倾斜裂缝垂向封闭性演化特征研究——以海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群为例

岩心观察和成像测井资料分析,发现海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群断裂伴生和派生的裂缝以倾斜裂缝为主,其形成与分布主要受区域构造演化控制,3期不同特征的构造裂缝反映了区域构造应力场经历了挤压、剪切和伸展3大阶段。利用裂缝面压力和泥岩塑性变形极限,对贝尔凹陷布达特群倾斜裂缝目前的垂向封闭性进行了评价,结果是:不同角度的倾斜裂缝在凹陷中部均是封闭的,仅在凹陷西北和东南边部开启,且随裂缝倾角增大,开启区面积增大。通过布达特群倾斜裂缝古裂缝面压力的恢复,对其垂向封闭性演化特征进行了研究,认为不同角度倾斜裂缝垂向开启区从伊敏组沉积末期至今逐渐减小。目前已发现的油气藏表明倾斜裂缝不是主要的储集空间,凹陷周边(缘)地区才是倾斜裂缝储集油气的有利地区。     

裂缝性地层声波测井的联合时频特征

裂缝性油气藏越来越受到人们的重视,如何有效地识别和评价裂缝性地层也成为人们关注的一个焦点。Cohen类时频分析方法具有同时对信号的时间和频率进行分析的优点,同时Hilbert-Huang变换(HHT)中的经验模态分解（EMD）方法能将信号分解为有限个具有单分量特性的固有模态函数（IMF）,可以满足Cohen类时频分析对信号单分量的要求。尝试将这两种方法联合应用于阵列声波信号特性的提取,对地层不同性质裂缝的信号能量的时频分布特征进行分析,结果显示了这种联合时频分析方法在不同的裂缝性质地层中有不同的表现特征,对于实现裂缝性地层分析和评价具有一定的现实意义。     

塔里木盆地寒武系白云岩构造裂缝发育特征

采用加权有效裂缝面密度参数,可以反映研究层段有效裂缝的整体发育情况。基于塔里木盆地牙哈、英买力、塔中和塔东等四个地区28口井的岩心观察,对寒武系上、中、下统的白云岩构造裂缝分别进行了统计分析。结果表明:构造裂缝发育程度方面,内幕型裂缝发育区(塔中地区和塔东地区)加权裂缝平均面密度明显大于潜山型裂缝发育区(牙哈地区和英买力地区);有效裂缝发育程度方面,塔中地区和牙哈地区上寒武统加权有效裂缝平均面密度较大,反映了裂缝对白云岩储层有较好的改造作用;英买力地区中寒武统有效裂缝相对发育;塔东地区各统有效裂缝基本不发育。有效裂缝发育程度的差异,与潜山区和内幕区构造活动强度、流体活动类型及裂缝充填的差异有关。     

黄骅坳陷枣园地区火成岩储层裂缝特征研究

本文应用岩心、薄片、测井等资料,以火成岩岩相研究为基础,重点研究了火成岩储层裂缝特征,认为研究区内裂缝以成岩缝和构造缝为主,大多为小裂缝,呈网状分布,形成了有利的储渗空间体系.裂缝的发育方向总体上以北东向为主,北西向为辅.研究区以气孔玄武岩、火山角砾岩和凝灰岩中裂缝最为发育,是较有利储层.     

岩体裂缝走向分组分布特征的分形研究

详细介绍了岩体裂缝走向分分布的分形研究方法和三个煤矿岩体裂缝与岩样裂隙走向分组观测与统计结果，由此获得岩体裂缝走向分组分布仍然服从分形规律，但主次走向分组裂缝的分维值并不相同的结论。     

川南地区龙马溪组页岩储层裂缝特征

我国页岩气资源储量巨大,四川盆地更是我国主要的页岩气产区.在页岩气勘探开发中一个重要指标便是裂缝,它承载着气体储存和运输通道两大功能.因此了解储层裂缝的微观性质对于判断储层含气量以及开采远景具有重要意义.本文以页岩气主要产区——川南地区页岩气气田泸201井的岩芯为主要研究对象,以手持显微镜、体式显微镜为主要观察工具,对...     

