋深超过6000m,处于干气带。到现今南缘平凉组累计生成资源量 0.8820×108t 油气当量;西缘累计生成资源量3.4418×108t油气当量。
图5-2 盆地西南缘中奥陶统生烃演化史
5.1.4.1 成藏历史
(1)古油藏的形成
鄂尔多斯地区中—晚奥陶世的沉积作用主要发生在现今盆地的西、南缘,中央古隆起及其以东的广大地区缺失上奥陶统至泥盆系地层,在长达 1.5×108a的时间里,中奥陶统马家沟组碳酸盐岩经历了长时间的改造和风化剥蚀,形成了优质风化壳储层。而西南缘的上奥陶统地层对中奥陶统平凉组烃源岩起到了重要的封盖和保护作用。自中石炭世开始,中央古隆起带隐伏在地下,是油气运移、聚集中心。
中三叠世,鄂尔多斯地区开始进入陆内大型坳陷发育阶段,平凉组烃源岩由于埋深增加进入生油窗。直至早侏罗世,中央隆起带轴部所处的定边—环县—志丹—黄陵一带,都是最早古油藏的发育区,平凉组烃源岩形成的石油沿中奥陶统马家沟组风化面向隆起高部位运移,到达风化壳储层形成古油藏(图 5-3,图 5-4)。
(2)古油藏向气藏转化
中侏罗世—早白垩世,古油藏的继续埋深,加上盆地进入高温演化阶段,古地温梯度高达 4.0~4.4℃/100m(郝石生等,1996),中央古隆起带奥陶系风化壳的温度环境由低于 100℃(T2)缓慢上升至 180℃以上(K1),有机质成熟度R0值由低于 1.30%逐步向 2.0%~4.0%爬升。古油藏原油伴随着盆地西倾大单斜形成(于早白垩世末成型)不断向北东方向运移,并逐渐完成了石油向天然气的转化。
(3)风化壳气田的形成
晚白垩世—古近纪,鄂尔多斯盆地主体形成西倾大型斜坡——陕北斜坡,中央古隆起带成为大型斜坡的一部分并位于斜坡低位处。自此,中央古隆起带聚集油气的优势被改造,油气继续向北东方向区域性运移,并在前进过程中受盐岩、膏岩及古潜沟等岩性封堵,群体性风化壳大气田——靖边气田定位。
图5-3 鄂尔多斯盆地构造-沉积演化及中部风化壳气田成藏过程
5.1.4.2 油气运聚模式
(1)一次运聚——古油藏的形成
马家沟碳酸盐岩沉积时期L型隆起就已经存在,在中侏罗世以前的平凉组烃源岩生油窗期,L型古隆起对油气分布起到控制作用。在中奥陶世以后的抬升剥蚀过程中,马家沟顶部经历了长时间的风化改造,古隆起最为强烈,马四白云岩与上古生界直接接触。盆地西南缘平凉组生成的原油沿上、下古生界之间的不整合面、侵蚀面向古隆起运移,在下古生界溶蚀白云岩储层中聚集成藏(图 5-5)。可见,古隆起的存在和侵蚀面、不整合面对油气的初次运聚起到了至关重要的作用。
(2)二次运聚——气藏的形成
中侏罗世开始的油窗向气窗过渡时期,正是构造运动使鄂尔多斯盆地主体在晚侏罗纪之后地层逐渐西倾的时期,西南缘平凉组烃源岩生成的天然气和古油藏中原油由热裂解形成的天然气在西倾单斜的控制下(此时的中央古隆起成为西倾大单斜的一部分,不再具有聚气作用),继续沿马家沟组古岩溶台地、古岩溶斜坡风化壳中的裂缝、溶孔、粒间微孔以游离相向东北方向迁移。达到靖边气田所在位置风化壳储层后,受封堵而聚集成藏,完成二次运聚成藏过程(图 5-6)。可见,二次运聚过程是与油藏向气藏的转化过程同步进行的,是在燕山中期盆地周缘强烈构造活动的背景下进行的已有油气藏的调整破坏和二次成藏的过程。二次运聚过程中,西倾单斜的形成和改造良好的马家沟组风化壳对天然气二次成藏起到了控制作用。
5.1.5 盖层特征
盖层是天然气藏形成和保存的重要条件之一,其质量的好坏直接影响着气藏能否形成、保存以及规模大小,长庆油田之所以能维持一个大型气田的关键因素就在于盖层条件好。
图5-4 鄂尔多斯盆地奥陶系油、气运聚成藏路径示意图
图5-5 古油藏形成期油气运聚模式
图5-6 天然气二次成藏运聚模式
5.1.5.1 直接盖层
盆地中东部奥陶系风化壳气藏的直接盖层包括太原组底部和本溪组的泥质岩类,风化壳气藏下部气层的直接盖层还包括奥陶系自身的碳酸盐岩和膏质岩。
本溪组受前石炭纪古地貌的影响,自东向西以填平补齐的方式超覆沉积,在中央古隆起东侧尖灭,中央古隆起古岩溶高地上直接是太原组的超覆沉积,缺失本溪组沉积。除了本溪组铁铝质泥岩之外,太原组二段和本溪组泥质岩主要形成于海陆交互相的潮坪、潟湖及三角洲前缘等环境,在全区范围内均有分布,一般厚 12m左右,最厚可达 22m。本身又是良好的烃源岩,对下伏气藏能够形成烃浓度封闭(周树勋等,1998)。
太原组二段和本溪组泥质岩类地层压力大于理论的静水压力值。在平面上过剩压力略呈南高北低、东高西低的趋势。据统计在 67%的井中该段泥岩的过剩压力介于 1.0~2.0MPa 之间,压力系数为 1.03~1.08。而下伏奥陶系古风化壳储层绝大部分井的压力系数都小于 1.0,平均为 0.94。压力系数表明太原组二段—本溪组盖层对下伏储层具有压力封闭的作用。经历了长期成岩作用后,石炭系中、上统部泥岩已经进入了晚成岩阶段,岩性致密、渗透率低、突破压力高。从实测渗透率来看,纯泥岩封盖物性最佳(实验条件下渗透率小至测不出);当泥岩中含有黄铁矿条带、团块或结核时次之;铝土岩、铝土质泥岩和含砂泥岩相对纯泥岩略显逊色(表 5-1),但以传统标准 10~5MPa作为封盖层渗透率的下限,它们仍能达到中等—好封盖层标准。
表5-1 鄂尔多斯盆地奥陶系气藏直接盖层物性特征
奥陶系古风化壳气藏底部的马
气层组和马五3气层组以碳酸盐岩为直接盖层,盖层分别为马五3和马五4亚段,在盆地中东部稳定分布,厚度分别为 10~20m 和 15~20m,这两套直接盖层岩性致密,岩性为泥质白云岩、含泥白云岩、泥晶白云岩夹膏质白云岩,膏质含量纵向上由下向上递减(马
地层膏质含量大于马
地层),平面上,东部较中部多;马
地层在东部甚至出现较厚的膏岩段,如富县探区富古3 井含3m厚的含膏质云岩,富古 1 井和富探 1 井膏盐含量和富古 3 井相差不大,富县东北部的富古2 井石膏层厚度达到了 12m,石膏质白云岩厚 14m 之多,具有良好的封盖性。
