利用断层岩泥质含量判断断层垂向封闭性的方法及其应用

为了简便地判断断层垂向封闭性,在断层垂向封闭机理及影响因素研究的基础上,通过比较断层岩排替压力与下伏储层岩石排替压力的相对大小,建立了一套利用断层岩泥质含量判断断层垂向封闭性的方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造f₁、f₂、f₃、f₄、f₅等5条断裂在东二段泥岩盖层内的垂向封闭性研究中。结果表明:f₁、f₂、f₄等3条断裂断层岩泥质含量均大于其在东二段泥岩盖层内垂向封闭所需最小的泥质含量,断层表现为垂向封闭;但f₁断裂位于南堡凹陷沙三段和沙一段—东三段烃源岩分布范围之外,无油气供给,f₂断裂受断层与盖层配置关系的影响,油气沿断裂向上运移,从而无油气聚集;f₃、f₅两条断裂断层岩泥质含量均小于其在东二段泥岩盖层内垂向封闭所需最小的泥质含量,断层表现为垂向开启,即使断裂沟通了烃源岩与储层,油气也将穿过盖层继续向上运移,不利于油气富集。这一评价结果与南堡凹陷南堡5号构造东二段下部已发现的油气分布有着较好的吻合关系,表明该方法用于简便地判断断层垂向封闭性是可行的。     

油气沿断裂垂向与砂体侧向运移转换条件分析——以渤海湾盆地局部构造为例

为了研究新生代断陷盆地中油气分布规律,在油气沿断裂垂向运移与沿砂体侧向运移转换条件研究的基础上,通过比较断裂填充物排替压力与两侧砂体排替压力相对大小、泥岩盖层断接厚度与其封存油气的最小断接厚度相对大小,提出了一套油气沿断裂垂向运移向沿砂体侧向运移转换的判别方法:如果断裂填充物排替压力大于两侧砂体排替压力,油气沿断裂垂向运移向沿砂体侧向运移转换,反之则不能转换;如果泥岩盖层厚度小于其封存油气的最小断接厚度,油气沿砂体侧向运移向沿断裂垂向运移转换,反之则不能转换.将此方法分别应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡1号和2号构造和冀中坳陷文安斜坡沙一段油气运移转换的判别中,结果表明:南堡1号和南堡2号构造油气沿断裂垂向运移向沿东营组34个砂层侧向运移转换,有9个砂层未发生侧向运移转换;文安斜坡在东部和西部的中部地区沙一段油气沿砂体侧向运移向沿断裂垂向运移转换,而其余地区未发生沿断裂垂向运移转换.这些判别结果分别与目前南堡1号和2号构造东营组、文安斜坡沙一段和东营组已发现油气分布相吻合,表明该方法用于判别沿断裂垂向运移与沿砂体侧向运移转换的合理性.     

断层岩古排替压力恢复及其封闭性能研究

为了研究断层古封闭能力及封油气有效性,在兼顾了断面正应力和断层岩压实成岩作用时间两方面因素控制的断层岩现今排替压力的定量研究方法的基础上,采用本文所建立的一套断层岩古排替压力的恢复方法,对海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造带B29号断层在大磨拐河组二段泥岩盖层内部断层岩排替压力演化和封闭性能进行了研究.结果表明,其断层岩在伊敏组二段和三段沉积后期开始形成对油气的封闭能力,该时期晚于南屯组源岩第1次大量排烃期,不能有效的封闭住其第1次排出的油气,但与南屯组第2次大量排烃期同期,可以封闭住其第2次大量排出的油气,这一应用结果表明该方法定量恢复断层岩古排替压力是可行的.     