基于方位相交的纵波AVA数据运用SVD反演HTI介质裂缝密度

裂缝密度是定量预测裂缝性储层的重要参数之一。Varela利用方位角上的反射系数,运用SVD方法反演HTI介质裂缝密度。笔者将不同方位角测线中两两相交测线的反射系数做差,对反射系数差值运用SVD方法反演HTI介质裂缝密度,各向异性参数在做差后的反射系数中具有更显著的作用。笔者首先针对2种方法的基本原理进行了阐述,然后进行数值计算,并对反射系数存在随机扰动情况下2种方法的反演结果进行对比,最后对笔者提出的改进方法进行稳定性分析。反演结果显示：噪声较小时,2种方法的反演结果都接近真实值,然而当增大噪声时,改进的方法比原方法反演结果更好,因此改进的方法比原方法更具有抗噪能力;随着相交测线夹角的增大,改进的方法受随机扰动影响的稳定性增强,在方位正交时受随机扰动的影响最小;纵波高信噪比AVA数据越多,反演的结果越稳定。     

压裂过程中地面和井下倾斜场的主控因素研究

水力压裂技术改造储层已经成为非常规油气开发的重要技术手段,以井下测斜仪为代表的远场测量技术进行裂缝形态监测已经逐步应用于压后裂缝效果评价。采用不同的裂缝分析模型对压裂过程中地面和井下倾斜场进行了正演研究,验证了模型的正确性,并采用矩形张裂缝模型对影响压裂倾斜场的地层和裂缝参数进行了定量分析。研究表明,（1）地面倾斜场对于裂缝的方位角和倾角变化较为敏感,对于裂缝的尺寸及裂缝中心深度变化不敏感;（2）井下倾斜场值对于裂缝的尺寸、裂缝中心深度变化较为敏感,对于裂缝的方位角及倾角变化不敏感。研究结果可应用于储层水力压裂优化设计中。     

塔河油田四区奥陶系储层裂缝特征及其意义

塔河油田四区奥陶系以缝洞型油藏为主,裂缝是该区主要的油气疏导体系和储集空间。通过对20余口井的岩心、薄片观察,结合成像测井等各种分析化验资料,研究了裂缝的倾角、走向、长度、充填等特征参数,在此基础上,将裂缝划分为4个期次;采用岩心与露头相对比的方法研究了裂缝特征对岩溶的影响作用以及裂缝对储集性能的影响。     

湖北银洞沟银金矿床缓倾斜矿体地质特征与成矿机理研究

湖北银洞沟银金矿床是中国典型的独立银矿山之一,该矿长期开采的工业矿体是产状陡倾的含矿石英脉.近年来矿山向中深部开拓生产过程中,出现了较大规模的缓倾斜含矿石英脉,已构成工业矿体.本文论述缓倾斜矿体地质特征及成矿机理,论证该矿床是在长期变形作用下叠加改造的结果.缓倾斜矿体是片理(S1)阶段形成的第一世代产物,陡倾斜矿体是轴面劈理(S2)形成的第二世代产物.     

近水平岩层滑坡启动的临界水柱高度分析

从岩性特点和外部诱发因素等方面分析了近水平岩层滑坡的形成机制,提出此类滑坡启动的主要诱发因素是暴雨或持续降雨.从力学角度讨论了滑坡启动的判别依据,推导了滑坡启动时的临界水柱高度.研究表明,裂隙水对近水平岩层滑坡启动的影响是有条件的,在滑体厚度d一定的情况下,当滑面长度L小于安全长度LS时,滑坡就会启动,否则裂隙水不足以引起滑坡的启动.同时对应于一定的滑面长度,分析了浅层、中层、厚层滑坡的临界水柱高度值.     