根据以上分析,可以认为,奥陶系风化壳气藏的直接盖层都具有良好的物性封闭的性能。
5.1.5.2 间接盖层
奥陶系风化壳气藏上方的间接盖层是太原组中上部泥质岩夹石灰岩和山西组泥质岩。其中暗色泥岩、碳质泥岩、粉砂质泥岩和煤层的厚度大于 100m,沉积环境为三角洲支流间湾、湖泊和滨海沼泽,渗透率一般为 10-7~10-8μm2,饱和空气突破压力一般小于 2.0MPa,封盖物性中等。石炭系发育多层海相碳酸盐岩沉积,石灰岩一般厚6~10m,石炭系灰岩孔隙度为0.53%,渗透率为 1.7×10-7μm2,饱和空气突破压力大于 15MPa,扩散系数为2.292×10-8cm2/s,可见具有良好的物性封闭。
此外,石炭-二叠系暗色泥岩厚 100m 左右,煤层厚 4~30m,生烃强度大,石炭系中、上统泥岩的含烃浓度明显高于下伏奥陶系古风化壳储层的含烃浓度,这种浓度差能够屏蔽奥陶系的烃类扩散,形成烃浓度封闭。
5.1.6 成藏主控因素
在长期稳定的克拉通盆地内,古构造、古沉积体系、古侵蚀面、古岩溶以及多期多种类型的成岩作用控制着盆地下古生界天然气的生成、运移和聚集。
5.1.6.1 丰富优质的平凉组海相烃源岩是成藏基础
盆地西、南缘广布的台缘深水斜坡相平凉组烃源岩有机质类型好、有机质丰度高,生烃潜力大,自晚三叠世末开始进入生油窗,晚侏罗世—早白垩世达到生烃高峰阶段,为形成古油藏和气藏以及晚期次生气藏提供了物质基础。
5.1.6.2 古构造格局及其演化长期控制着天然气的汇聚
早白垩世以前,鄂尔多斯盆地中央古隆起具有长期的稳定性,为盆地西、南缘平凉组烃源岩生成的原油向古隆起及其周围运聚形成古油藏创造了条件,在J2~K1期间,随着古地温的增加,在古油藏内,逐步完成了古油藏向古气藏的转化。早白垩世末至今,随着盆地西倾大单斜的形成和中央古隆起的渐趋消失,古油藏内的热裂解气逐渐向盆地的东北方向实现二次运移,最终到达了靖边风化壳而聚集成藏,甚至部分天然气继续向北东方向运移而到达塔巴庙地区风化壳中成藏,自早白垩世末以来盆地主体呈现的西倾大单斜具有长期性和稳定性,构造活动微弱,控制了天然气的汇聚成藏。
5.1.6.3 古风化壳岩溶作用及其改造程度是成藏的主控因素
在古风化壳的岩溶高地及斜坡部位,岩溶作用与物理风化作用并存,产生多种类型孔隙发育、物性良好的储渗体,为大中型气田的形成奠定了良好的储集和圈闭条件。同时由于物理风化剥蚀作用的不均一性,局部地区造成沟壑纵横,为天然气的运聚创造了良好的通道。其上区域性的铝土岩盖层及上古生界泥岩起到了良好的封盖作用。因此古岩溶高地及斜坡部位好的储渗体直接控制着下古生界气藏的分布,靖边气田就位于岩溶作用最为发育的岩溶斜坡地带。
5.1.6.4 成岩作用是成藏和高产的决定因素
对于鄂尔多斯盆地下古生界潮坪白云岩而言,多期、多种成岩作用使其形成多种类型孔隙发育的储渗体。同生期白云岩主要形成晶间孔,早同生期形成选择性溶蚀的铸模孔、膏溶角砾孔及晶间溶蚀孔,表生期加里东末大气淡水淋滤形成的发育大量溶蚀孔、洞、缝,是该区风化壳储层次生溶蚀孔、洞、缝发育的关键阶段;晚成岩期,多沿缝合线形成压溶缝和脱羧作用形成的溶蚀孔洞和角砾间缝。经过上述成岩和古岩溶作用,提高了储层的储集性能,形成了低孔背景下具有较高孔、渗层段的非均质储层。勘探实践证明:加里东期风化壳普遍含气,但产能差别较大,有的高产井产能很高(>100×104m3/d),而有的则产能微弱,表明成岩作用对下古生界奥陶系的成藏和高产起着决定性的作用。
5.1.6.5 上覆石炭系直接盖层与气层上倾方向膏盐岩性封堵是成藏关键
就靖边气田而言,不但有上覆石炭系底部的本溪组铁铝质泥岩提供封盖,也有顺层上倾方向的马家沟组膏岩提供的封堵作用,从气田探明和控制的含气面积来看,基本分布在本溪组地层尖灭线以东和马家沟组膏盐尖灭线以西所夹持的范围内。形象概括为“屋檐下”模型,本溪组泥岩是屋檐,马家沟组顺层膏盐是侧向封堵墙。
5.1.7 成藏模式
在广覆的潮坪白云岩发育区,由于加里东期构造抬升而经历了漫长的大气淡水淋滤溶解作用,在风化壳上部地层形成良好的储集层段,储渗体主要在岩溶斜坡的岩溶斜坡残丘、残台上发育;马五 5段泥微晶灰岩的白云岩化作用形成了粉晶白云岩或灰质白云岩,为储渗体发育创造了条件。石炭系泥岩、残积铝土岩和马家沟组膏盐共同对风化壳地层形成了上覆或上倾方向的区域盖层及局部盖层,形成了风化壳圈闭,为油气的聚集提供了储集、圈闭场所。
早白垩世,来源于盆地中央古隆起古油藏的原油裂解天然气在晚侏罗世开始的西倾大单斜的构造背景下向东北方向运移,到达靖边气田古岩溶斜坡马家沟组风化壳后,顺层上倾方向受膏盐以及侵蚀古沟中本溪组泥岩封阻,垂向上受风化壳顶面铁铝质泥岩和本溪组煤系泥岩等直接盖层的封盖,聚集成藏,成为群体性风化壳大气田,属于下古生界自生自储型气藏(图 5-7),成藏关键时刻在早白垩世末。可见,下古生界气田的形成主要与奥陶系烃源岩分布、古油藏的形成于改造、奥陶系顶风化壳型溶蚀孔洞储集层的分布、侵蚀沟壑的分布及上古生界底部铝土质泥岩盖层有密切关系。其中,长庆气田与塔巴庙地区相比更靠近西南缘平凉组烃源岩,更易于接受来自中央古隆起古油藏裂解气的充注,且本身处于岩溶古地貌的斜坡部位,马家沟组碳酸盐岩改造强烈,储集条件好,利于形成天然气聚集大场面。塔巴庙地区虽同处于岩溶斜坡地带,但风化壳储层改造相对要弱。关键是处于下古生界天然气充注下游,供烃条件相对差。同时可看出,下古生界气藏并非来源于上古生界烃源岩,从塔巴庙地区没有铁铝质泥岩风化壳、上古生界丰厚的烃源岩直接与下古生界储层接触,下古生界勘探却没有大的突破这一点可以证实。
图5-7 靖边气田风化壳气藏成藏模式
2、请问这是什么气候现象?
