川西螺髻山冰川侵蚀地貌研究

定量分析发现影响该地区冰斗形态的因素有海洋性较强的气候,朝向北(极向),朝向东和较大的地形起伏四种。槽谷的横剖面可以公式化为Y=a·X~b,槽谷形态不对称由冰川差异侵蚀和冻融差异所致。发现两种冰川侵蚀裂痕,即挤压剪切裂痕和拉张剪切裂痕。     

潞安矿区煤储层裂隙及其与人工裂缝的关系

为了研究潞安矿区煤储层压裂人工裂缝与天然裂隙的关系,井下实测了矿区煤储层宏观裂隙,扫描电镜观测了煤储层显微裂隙;探讨了矿区含裂缝非均质煤岩破裂规律。对原位煤储层条件下人工裂缝沿天然裂隙扩展的最大水平主应力方向与天然裂隙走向夹角的临界值进行了计算。结果表明:矿区的漳村、司马、屯留、常村和五阳5个区块临界值分别为12.00°、9.22°、9.16°、8.56°和7.42°,当最大水平主应力方向与天然裂隙走向的夹角小于此临界角时,人工裂缝沿天然裂隙扩展,反之沿最大水平主应力方向扩展。据此,探讨了潞安矿区原位煤储层压裂裂缝沿天然裂隙扩展的3种模式。      

同韧性剪切断裂特征及其研究意义

同韧性剪切断裂是一种新的断裂类型,它既不同于脆性断裂,也不同于韧性剪切带。它是韧性剪切带在一定条件下发展到一定程度转化为宏观破裂的产物,在宏观、微观、地球化学等许多方面独具特征。它的研究对丰富和发展构造地质学理论、地质找矿、地震、地质灾害、工程稳定等许多方面有重要意义。     

填砂裂隙岩体渗流传热模型试验与数值模拟

选取中国高放射核废物地下处置库重要预选场区--甘肃北山地区的花岗岩,加工组合成规则裂隙岩体,将垂直裂隙用粒径为0.5～0.63 mm的砂土填充,进行了裂隙水渗流传热试验;对模型试验进行了数值模拟,进而计算分析了热源温度、裂隙水流速和裂隙开度变化对裂隙岩体模型稳态温度场的影响。模型试验表明,当热源温度维持在120 ℃时,裂隙水仍无相变,裂隙岩体模型稳态温度场分布规律与热源温度为95 ℃时一致;热源温度越高,热源的水平影响距离越大,模型达到稳态需要的时间越长;裂隙填砂加强了裂隙两侧岩石之间的热传导,热源的水平影响距离和模型到达稳态需要的时间均明显大于无填充裂隙岩体模型的情况。模型试验得到的岩体模型温度场与数值计算得到的岩体模型温度场规律一致。试验过程中裂隙岩体模型在边界上存在一些热量散失,无法与数值计算中的绝热边界条件等同,致使试验数据低于数值计算值,并且热源温度越高,两者之间的差异越大。模型试验和数值计算均表明,邻近热源侧的裂隙水渗流对模型的温度场分布起控制作用,而远离热源侧的裂隙水渗流则主要影响该侧的边界温度和模型达到稳态所需要的时间。数值参数敏感性分析表明,裂隙水流速与裂隙开度越大,裂隙水对水平传热的阻滞作用越明显。     

西安地裂缝地面沉降与防治对策

由于自然地质作用和人为活动影响,西安出现了严重的地裂缝和地面沉降灾害。地裂缝的形成分布与区 域地质构造息息相关,其总体北东向成带发育,平行等间距排列,表现出较强的线性展布规律和垂向位移、水平拉 张与水平扭动的三维变形特征。地裂缝有规律的展布活动,制约了人为诱发的地面沉降的发展,地面沉降只能在 被切割的多个条块体中发展。受地层结构、开采井群分布及开采强度等因素影响,在地裂缝两侧产生的差异沉降 又加剧了地裂缝的活动强度,使其危害大大增强,给城市建设和规划造成了巨大的损失和困难。进一步深入研究 城市地质灾害的形成机理,建立监测预警系统,加强城市规划,限制人类活动和采取工程防护措施等是行之有效的 防灾减灾对策。     