源断砂空间匹配输导油气有效性研究

为了更好地指导含油气盆地下生上储式生储盖组合油气勘探,在源岩、油源断裂和砂体空间匹配输导油气有效性及其影响因素研究的基础上,通过确定优质源岩分布和油源断裂输导脊分布,确定源断空间匹配油气充注有利部位,结合侧向分流运移砂体空间分布,提出判断源断砂空间匹配输导油气有效性的方法.研究结果表明:留楚地区北部和中部东营组二段下亚段、中亚段和上亚段分别有24,24和16个源断空间匹配油气充注有利部位与侧向分流运移砂体距离小于0,源断砂空间匹配输导油气有效性判断为好,有利于油气向东营组二段侧向分流运移,油气富集;东营组三段下亚段、中亚段和上亚段分别有21,25和22个源断空间匹配油气充注有利部位与侧向分流运移砂体距离小于0,源断砂空间匹配输导油气有效性判断为好,有利于油气向东营组三段侧向分流运移,油气富集.西部边部、中部和东部东营组三段下亚段、中亚段和上亚段分别有13,7和14个源断空间匹配油气充注有利部位与侧向分流运移砂体距离在0～1.2 km之间,源断砂空间匹配输导油气有效性判断为较差,不利于油气向东营组三段侧向分流运移,无油气富集;东营组二段下亚段、中亚段和上亚段分别有7,10和18个源断空间匹配油气充注有利部位与侧向分流运移砂体距离在0～1.2 km之间,源断砂空间匹配输导油气有效性判断为较差,不利于油气向东营组二段侧向分流运移,无油气富集.东南部东营组二段和三段源断空间匹配油气充注有利部位与侧向分流运移砂体距离大于1.2 km,源断砂空间匹配输导油气有效性判断为更差,油气无法向东营组二段和三段侧向分流运移,无油气富集.     

油气垂向和侧向倒灌运移条件及其聚集规律的差异性

以松辽盆地三肇凹陷扶杨油层和渤海湾盆地南堡凹陷中浅层为例,对油气垂向和侧向倒灌运移条件及聚集规律的差异性进行研究.在系统阐述油气侧向倒灌运移所需条件和聚集规律的基础上,从油气运移所需动力条件和聚集分布部位上探讨了二者的差异性.研究结果表明:油气垂向和侧向倒灌运移所需条件不同,油气垂向倒灌运移所需条件是上覆源岩具有超压和发育输导断裂,三肇凹陷青一段源岩古超压约为5 MPa,大于所有遇到的各种阻力之和,且发育有大量SN向展布、断裂密度为0.5~1.8条/km的输导断裂;而油气侧向倒灌运移条件是受到上覆区域性盖层的阻挡,油气不能通过断裂穿过区域性盖层向上运移.垂向和侧向倒灌运移油气聚集规律也不同,垂向倒灌运移油气聚集从上至下逐渐减小,主要聚集在顶部储层中,而侧向倒灌运移油气则主要聚集在区域性盖层之下高的砂地比地层中;垂向倒灌运移油气主要聚集在输导断裂下盘,而侧向倒灌运移油气则主要聚集在输导断裂上盘.     

致密砂岩储层成岩史与成藏史耦合关系研究——以南堡凹陷滩海地区沙一段为例

为厘清渤海湾盆地南堡凹陷滩海地区沙一段致密砂岩储层成岩史与成藏史耦合关系,采用薄片、扫描电镜、流体包裹体等测试手段,在致密砂岩储层成岩作用特征分析的基础上,研究了致密砂岩储层的孔隙演化史和油气充注史,认为成岩史与成藏史之间的耦合关系控制了致密砂岩储层的油气成藏.研究结果表明:储层主要经历了压实、胶结、溶蚀等成岩作用,其中压实作用是造成储层物性变差的最主要因素,而胶结作用则是导致储层致密化的根本因素,储层致密化时间约在距今9.7 Ma;储层经历了馆陶组晚期—明化镇组早期(距今15 Ma至12Ma)和明化镇组中晚期(距今7 Ma至2Ma)两期油气充注.因此,南堡凹陷滩海地区沙一段致密砂岩储层成岩史与成藏史之间存在"先成藏后致密型"和"先致密后成藏型"2种耦合关系,分别对应2种致密油成藏模式,后者可作为今后勘探的重点目标区域.     