首先这不是气候现象,这是天气现象。气候现象是某地区长期的有关气温和降水的变化。而天气现象多变,晴雨雪风都是天气现象。这种天气现象属于高积云,因为中云高度上稳定而湿润的空气波动而形成,一般不会有降雨。天气预报会显示多云。
3、古诗中体现出的气候现象
东边日出西边雨,道是无情却有知情
沾衣欲湿杏花雨,吹面不寒杨柳风
溪云初起日沉阁,山雨欲来风满楼
黄河远上白云间,一片孤城万仞山。羌笛何须怨杨柳,春风不度玉门关
残云收夏暑道,新雨带秋岚
岚:雾气。
唐·岑参《水亭送华阴王少内府还县》
夏半阴气始,淅然云景秋
夏半:夏季过半,农历五月半后。淅:风吹拂的样子。
唐·韩愈《送刘师服》
残暑蝉催尽,新秋雁带来
唐·白居易《宴散》
清明时节雨纷纷,
路上行人容欲断魂。
借问酒家何处有?
牧童遥指杏花村。
4、各种气候形成的原因?
1、气候是某一地区在多年内的大气平均状况或统计状况。对气候概念的理解,可以同天气的概念加以对
比。注意强调以下两点:第一是时间尺度。天气的时间尺度比气候要短得多。天气变化快,变化的周期短。
天气过程的时间分段一般以5天以下为短期天气过程,5~10天为中期天气过程,10天~3个月为长期天气过
程。气候的变化周期则有季际,年际,十年际,百年际,千年际,万年际等。第二是 统计特征。天气是指
某一地区在某一瞬时或某一短时间内大气状态(如气温、湿度、气压等)和大气现象(如风、云、雾、降水
等)的综合;而气候是在某一时段内大量天气过程的综合,气象要素的各种统计量是表述气候的基本依据。
2、气候形成的因子:不同的地区,气温、降水的状况不同,气候的特点也就不同,影响气候的主要因素
是太阳辐射,大气环流和地面状况等,人类活动也会对气候产生一定的影响。
(1)太阳辐射的作用,应特别强调它是形成气候最基本的因素。对这一问题理解,可通过复习旧知识——
太阳高度角与太阳辐射强弱的关系,说明由于太阳辐射在地球表面不同纬度上分布不均匀,使地球上的热量随
着纬度的增加而减少,全球气候带的划分,基本上就是太阳辐射因子决定的。
(2)下垫面是大气的直接热源和水源。就下垫面差异的规模及其对气候的作用来说,海陆间的差别是最基
本的,并主要影响气温、大气水分等。教学中就联系学生在初中学过的区域地理知识,以实例说明大陆性气
候与海洋性气候的特征,并加以归纳:
大陆性气候与海洋性气候的比较(北半球)
气候类别
气温日较差
气温年较差
最高气温月
最低气温月
大陆性
大
大
7月
1月
海洋性
小
小
8月
2月
此外,地形起伏和地表粗糙度对气温和降水也有直接影响。
(3)大气环流共有双重性质。一方面它对气候起着直接控制作用,气候在空间分布上的复杂性,在时间发
展上的多变性。主要是由大气环流决定的。这是因为大气环流促进高低纬度之间,海陆之间发生热量交换和
水分交换。在不同的环流形势下,热量和水汽输送与交换的特点不同,不同季节不同年份也有差异,这就显
著地影响各地气候,造成了气候的复杂和多变。另一方面大气环流也是一种气候现象。具有气候意义的大气
环流很多,如我们在2.4节中所讲述的行星风带,大气活动中心(1,7月海平面等压线分布图上的高低压中
心),它们有的常年存在,有的在一定季节出现,是造成气候要素分布的直接原因,因此,从某种意义上来
说,它们也是全球气候特征的一种表现形式。
(4)人类活动对气候的影响越来越大,包括改变大气成分(如人类活动燃烧矿物燃料,排放出大量的CO2;
20世纪80年代以后,随着电冰箱、冰柜等的广泛使用,释放出大量的氟氯烃化合物)和水汽含量,向大气释
放热量;改变地表的物理特性和生物学特性等。
5、海拔800米以上艳阳高照,而800米以下则冰天雪地,这是什么气候现象?
楼主这种情况出现的时候有没有在山腰位置出现雾?一般情况下,大气温度随着高度增加而下降,可是在某些天气条件下,地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象,气象学上称之为“逆温”,发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。像你所说的这种应该属于地形逆温:它主要由地形造成,主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快,冷空气循山坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升,从而出现气温的倒置现象。
6、中国典型的气候现象(如:北方春旱,长江中下游伏旱等......)有哪些,及其成因!?