不同偏置裂纹充填体断裂特性试验

为了研究含缺陷胶结充填体的断裂特性,分别设置了裂纹偏置比为0、0.25、0.50、0.75,缝高比为0.10、0.25、0.50的胶结充填体试件进行三点弯曲试验,利用高速摄像机进行裂纹扩展模式全程捕捉,借助二维颗粒流软件PFC2D对充填体裂纹扩展全程、破断方式及断裂机制进行分析。试验结果表明：相同缝高比下,随着裂纹偏置比的增加,断裂峰值荷载越大;当偏置比一定时,随着缝高比的增加,断裂峰值荷载越小;裂纹偏置比在0、0.25和0.50时,裂纹从偏置处扩展,且随着偏置比的增加,偏折角增大;裂纹偏置比在0.75时,裂纹从中心处扩展;断裂裂纹可分为3个阶段,且呈锯齿状扩展并在发育的过程中不断有碎裂状颗粒产生和脱落。利用二维颗粒流模拟充填体试件的力链网络、速度场及破断方式,结合其宏观力学的试验结果进行对比分析,探讨了细观断裂机制,其断裂时的峰值荷载与试验值相差不超过3.8%。     

不同压裂介质影响下绝对应力测值的试验研究

为研究不同压裂介质影响下的绝对应力测值,利用大尺寸真三轴模拟水压致裂试验系统,用清水及密度分别为1.1、1.2、1.3、1.4 g/cm3的泥浆介质对400 mm×400 mm×400 mm的花岗岩试样进行了水压致裂室内试验,成功获取了连续的压力-时间曲线。利用6种方法识别压力-时间曲线的闭合压力点,与实加最小水平主应力（ 5 MPa）对比,得出单切线等4种方法较为符合实际情况;在考虑试验系统柔度影响前提下,对比了实测和理论重张压力;最后分析了在持续泵压作用下岩石裂缝延伸的压力。试验结果表明,密度为1.1、1.2 g/cm3的泥浆介质对压力特征参数的取值影响较小,误差不超过1 MPa,但密度为1.3、1.4 g/cm3的泥浆介质对特征参数值影响很大。试验结果对水压致裂地应力测量技术在不同压裂介质影响下的适用性有重要的指导意义。     

基于qp 波及qs 波衰减系数检测裂缝的方法

裂缝储层预测是当前国内外油气勘探中的重点和难点,而裂缝储层预测最关键的问题是裂缝发育带的检测。基于qp 波、qsh 波、qsv 波的衰减系数对裂缝发育带的检测,利用Hudson 理论模型经数值计算,分别研究了裂缝密度、入射角及频率对qp 波、qsh 波、qsv 波衰减系数的影响。理论模型试算表明,频率和裂缝密度是影响衰减系数的主要参数,而裂缝中充填物不同时,衰减系数也表现出很大的差异,这为利用qp 波、qsh 波、qsv 波衰减属性检测裂缝发育带提供了理论依据。     

基于孔壁应变发展规律的压裂孔三阶段起裂特征试验研究

利用自行研制的煤岩体水力压裂试验系统,开展了配比型煤与原煤水力压裂试验,测试并分析了水力压裂过程中压裂孔孔壁应变-水压曲线,并基于孔壁应变的发展规律,分析了压裂孔的三阶段起裂特征。结果表明,在压裂孔起裂过程中,钻孔孔壁呈现拉伸与压缩应变两种类型,并呈现拉伸破裂区与压缩变形区,其中压缩型应变具有较好的可恢复性,其应变恢复比远大于拉伸型应变;钻孔起裂过程分为3个阶段,即水气作用诱导微损伤形成阶段,孔壁内形成气流通道并产生初始损伤;局部损伤带形成阶段,孔壁形成拉伸破裂区和压缩变形区;试件失稳破坏阶段,裂缝不断延伸直至试件破裂,拉伸破裂区依然保持拉伸变形并较好地保持残余变形,而压缩变形区则由于作用力转向而得到一定程度恢复。研究成果对于揭示钻孔起裂行为及能量的演化规律具有重要理论意义。     