东营凹陷南斜坡储集层成岩作用及对储集性能的影响

东营凹陷南斜坡孔店组岩石类型以岩屑长石砂岩为主，长石砂岩和岩屑砂岩次之，其中岩屑长石砂岩含量超过90％。砂岩成岩作用包括压实作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用等，其中胶结作用使储层原生孔隙迅速变差，而溶蚀作用是次生空隙发育的主要因素。孔店组砂岩成岩作用进入晚成岩A期，期间经历了早成岩A期、B期。影响成岩作用的主要因素为构造演化背景、岩石成分、沉积环境、孔隙流体性质等。     

南堡凹陷断-砂配置侧向输导油气能力评价方法

断-砂侧向分流输导是目前南堡凹陷油气勘探中的"瓶颈"问题,为了系统查明油源断裂向两侧储层侧向输导油气的条件及能力,利用274口探评井数据及三维地震资料确定了储层连通性界限及有利断-砂配置类型,指出南堡凹陷优势的断-砂侧向输导必须具备以下4个条件:1)垂向输导通道为成藏期活动开启的油源断裂;2)上覆存在高品质封盖层;3)断-砂配置类型为反向正断层(上盘)或顺向正断层(下盘);4)储层砂地比值大于20%,即具有较好物性和储层连通性.在此基础上提出断-砂配置侧向分流输导油气能力评价指数(T),并应用其对南堡凹陷中浅层16口井83个断-砂配置侧向运移输导油气能力进行了定量评价.研究结果表明:断-砂配置侧向分流输导油气能力评价指数大于2时有利于油气从断裂向储层侧向分流运移.应用NP1-5井进行验证,吻合程度较高,表明该方法用于评价断-砂配置侧向输导油气能力是可行的.     

文昌10区珠海组低渗储层“甜点”控制因素

根据常规物性分析、测井解释、岩石薄片、岩石碳氧同位素等,研究文昌10区珠海组扇三角洲沉积储层厚度与物性分布;考虑沉积环境、成岩作用等,分析不同层段低渗成因及物性影响因素,确定"甜点"储层控制因素与分布.结果表明:胶结强度差异为珠海组一段和二段"甜点"储层控制因素,扇三角洲前缘水下分流河道断裂活动速率较低、略远离南断裂较高压力的低钙质胶结区为"甜点"储层发育区;压实、溶蚀强度与砂岩粒级为珠海组三段"甜点"储层控制因素,水下分流河道/河口坝粗粒度、较弱压实、强溶解带为"甜点"储层发育区.该研究为勘探有利区带预测提供地质依据.     

南堡凹陷断裂封闭性与油气运聚的关系

断层的开启与封闭性对油气的运聚起着重要的作用。通过对南堡凹陷内主要断层的主活动期统计分析,发现东营末期和明化镇中期是断裂的主要活动时期。采用模糊定量统计方法,运用构造主应力方向与断裂走向的线性关系计算了各断裂在不同时期的封闭系数,综合分析断裂封闭性与油气运聚的关系,指出NE、NNE向断裂在东营末期,有利于油气聚集;NW-SE向断裂、近WE向在明化镇期,有利于油气聚集。滩海F2、F4、F7、F9断裂是今后评价油气聚集的重点区带。     

南堡凹陷3号构造区古近系东营组/沙河街组不整合结构特征

南堡凹陷古近系东营组/沙河街组(Ed/Es)不整合结构普遍发育,不同区域的发育特征不尽相同,其中南堡凹陷3号构造区就显示出了明显的差异性。综合三维地震、测井曲线、钻井岩芯、物性分析等资料,系统分析南堡凹陷3号构造区Ed/Es不整合结构岩石学、测井响应、物性以及空间分布特征。结果表明:Ed/Es不整合结构可以划分为不整合面之上的岩石、风化黏土层和半风化层3层,其中风化黏土层发育程度较低;不整合结构具有不同的岩石学特征,不整合面之上的岩石风化程度最低,泥质含量高,风化黏土层风化程度高,物性最差,半风化层受改造程度高,物性最好;不整合结构的分布在平面和空间上较为一致,不整合面之上的岩石和半风化层岩石在顺物源方向上较为发育,在垂直物源方向上发育程度较低,风化黏土层在垂直物源方向上中部地区较为发育,在顺物源方向上欠发育;不整合结构发育程度上的非均一性对油气产生不同影响,其中不整合面之上的岩石和风化黏土层主要作为油气的封盖层,半风化层则主要作为油气运移的输导层。     