1、华北春旱:每年4、5月份,华北地区雨带未至,降水少,但气温回升,蒸发量大,再加上春季,农作物生长需大量水分,故形成春旱。
2、江淮梅雨:每年的6月中旬至7月上旬,由于准静止锋的原因(即雨带长期停留徘徊在江淮一带),江淮地区形成梅雨天气。
3、长江中下游伏旱:每年7、8月份,梅雨过后,雨带北移,长江中下游地区受副热带高压控制,天气晴热,形成伏旱天气。
4、东北、华北雨季:每年7、8月份,雨带推移至东北、华北一带,形成集中降水。
简单归纳,不够全面。
7、鄂尔多斯盆地靖边气田岩溶储集体特征
(一)概述
靖边气田区位于鄂尔多斯盆地中部伊陕斜坡的主体部位,北起乌审旗,南止永宁,东起子洲,西抵安边,面积约4.8×104km2(图7-23)。
中奥陶世,鄂尔多斯盆地中部和东部沉积了一套海相碳酸盐岩为主夹蒸发岩的地层,即马家沟组。该组沉积过程经历了3 次海侵和海退旋回,在纵向上构成了6个岩性段沉积,即马家沟组一至六段(以下简称马一段、马二段……马六段)。其中,马一、马三、马五段沉积时处于高位体系域.形成白云岩、硬石膏岩为主夹石盐岩(榆林—安塞以东)及一些过渡岩类的沉积组合,靖边气田区东部的内陆棚盆地内主要形成硬石膏岩、石盐岩、白云岩为主,夹过渡岩类的沉积组合。马二、马四、马六段沉积时处于海侵体系域。主要形成白云岩、石灰岩沉积组合,有些时期沉积环境较局限,在研究区中东部有硬石膏岩夹层形成。

图7-23 鄂尔多斯盆地中部研究区位置图
马家沟组沉积后发生了晚加里东运动,使华北地块整体抬升为陆,经历了140Ma的沉积间断,缺失上奥陶统—下石炭统的沉积,到晚石炭世又接受沉积。鄂尔多斯盆地马家沟组顶部地层遭受了长期剧烈的风化剥蚀,其剥蚀程度各地不等,致使风化壳呈现出凹凸不平的古地貌特征.其中马六段在盆地东部和东南部残存范围较大,局部厚度亦相对较大,而在中部靖边气田区仅在少数井中零星见及。
马五段由上向下划分为10个亚段(即马五1亚段、马五2亚段……马五10亚段)。上部成为最主要储层的马五1—马五4亚段又根据其岩性及储层性质优劣,可再细分为2~4个小层不等,共12个“层”(表7-9)。位居马五段最顶部的马
层遭到的剥蚀最强,残留地层沿靖边气田区中部由北向南呈断续带状分布,向下部各小层的保存逐渐变好,分布面积逐渐增大。至马
层,除靖边气田西缘个别井被剥蚀外,区内地层已保存完整(附图18)。
表7-9 鄂尔多斯盆地靖边气田区中奥陶统马家沟组五1—五4亚段岩性及储集性能
在马五1—马五4亚段中,储层主要岩石类型为基岩中或多或少含晶间孔的含硬石膏结核和或含硬石膏柱状晶和结核的粉晶白云岩,其次为含原生晶间孔的粗粒晶白云岩。由于遭受长期的表生淋溶作用,各种岩溶孔、洞及缝十分发育,以后又有埋藏溶解的次生溶孔和构造裂隙叠加其上,从而形成了良好的以风化壳为主的孔隙网络系统,成为现今的大气田储集体(图7-24)。具体产层依次有马
、马
、马
、马
、马
和马
层等。

图7-24 鄂尔多斯盆地中部S15井古岩溶剖面
根据地层的保存情况,有利和不利储层岩石类型纵向分布和平面沉积微相的展布规律、建设性和破坏性古岩溶的发育等特征,综合各小层的孔隙度、渗透率、地层厚度、测井有效厚度、含气饱和度及已有井的无阻流量等,并结合日前勘探和生产成果,对靖边气田区各小层分别进行了储层评价。平面上圈出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层分布区块。在此基础上对各个小层进行综合储层评价,最好的储层有马
和马
层,其次为马
、马
、马
和马
层,较差的有马
和马
层。此外,可能局部地区发育储层的有马
和马
层。
(二)古岩溶发育差异性
加里东期岩溶涵盖整个鄂尔多斯盆地,盆地中、南部存在以下差异:
(1)岩溶结构不同。盆地中部岩溶结构完整,代表水平径流带的暗河充填明显存在两期,且都发育在白云岩、灰岩互层中的灰岩层段;而盆地南部岩溶结构难于识别或岩溶结构不完整,很少发现暗河充填,仅在Y2井风化壳顶部灰岩沉积中发育岩溶。
(2)溶孔发育程度不同。盆地中部溶孔特别发育且发育段厚度大,溶孔主要出现在含膏微粉晶白云岩、含膏泥微晶白云岩或微晶灰质白云岩层段中;盆地南部虽有溶孔发育,但含溶孔层段厚度不大,溶孔较发育层段岩性为粉细晶白云岩或含砂屑粉细晶白云岩。
(3)溶缝发育程度不同。盆地中部溶缝数量较少,垂直、水平方向均有发育;而盆地南部泥晶、微晶含灰白云岩中溶缝发育,且微晶灰岩内数量增多,溶缝以垂直及高角度斜交缝为主。
(三)主要岩石类型
马五1—马五4亚段位于马家沟组最上部,除少数井区上覆有马六段外,它们经风化剥蚀后的残余厚度为70~80m。表7-9 中列出了马五1—马五4亚段各小层的原始岩性组合,也列出了岩溶建造岩的发育程度,后者极大地影响到储层的保存程度。表7-9中也列出了各小层储层的优劣性。
从表7-9中看出,储层岩石类型最主要的为含硬石膏结核和/或含硬石膏柱状晶和结核的粉晶白云岩。其次为含晶间孔的粗粉晶白云岩。由于经历了140Ma以上的表生成岩期古岩溶作用,这些白云岩,特别是前者,伴随硬石膏结核的溶解,产生网状裂缝,使其局部破裂并受后来溶蚀改造,甚至形成并未发生位移的细角砾状白云岩。埋藏成岩期的次生溶解作用主要叠加在表生成岩期古岩溶形成的具有孔隙的地层上。储层发育的沉积环境是内陆棚盆地盆缘坪亚环境,是干燥气候条件下盆缘坪演化为含硬石膏质白云岩坪及白云岩坪微环境时的沉积体。
(四)岩溶储集体类型
据现有资料靖边气田中奥陶统隙间组岩溶储集体类型有:
1.风化壳洞穴型