裂隙岩体的多孔介质水力等效性研究

工程岩体中数量众多的裂隙面限制了离散裂隙网络模型在岩体渗流中的应用,迫使人们寻找能够用理论上成熟的等效连续介质模型替代,这就要求进行岩体多孔介质的水力等效性研究。在野外大量实测裂隙的基础上,进行裂隙密度、方位、大小、延续性、开度等几何参数的统计分析,以Enhanced Baecher模型建立离散裂隙网络随机模型,采用Monte-Carlo随机模拟方法进行三维裂隙网络随机模拟。在所生成的一定尺度的三维裂隙网络图基础上,给出计算研究域REV的方法,通过判断REV是否存在,确定能否用等效连续介质模型分析岩体渗流。     

石灰岩热损伤破坏机制研究

采用清华大学带扫描电镜的岛津SEM高温疲劳试验机系统,对高温作用下石灰岩在单向压缩和单向拉伸加载的细观结构进行了实时试验研究,探讨了岩石热损伤演化过程和热裂纹扩展、破坏特征,建立了岩石热裂纹生长的损伤模型,结合试验结果和利用位错、扩散蠕变的概念,分析了岩石热损伤变形的破坏机制。结果表明在500 ℃范围内的温度作用下产生的热裂纹主要为晶间裂纹。     

裂隙贯通率对双重孔隙介质热-水-应力耦合现象影响的有限元分析

为探讨裂隙的贯通率对于耦合的温度场、渗流场和应力场的作用,应用所建立的遍有节理岩体双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合模型,以一个假定的位于非饱和地层中的高放废物地质处置库为算例,针对裂隙和孔隙的贯通率不同的4种工况进行了二维有限元数值分析,考察了围岩中的温度、负的孔隙和裂隙水压力、地下水流速、孔隙及裂隙的渗透系数修正因子和应力的变化、分布情况。结果显示,由于裂隙贯通率的差异使得双重介质的刚度不同,引起岩体中应力状态及水平的改变,从而影响到孔隙、裂隙的孔隙率及渗透系数的量值,并导致孔隙水和裂隙水的压力大小、分布以及水流速度的变化     

水压致裂法测量裂隙岩体的地应力研究

通过对水压致裂法形成的钻孔印模分析,运用Taylor公式和最小二乘法迭代算法,计算纵向和横向裂隙岩体地应力大小及其误差。首先确定大地、裂隙和钻孔坐标系,根据印模曲线确定裂隙方位;然后用Taylor公式和最小二乘法迭代算法,计算应力分量;最后计算出主应力大小及其误差。将此方法应用于雪峰山隧址区ZK6钻孔的地应力场计算,得出其最大水平应力为13 MPa,方位113°左右,这与地质构造法实测的应力场相吻合,说明这一方法合理可行,具有较好的实用价值。     

裂隙形式对岩体强度特征及破坏模式影响的试验研究

利用RMT－150C电液伺服机对含不同预制裂隙形式（单、双、T形交叉及X形交叉裂隙）的类岩石试样进行了单轴压缩试验,系统地研究了裂隙形式对试样强度特征及失稳模式的影响。试验发现,（1）不同裂隙形式下裂隙的起裂破坏模式主要表现为初始裂隙起裂破坏,裂隙形式与破坏模式关系不突出;（2）单轴抗压强度受裂隙形式影响明显,随着裂隙形式由单裂隙到X形交叉裂隙变化,裂隙试样抗压强度呈现增高趋势,同时试样起裂和失稳时的声发射总能量也逐渐增大。进一步对裂隙形式影响强度特征的机制进行了初步分析,研究成果可以反映不同裂隙形式组合对工程岩体稳定性的影响规律。