南堡凹陷东营组同沉积构造活动性与沉积格局的配置关系研究

应用构造-层序地层分析的思维,通过构造格架与地层格架的关联分析,对南堡凹陷东营组沉积充填样式与过程、控制要素进行了综合研究。通过沉降史分析,并结合区域构造演化特征,古近纪可划分为4个次级构造幕。凹陷内断裂发育,同沉积断裂及其时空配置关系对凹陷内结构和沉积体系类型及其展布起着重要的控制作用。控凹断裂直接控制了局部构造带的可容纳空间变化和古地貌形态,从而形成不同的沉积展布特征。高柳断层是南堡凹陷内最为重要的二级断裂,其活动始于Es₁沉积时期,在东营组沉积时期活动最为强烈。在东营组沉积时期,高柳断层将凹陷分为南、北两个独立的沉积系统,尤其在Ed₃沉积期其强烈的翘倾作用使高柳地区成为一个孤立的湖盆,直接影响到了高柳地区的沉积充填。根据东营组沉积时期同沉积断裂组合样式划分出4种断裂坡折带:断崖型、断坡型、同向断阶型和反向断阶型,为研究南堡凹陷东营组同沉积断裂对沉积格局的控制作用提供了有利的指导,具有重要的石油地质意义。     

黄骅坳陷歧南西斜坡断层封闭与油气运移特征

断层封闭性可表现为侧向封闭性和垂向封闭性.针对这两方面利用断裂带泥质含量和断层面物质涂抹分析法对歧南西斜坡的8条断层在沙三段的封闭性进行了研究,并借助于平衡剖面对其中五条主要断层(F2、F3、F6、F7、F8)的封闭性进行了动态分析,进而得出该区的油气运移特征.结果表明:断层无论是在侧向还是在垂向上其封闭性在纵向上是变化的;断层对该区沙三段的油气运移起遮挡的作用;砂体为该区沙三段油气运移的主要通道.     

基于强跟踪H-/H∞优化的无人机系统故障检测

针对一类无人机飞行控制系统故障检测问题,提出基于强跟踪H_-/H_∞优化的故障检测方法。将无人机飞行控制系统的执行器与传感器故障描述为加性信号,在考虑风扰动的情况下,建立无人机纵向飞行控制系统的非线性故障模型。将残差产生器的设计归结为扩展H_-/H_∞最优问题。受强跟踪滤波器的快速收敛性的启发,在设计故障检测滤波器时将强跟踪滤波器与扩展H_-/H_∞最优问题相结合实现无人机飞行控制系统的快速故障检测。以无人机升降舵部分失效故障与空速管堵塞故障为例进行仿真试验。结果表明,提出的方法能够快速实现无人机飞行控制系统的故障检测。基于强跟踪H_-/H_∞优化的故障检测方法可用于无人机飞行控制系统的故障检测。     

遗传算法反演龙门山断裂带断层三维滑动参数研究

利用位错理论模型将遗传算法运用于断层三维滑动参数反演问题的求解,采用川西地区2004—2007年GPS观测数据对龙门山断裂带主要断层的三维滑动速率进行计算分析。结果表明:反演结果在量值上整体较小,与地质结果具有较好的一致性,走滑分量|U₁|<3.2mm/a,倾滑分量|U₂|<1.54mm/a,张开分量|U₃|<2.5mm/a,低滑动速率反映断层的闭锁及应力的积累及大地震发生的危险性;局部分量较地质结果偏大,反映实测GPS数据反演结果体现的是断层实时活动状态;遗传算法的全局收敛、不依赖初值等优点使结果更加稳定,而张开分量显示局部不规律性,表现出各子断层空间活动不均匀性。     

配用电容近炸引信的弹体电荷分布规律

探讨配用电容引信的弹体电荷分布规律 ,以准确建立电容目标探测方程 .采用连续电荷离散分析法 ,依据库仑定律建立弹体电荷动态平衡方程组 ,分析其解算结果 .给出了 4种不同d0 /L(电极间距与弹长之比 )值下的弹体电荷分布曲线 .其结论是 :弹体电荷密度自靠近前电极的一端至弹尾逐步衰减 ;沿弹体 ,电荷量分布的衰减率受d0 /L值的制约 ,d0 /L值越小 ,其衰减率越大 ,反之亦然     