经多井钻探发现多层溶洞角砾岩及地下河砂质冲积岩,表明原洞穴垮塌或堆积和地下河流沉积而成。
2.溶蚀孔洞型
经地表水和地下水溶蚀作用,是灰岩和白云岩溶蚀成直径、大小不一的孔洞。有些已被充填,是该气田另一类储集体。
3.白云岩化型
白云岩在同生和成岩作用时期,在有机酸或热液作用下,原灰岩、泥质灰岩演化为白云岩,使原生孔隙更大,并形成发育的溶蚀孔、溶蚀洞等,是储层物性变好。
4.裂缝型
在成岩过程中,岩石收缩缝,压溶缝及构造运动造成的构造裂缝,也是该气田奥陶系马家沟组重要的储集空间。
(五)古岩溶储层形成的因素
1.沉积相对岩溶储集体的控制
马家沟组沉积期,靖边气田区处于一个特殊的古地理环境,在两面贺兰裂谷拉636f70797a6431333433616266张作用下,鄂尔多斯盆地两缘和西南缘引起裂谷肩翘升。呈“L”形隆升脊。在地壳均衡补偿作用下,其东面为因裂谷肩翘升而引发的补偿坳陷盆地,北面为伊盟隆起(古陆),南面为“L”形裂谷隆升脊的向东延伸段。研究区位于北、西、南三面均向东面补偿坳陷盆地缓倾斜的(内)陆棚盆地中的盆缘坪环境。由于鄂尔多斯盆地为一南北向的矩形盆地,因此,由西向东,即由西部裂谷隆升脊经研究区直至补偿坳陷盆地的洋底向东缓倾斜的坡度应较南北向稍大些。马五1—马五4亚段沉积期为干旱炎热气候条件,在这样一个古地理环境中,洋域中含盐度高、相对密度大的重卤水必然向研究区东部坳陷盆地汇聚,甚至发育成膏盐盆地,因此,在同一沉积时间段内,即使是研究区东西方向各点上,或南北方向各点上的海水含盐度也都是不一样的,表现在同一小层的沉积微相是不一样的,平面上产生微相的逐渐过渡(图7-25)。
图7-25a为东西向穿越靖边气田区中部由苏7井向东至陕201井的马
岩性横向对比图。图7-25 a中西部各井剖面上部主要为含硬石膏结核粉晶白云岩及粗粉晶白云岩,向东逐渐过渡为以微粉晶白云岩为主,夹含硬石膏结核粉晶白云岩的地层;剖面中下部由含硬石膏结核粉晶白云岩、微粉晶白云岩向东逐渐过渡为鸡雏状白云质硬石膏岩夹微粉晶白云岩和层状硬石膏岩的地层。前面已讨论到,有利储层发育的岩性主要为含硬石膏结核和/或含柱状晶和结核粉晶白云岩,其次为粗粉晶白云岩,那么,对马
层来讲,靖边潜台中西部储集空间的发育程度应较东部为优。图7-25 b为位于靖边气田区靠西北部的陕179井向南到中部偏西的陕75井的马
岩性横向对比图。由图看出,位于北面的陕179井中,因接近盆缘,马
层中作为最有利储层的含硬石膏结核粉晶白云岩的厚度较小,结核的数量较少,核径较小,向南结核层的厚度增加,结核的数量增多,核径亦增大,储集性能变好。
根据图7-25中马
层东西向和南北向的剖面岩性对比图可以明显地看出一个事实,在图7-25 b中不存在鸡雏状白云质硬石膏岩和层状硬石膏岩,其原因上面已谈到,当时盆地底部的古地形是北、西、南三面向东面膏盐坳陷盆地倾斜的,含盐度高的重卤水向东汇聚。因此,图7-25 a中由西向东的剖面中硬石膏岩不断增多。相反,图7-25 b位居靖边气田区的靠西部,整体上海水含盐度较小,因此,由北向南虽然海水含盐度有所增大,亦不能沉积出硬石膏岩来。由上昭示,马
层在研究区具有明显的微相相变规律。其他各小层具有类似的微相相变规律,不再重复。
2.古地貌对储层发育的控制
勘探实践表明,在紧贴岩溶沟槽边缘往往为低产和无工业气流的井,而距沟槽一定距离的范围内将获得高产井。这一现象,中国地质科学院岩溶地质研究所作了合理的解释。其认识大致如下:在马家沟组古岩溶斜坡区,上覆砂、泥岩可与不同岩性的若干小层的地层相接触。上覆砂、泥岩中的压释水有下渗进入岩溶含水层的水动力势。但因沉积较松散,压释水中悬浮泥含量较高,在下渗过程中对岩溶斜坡边缘马家沟组地层的岩溶介质孔隙造成普遍的充填,形成较致密的外衬边带。随埋深增大和埋藏成岩作用的继续,上覆砂、泥岩中有机质裂解过程中分解出的有机酸和CO2不断增加,同时砂、泥岩压释水的水头势亦不断增大,这时压释水可渗透入距岩溶斜坡一定距离的范围,一方面改善已有的孔隙,同时形成新的次生孔隙,在岩溶斜坡带形成良好储渗体的内衬边带。

中国古生界海相碳酸盐岩岩溶储集体地质特征
(据侯方浩等,2011)
A—A'和B—B'剖面位置见附图18
较大的岩溶洼地、岩溶天坑周缘也应该形成溶孔发育的内衬边地带。但这也有不利的一面,因这里常是地表径流和部分地下径流的汇聚中,马家沟组表生成岩期的地表不溶残余物质(以泥质为主)中的一部分被地表径流携带并沉积于此。在石炭纪再度海侵时,入侵的海水将会以“扫地”的形式。在较短的时间里将更多的地表残余不溶物质扫入岩溶洼地和天坑内。由于不溶残余物质以泥质、铝土质为主,且很少含有机质,这对岩溶洼地和天坑处储集空间的发育将起不利的影响。
此外,岩溶微地貌也应对局部储层的非均质性起一定的作用。在岩心中常见纵向岩溶溶管,有的井纵向岩溶溶管主要被渗流水带入的含粒间孔隙的渗流粉砂充填,并可贯穿若干具有孔隙的含硬石膏结核粉晶白云岩或粗粉晶白云岩层,沿较大溶管两侧还可发育顺层方向的溶缝和溶洞,也同时被含粒间孔的渗流粉砂充填,这样的溶管成为储层孔隙网络中的重要成员之一。但也有的井纵向溶管中相当部分被灰色含细碎屑的泥质(即不溶残余物质)或炭质泥岩充填,对储层起破坏作用。可能前者位于岩溶微地貌高处,地表只有未风化溶蚀完的白云质细碎屑,以渗流粉砂形式被渗流水带入岩溶溶管内沉积;后者位于微地貌相对低洼处,风化壳中的不溶残余泥和铝土质,以及石炭系最早期形成的炭质泥岩均积存于此。首先被渗流水带入岩溶溶管中沉积。
表生古岩溶作用使岩层成为良好储层常具备两方面的条件:一是该层段具有发育成古岩溶储层的岩性,特别是需发育有含硬石膏结核的粉晶白云岩。二是在马家沟组沉积后的构造抬升期,该层段没有遭受较长时间大气淡水活动潜流带的溶解并形成规模较大的岩溶建造岩。或者说,该层段在抬升过程中。仅处于渗流带位置,仅有因越流下渗的大气淡水形成的纵向管、缝所构成的岩溶建造岩,规模较小,发育成好储层的岩性未遭破坏。
马
层即具备上述两个条件,并成为最佳储层段。马
层厚度仅4m左右,以含硬石膏结核或含柱状晶和结核的粉晶白云岩为主,结核含量可高达20%~30%,核径较大,可达2~3mm或更大,夹含原生晶间孔的粗粉晶白云岩,其内仅能见到小型纵向的岩溶渗流管道,向下常分叉成若干更细的渗流管道继续延伸,其内被含粒间孔隙的渗流粉砂半充填,或被白云岩细角砾和渗流粉砂半充填。这表明马
在抬升过程中仅处于渗流带位置。
沿纵向越流下渗的大气淡水首先要对较白云岩更易溶解的硬石膏发生溶解作用,在溶解过程中硬石膏首先要转化为(软)石膏,体积增大30%,对基岩粉晶白云岩施压,而(软)石膏溶解,形成溶模孔隙,又对基岩释压,因之,在溶模孔间产生大量的裂碎缝,大部分裂碎缝又可经大气淡水扩溶。硬石膏柱状晶和结核的溶模孔、裂碎缝及扩溶裂碎缝内首先被淡水成因的细粉晶亮晶白云岩及少量自生石英等半充填,形成假示底构造。由于硬石膏柱状品和结核溶模孔及大量裂碎缝的存在,为越流下渗的大气淡水顺层理方向的溶解作用创造了有利的途径,因此在该层段中可以见到各种顺层方向的岩溶缝、沟及小溶洞。并常与纵向渗流管道相衔接,其内有的存在被溶后的粉晶白云岩或含硬石膏结核粉晶白云岩残余小“角砾”,但仔细观察,半充填硬石膏结核溶模孔形成的假示底构造并未变位,表明为原地溶解残剩的“角砾”。溶蚀空洞几乎毫无例外地与渗流管道一并被含粒间孔隙(5%~l0%或更多)的渗流粉砂半充填(此处半充填是指孔隙和裂隙中仅被后来的淀积物或填积物或多或少地部分充填,仍保存有一定量的残余孔隙)。这些现象在纵向的被渗流粉砂半充填的岩溶管道两侧更为明显。以上这些含残余孔隙的岩溶组构,结合粗粉晶白云岩中的原生晶间孔隙,组成了风化壳储层的孔隙体系。
马
层也是区内的好储层,但比马
层要差一些。马
层厚7m左右,仅上部以含硬石膏结核或含柱状晶和结核的粉晶白云岩为主,或由两者组成中、薄层的不等厚互层。总体上讲,作为最佳储层岩性的含硬石膏结核粉晶白云岩中结核的含量、核径以及在马
层中所占厚度比例均较马
层略为逊色,因此,硬石膏溶模孔和裂缝的发育程度亦稍逊于马
层。此外,马
层的下部以细粉晶白云岩为主,夹两层含泥质微晶白云岩,除能见到纵向上小型的被渗流粉砂半充填的岩溶管道外,有的井中还见到岩溶角砾岩,这可能与某些井或井区马
层距风化剥蚀面较近有关。
3.深埋成岩期岩溶作用
埋藏成岩期发生了中等强度的次生溶解作用。大量的岩心和铸体薄片观察表明,埋藏成岩期的次生溶解作用主要发生在表生成岩裸露期古岩溶形成的具有残余孔隙的填隙物中,主要是对表生期填隙在各种孔缝中的含粒间孔的渗流粉砂再溶解或局部再溶解,特别是对裂碎缝和扩溶裂碎缝中充填的渗流粉砂的局部再溶解。这表明含粒间孔隙的渗流粉砂有利于埋藏成岩期产生的含CO2和有机酸流体的流动。与之同时,次生溶解作用也对半充填硬石膏结核溶模孔边缘扩溶。亦见对渗流粉砂充填物两侧的基岩和被渗流粉砂包围的角砾边缘发生较弱的次生溶解。从上看出,埋藏成岩期次生溶解作用主要叠加在表生裸露期古岩溶发育的部(层)位上(可增加l%~3%或更多的孔隙量),由此,形成了粗粉晶白云岩原生晶间孔隙、表生岩溶期溶蚀孔隙和埋藏成岩期次生溶解孔隙三者叠合的孔隙。
4.岩溶储层充填作用
由于靖边气田区的地层倾角小于1°(目前仍在0.5°左右),几乎是水平的。晚加里东运动的抬升是脉动式地进行的,因此,当某一层段抬升并停滞在活动潜流溶解带的情况下,即可产生大面积、同层位的岩溶并形成岩溶建造岩,主要为岩溶塌积岩和冲积岩。这类岩溶建造岩一般无储集性能,并对储层起极大的破坏作用,如马
层,上部4~5m地层原来以含硬石膏结核粉晶白云岩为主,但除顶部保存较好外,中、下部已成1.5~2m的岩溶建造岩,其中常见含硬石膏溶模孔粉晶白云岩的角砾,表明有利储层的岩性已遭破坏。马
层厚10m左右,除顶部微晶白云岩保存外,大部分地层均已成岩溶建造岩,如陕222井。马
层中岩溶建造岩厚达9.5m,由多期的岩溶塌积岩和冲积岩叠置而成,表明活动潜流溶解带曾在该段地层埋深处多期上下摆动。
岩心和铸体薄片观察表明,在破坏性岩溶形成的塌积岩和冲积岩中,特别是后者,角砾间由不溶残余泥填隙,不存在孔隙,因之,埋藏成岩期次生溶解孔隙亦不发育。
5.构造裂隙和断层
研究区岩层中发育三组裂隙,最主要的为30°和60°的共轭裂隙,以30°方向一组发育较好,60°方向一组较差。其次为80°近于垂直方向的裂隙。局部能见到顺层理方向的裂隙。在所有岩性中都能见到裂隙,包括岩溶建造岩中,但以含硬石膏结核粉晶白云岩和粗粉晶白云岩中发育较好。明显地,早期存在孔隙的地层有利于后期裂隙的发育,从而形成孔、缝、裂隙共同组成的良好的孔隙网络。成为以表生成岩裸露期古岩溶孔隙为主的天然气储渗体。
在若干口井的岩心中见到断层(带),如G41-7井、陕51井、陕221井、陕247井及林5井等,其他的小错断常见,这些井大多无气或无工业气流,而与之相邻的井则可以获得高产气流。断层错开面和断层角砾间都被来自石炭纪的炭质泥岩充填,说明断层对气储起着破坏作用。
8、大自然各种气候现象的物态名称.如雪,雾,霜等的物态名称
雪是固态,由水直接降温形成;
雾是液态,是附着在悬浮固体颗粒上的水.