基于改进旋转因子的高性能FFT硬件设计

针对FFT硬件实现中旋转因子模块占用资源较多的问题,设计高性能单路延时反馈结构的基2²快速傅里叶变换. 采用CORDIC与MCM混合的方法设计旋转因子模块,实现了无需常规乘法器的FFT架构,不必占用DSP48E资源. 对于旋转角度数量较少的W₁₆旋转因子模块,采用基于三输入加法器的MCM方法设计,将加法器数量降到最低. 对于旋转角度数量较多的W₆₄、W₂₅₆和W_{1 024}模块,采用CORDIC方法设计. 依据旋转角度的数学规律,设计旋转角度实时生成模块,与传统的CORDIC方法相比,不需要占用ROM资源,避免了复杂的寻址逻辑和时序控制. 与其他构架相比,设计的16 bit 64点快速傅里叶变换在Xilinx Virtex-7上将单位slice吞吐率提高了35.20%,256点FFT在Virtex-5上提高了30.37%,1 024点FFT在Virtex-7上提高了25.38%.     

中高渗倾斜地层与水平地层中CO2地质封存的差异性对比

CO₂地质封存是减少CO₂向大气排放,缓解温室效应的有效手段之一。由于构造和成岩作用,倾斜地层在自然界中普遍存在,研究倾斜地层对CO₂封存量及安全性的影响具有实际意义。依托新疆准噶尔盆地阜康凹陷某CO₂地质封存示范工程,采用数值模拟方法,分析了中高渗CO₂储层地层倾角变化对CO₂地质封存过程的影响。结果表明:CO₂注入将导致近井区域地层压力显著升高; 中高渗倾斜地层与水平地层相比,在地层压力分布、CO₂侧向运移距离、CO₂注入速率和总封存量等方面均存在明显差异。相比于水平地层,由于地层倾角的存在,倾斜地层压力呈不对称分布,CO₂侧向运移距离显著加大。倾斜地层中压力传递和消散过程与水平地层差异显著,受此影响,倾斜地层与水平地层CO₂的总注入量差值随时间呈非单调性变化。在注入初期,倾斜地层CO₂的总注入量小于水平地层,随着注入时间延长,倾斜地层CO₂的总注入量逐渐接近并超过水平地层; 注入20年后,相较于水平地层,倾斜地层倾角越大越有助于增加CO₂的总注入量,这一研究结果与前人基于低渗倾斜地层的研究结论正好相反。地层倾角的存在会促进CO₂向浅部运移,倾角越大,CO₂向浅部含水层和大气泄露的风险越大。因此,在CO₂地质封存场地选址中,应充分考虑倾斜地层对封存效率及安全性的影响。     

桂西隆林地区隆或金矿构造控矿模型及成矿预测

滇黔桂“金三角”是世界著名的卡林型金矿矿集区之一。该区现有成矿研究多集中在孤立碳酸盐岩台地边缘,很少涉及孤立碳酸盐岩台地内部,导致台地内部的矿体就位因素与控矿模型还不清楚。详细研究了桂西隆林地区隆或金矿这一典型的台地内部金矿床,深入解析矿体控矿构造,构建控矿模型。结果表明隆或金矿区构造运动主要分为3期:第一期为海西期,形成NE向F₀同生断层,并形成台沟相隔的古地理格局,其中在台沟相区沉积了薄层硅质岩-泥岩-粉砂岩组合,为矿床的形成提供了地层条件; 第二期为印支期,形成了隆或穹隆及其NW向的磨毫次级背斜,为成矿提供了构造准备; 第三期为燕山期,表现为F₀断层的重新活动,成为矿区主要的热液流体通道(导矿构造),其西侧发育大量的平行次级正断层及伴生的牵引褶皱,并逐渐向西减弱为节理带和劈理带,这些次级断层-节理-劈理带共同组成了矿区的配矿构造系统,引导成矿流体在磨毫次级背斜核部的下石炭统英塘组硅质岩-碳质泥岩-凝灰岩中交代、充填形成层状矿体。因此,隆或金矿主要受岩性和构造联合控制。根据控矿模型并结合地球物理-地球化学-遥感资料,可以预测:NE向F₀断层西侧附近,隆或金矿深部的次级背斜核部是有利的深部找矿靶区,含矿层位为下石炭统英塘组; F₀断层与隆或穹隆核部的交汇部位是外围有利找矿靶区,含矿层位为下泥盆统郁江组,特别是与寒武系接触的不整合面附近。