霜是固态,是水汽在低温作用下直接变成固态附着在地表物体上的.
9、世界上一般有那些气候现象?
厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流,是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象,就是沃克环流圈东移造成的。正常情况下,热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲,使太平洋表面保持温暖,给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每2—7年被打乱一次,使风向和洋流发生逆转,太平洋表层的热流就转而向东走向美洲,随之便带走了热带降雨,出现所谓的“厄尔尼诺现象”。
厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水温异常升高,海水水位上涨,并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域,结果引起海啸和暴风骤雨,造成一些地区干旱,另一些地区又降雨过多的异常气候现象。
飓风和台风都是指风速达到33米/秒以上的热带气旋,只是因发生的地域不同,才有了不同名称。出现在西北太平洋和我国南海的强烈热带气旋被称为“台风”;发生在大西洋、加勒比海和北太平洋东部的则称“飓风”。飓风在一天之内就能释放出惊人的能量。飓风与龙卷风也不能混淆。后者的时间很短暂,属于瞬间爆发,最长也不超过数小时。此外,龙卷风一般是伴随着飓风而产生。龙卷风最大的特征在于它出现时,往往有一个或数个如同“大象鼻子”样的漏斗状云柱,同时伴随狂风暴雨、雷电或冰雹。龙卷风经过水面时,能吸水上升形成水柱,然后同云相接,俗称“龙取水”。经过陆地时,常会卷倒房屋,甚至把人吸卷到空中。
飓风产生于热带海洋的一个原因是因为温暖的海水是它的动力“燃料”。由此,一些科学家就开始研究是否变暖的地球会带来更强盛的、更具危害性的热带风暴。大多数的气象学家相信地球看起来正在变得越来越热。他们认为二氧化碳和来自大气层的所谓温室气体正在使地球变得越来越暖。研究人员警告说人们必须要认真思考几十年甚至几个世纪后,全球气候变化的问题了。需要指出的是,一个天气气候事件,比如强烈的飓风或是飓风活跃的季节,并不能说明全球气候已经变暖了。
沙尘暴 (sand ststorm) 是沙暴 (sandstorm) 和尘暴 (ststorm) 两者兼有的总称,是指强风把地面大量沙尘物质吹起卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于 1km 的严重风沙天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴;尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。
沙尘暴天气成因
有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高。
除此之外,前期干旱少雨,天气变暖,气温回升,是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景;地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统;有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一。
沙尘暴主要危害方式 ⑴ 强风 ⑵ 沙埋 ⑶ 土壤风蚀 ⑷ 大气污染
寒潮是冬季的一种灾害性天气,群众习惯把寒潮称为寒流。所谓寒潮,就是北方的冷空气大规模地向南侵袭我国,造成大范围急剧降温和偏北大风的天气过程。寒潮一般多发生在秋末、冬季、初春时节。我国气象部门规定:冷空气侵入造成的降温,一天内达到10℃以上,而且最低气温在 5℃以下,则称此冷空气爆发过程为一次寒潮过程。可见,并不是每一次冷空气南下都称为寒潮。
造成寒潮的主要原因
在北极地区由于太阳光照弱,地面和大气获得热量少,常年冰天雪地。到了冬天,太阳光的直射位置越过赤道,到达南半球,北极地区的寒冷程度更加增强,范围扩大,气温一般都在零下40℃—50℃以下。范围很大的冷气团聚集到一定程度,在适宜的高空大气环流作用下,就会大规模向南入侵,形成寒潮天气。
寒潮的危害
1、对农作物造成冻害(秋季和春季危害最大)——强烈降温
2、吹翻船只,摧毁建筑物,破坏农场——大风
3、压断电线,折断电线杆——大雪、冻雨
拉尼娜是指赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏冷的现象(与厄尔尼诺现象正好相反)。是气象和海洋界使用的一个新名词。
拉尼娜现象就是太平洋中东部海水异常变冷的情况。东信风将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部,致使西部比东部海平面增高将近60厘米,西部海水温度增高,气压下降,潮湿空气积累形成台风和热带风暴,东部底层海水上翻,致使东太平洋海水变冷。
形成原因
那么,拉尼娜究竟是怎样形成的?厄尔尼诺与赤道中、东太平洋海温的增暖、信风的减弱相联系,而拉尼娜却与赤道中、东太平洋海温度变冷、信风的增强相关联。因此,实际上拉尼娜是热带海洋和大气共同作用的产物。
海洋表层的运动主要受海表面风的牵制。信风的存在使得大量暖水被吹送到赤道西太平洋地区,在赤道东太平洋地区暖水被刮走,主要靠海面以下的冷水进行补充,赤道东太平洋海温比西太平洋明显偏低。当信风加强时,赤道东太平洋深层海水上翻现象更加剧烈,导致海表温度异常偏低,使得气流在赤道太平洋东部下沉,而气流在西部的上升运动更为加剧,有利于信风加强,这进一步加剧赤道东太平洋冷水发展,引发所谓的拉尼娜现象。
霜冻(Frost)
温度低于的地面和物体表面上有水汽凝结成白色结晶的是白霜,水汽含量少没结霜称黑霜对农作物都有冻害,称霜冻
霜和霜冻是秋冬季节的天气现象。霜冻多在春秋转换季节,白天气温高于摄氏零度,夜间气温短时间降至零度以下的低温危害现象。既农业气象学中是指土壤表面或者植物株冠附近的气温降至零度以下而造成作物受害的现象。出现霜冻时,往往伴有白霜,也可不伴有白霜,不伴有白霜的霜冻被称为“黑霜”或“杀霜”。晴朗无风的夜晚,因辐射冷却形成的霜冻称为“辐射霜冻”。冷空气入侵形成的霜冻称为“平流霜冻”。两种过程综合作用下形成的霜冻称为“平流辐射霜冻”。无论何种霜冻出现,都会给作物带来或多或少的伤害。
冻雨是初冬或冬末春初时节见到的一种天气现象。当较强的冷空气南下遇到暖湿气流时,冷空气像楔子一样插在暖空气的下方,近地层气温骤降到零度以下,湿润的暖空气被抬升,并成云致雨。当雨滴从空中落下来时,由于近地面的气温很低,在电线杆、树木、植被及道路表面都会冻结上一层晶莹透亮的薄冰,气象上把这种天气现象称为“冻雨”。
[编辑本段]成因
入冬,雨落在树木、高楼、山岩、电杆等物体上,立即结成了冰,老百姓习惯叫“滴水成冰”。这种雨在气象学上叫“冻雨”(它的凝聚物叫“雨淞”);它和人们常说的一般水滴不同,而是一种过冷却水滴(温度低于0℃),在云体中它本该凝结成冰粒或雪花,然而找不到冻结时必需的冻结核,于是它成了碰上物体就能结冻的过冷却水滴。
“冻雨”落在电线、树枝、地面上,随即结成外表光滑的一层薄冰,冰越结越厚,结聚过程中还边流动边冻结,结果便制造出一串串钟乳石似的冰柱、冰穗(俗称“冰挂”),它们晶莹透亮,遇上阳光,放射出五彩光芒,煞是好看!可惜的是,当它的重量超过物体的承载能力的时候,悲剧就发生了。形成“冻雨”,要使过冷却水滴顺利地降落到地面,往往离不开特定的天气条件:近地面2000米左右的空气层温度稍低于0℃;2000米至4000米的空气层温度高于0℃,比较暖一点;再往上一层又低于0℃,这样的大气层结构,使得上层云中的过冷却水滴、冰晶和雪花,掉进比较暖一点的气层,都变成液态水滴。再向下掉,又进入不算厚的冻结层。当它们随风下落,正准备冻结的时候,已经以过冷却的形式接触到冰冷的物体,转眼形成坚实的“冻雨”!
冻雨是由过冷水滴组成,与温度低于0℃的物体碰撞立即冻结的降水。低于0℃的雨滴在温度略低于0℃的空气中能够保持过冷状态,其外观同一般雨滴相同,当它落到温度为0℃以下的物体上时,立刻冻结成外表光滑而透明的冰层,称为雨凇。严重的雨凇会压断树木、电线杆,使通讯、供电中止,妨碍公路和铁路交通,威胁飞机的飞行安全。冻雨出现时地面往往不太寒冷(0℃~3℃),上空为逆稳,有一层温度高于0℃的暖层。降水在暖层里为雨滴,下落到近地面大气中就成为过冷却的冻雨,往往会造成一些危害。
如果雨滴不断地打落在这些结了冰的物体表面时,就慢慢地形成一条条冰柱。太阳出来后,在阳光的照跃下的冰柱闪闪发亮,分外妖娆,冻雨给人们增添了秀丽动人的景色。但它造成的危害也是十分严重的。如电线上结上冰凌后增加了重量、遇冷会发生收缩,使得电线绷断,导致通信和输电中断事故;农作物遇到冻雨后被冻伤、冻死;地面上结冰,交通事故将剧增。所以,持续数天出现冻雨,其造成的灾害还是很大的。
龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋,是在极不稳定天气下由空气强烈对流运动而产生的,由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云(龙卷)产生的强烈的旋风,其风力可达12级以上,最大可达100米每秒以上,一般伴有雷雨,有时也伴有冰雹。
龙卷风是云层中雷暴的产物。具体的说,龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。龙卷风的形成可以分为四个阶段:
(1)大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流的影响,它被进一步加强。
(2)由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋。
(3)随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强。同时,一个小面积的增强辅合,即初生的龙卷在气旋内部形成,产生气旋的同样过程,形成龙卷核心。
(4)龙卷核心中的旋转与气旋中的不同,它的强度足以使龙卷一直伸展到地面。当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风速急剧上升,形成龙卷。
雨凇 超冷却的降水碰到温度等于或低于零摄氏度的物体表面时所形成玻璃状的透明或无光泽的表面粗糙的冰覆盖层,叫做雨凇。
雨凇奇特的形成
雨凇和雾凇的形成机制差不多,通常出现在阴天,多为冷雨产生,持续时间一般较长,日变化不很明显,昼夜均可产生。雨凇是在特定的天气背景下产生的降水现象。形成雨凇时的典型天气是微寒(0-3℃)且有雨,风力强、雾滴大,多在冷空气与暖空气交锋,而且暖空气势力较强的情况下才会发生。在此期间,江淮流域上空的西北气流和西南气流都很强,地面有冷空气侵入,这时靠近地面一层的空气温度较低(稍低于摄氏零度),1500至3000米上空又有温度高于摄氏零度的暖气流北上,形成一个暖空气层或云层,再往上3000米以上则是高空大气,温度低于摄氏零度,云层温度往往在-10℃以下,即2000米左右高空,大气温度一般为0℃左右,而2000米以下温度又低于0℃。也就是近地面存在一个逆温层。大气垂直结构呈上下冷、中间暖的状态,自上而下分别为冰晶层、暖层和冷层。
冰雹(Hail)一种固态降水物。系圆球形或圆锥形的冰块,由透明层和不透明层相间组成。直径一般为 5 ~50毫米,大的有时可达 10厘米以上,又称雹或雹块。冰雹常砸坏庄稼,威胁人畜安全, 是一种严重的自然灾害
冰雹形成
冰雹和雨、雪一样都是从云里掉下来的。不过下冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云,而且只有发展特别旺盛的积雨云才可能降冰雹。
冰雹危害
冰雹灾害是由强对流天气系统引起的一种剧烈的气象灾害,它出现的范围虽然较小,时间也比较短促,但来势猛、强度大,并常常伴随着狂风、强降水、急剧降温等阵发性灾害性天气过程。中国是冰雹灾害频繁发生的国家,冰雹每年都给农业、建筑、通讯、电力、交通以及人民生命财产带来巨大损失。据有关资料统计,我国每年因冰雹所造成的经济损失达几亿元甚至几十亿元。