基于高密度电阻率成像法的基岩裂隙网络原位识别试验研究

对于以低渗透性基岩为处置围岩的核废物地质处置库来说,基岩中的裂隙网络是地下水进入处置库和放射性核素从处置库向外界环境迁移的主要通道。因此,研究基岩内裂隙网络的空间分布特征,对核废物的地质处置是否安全具有十分重要的意义。本文以花岗岩为例通过野外试验,分析研究了利用高密度电阻率成像法（ERT）,对处于不同状态条件下的基岩中裂隙网络进行三维原位识别的效果及能力。结果表明在以高阻值为主要电特性的基岩中,利用ERT对基岩中三维裂隙网络进行原位识别是可行的,并且裂隙的电阻率特征能较好的反映出裂隙的空间分布位置和形态,但对裂隙网络识别的效果与测线方向有关。     

储层构造裂缝定量预测与油气渗流规律研究现状和进展

裂缝型油气藏是21世纪石油增储上产的重要领域之一，但裂缝储层本身的复杂性在一定程度上增加了研究难度。从国内外研究现状来看，尚缺乏一个能全面解决构造裂缝定量预测问题的研究方法，对裂缝型油气藏预测及评价研究仍处于探索阶段。储层裂缝研究主要涉及 3个方面的关键内容，即地下裂缝识别、裂缝空间分布预测和裂缝参数定量表征。构造裂缝发育规律、形态特征以及油气等流体渗流规律主要受控于构造应力场和储层岩石物理性质的非均质性。强调构造应力场与岩石力学属性相互作用的研究方法已成为构造裂缝空间定量预测的主流，固体应力场和流体压力场的联合作用构成流体运移的驱动机制。我国拥有相当数量的裂缝储层的地质储量，进行裂缝型油气藏研究与预测，无论对西部还是东部深层油气藏的勘探突破均有深远意义。系统综述了储层裂缝定量研究和预测方法以及裂缝储层油气渗流规律的研究现状。     

裂缝性储集层岩芯裂缝统计分析

在系统介绍岩芯裂缝基本参数统计的基础上,给出岩芯裂缝空间分布规律的表示方法,并概括了裂缝孔隙度和渗透率的估算方法,提出有效孔隙度、渗透率和单井控制的有效裂缝体积可作为裂缝性储集层等级划分和裂缝综合评价的依据.     

Analysis of fracture network connectivity using percolation theory

Connectivity aspects of fracture networks are analyzed in terms of percolation theory. These aspects are of fundamental importance in characterization, exploitation, and management of fractured formations. General connectivity and power law relationships are determined that characterize the density of fractures and average number of intersections per fracture necessary to ensure network connectivity, the likelihood of a fractured formation being hydraulically connected, and the probability that any specific fracture is connected to the conducting portion of the network. Monte Carlo experiments with a two-dimensional fracture network model confirm the percolation theory predictions. These relationships may prove useful in formulating theoretically tractable approximations of fracture nerworks that capture the essential system properties.     

Quasi‐static analysis of elastic behavior for some systems having higher fracture densities

Elastic behavior of geomechanical systems with interacting (but not intersecting) fractures is treated using generalizations of the Backus and the Schoenberg–Muir methods for analyzing layered systems whose layers are intrinsically anisotropic due to locally aligned fractures. By permitting the axis of symmetry of the locally anisotropic compliance matrix for individual layers to differ from that of the layering direction, we derive analytical formulas for interacting fractured regions with arbitrary orientations to each other. This procedure provides a systematic tool for studying how contiguous, but not yet intersecting, fractured domains interact, and provides a direct (though approximate) means of predicting when and how such interactions lead to more dramatic weakening effects and ultimately to failure of these complicated systems. The method permits decomposition of the system elastic behavior into specific eigenmodes that can all be analyzed, and provides a better understanding about which of these specific modes are expected to be most important to the evolving failure process. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

江阴市河塘镇地裂缝灾害成因分析及防治对策

苏锡常地区地面沉降及地裂缝灾害较为严重,尤其是地裂缝造成的危害较为明显。本文通过对江阴市河塘镇地裂缝分布区的勘查,从地质条件及人为活动两方面剖析了地裂缝的形成原因、发展趋势及相应对策,并对地质灾害的勘查工作提出方向性建议。     

泌阳凹陷安棚油田核三段储层裂缝成因、期次及分布研究

根据定向取心、成像测井、常规岩心及薄片资料对安棚油田核三段储层天然裂缝特征进行分析的基础上,通过对20个裂缝充填物的稳定同位素测定,5组样品的声发射实验,结合岩心裂缝特征、地质构造历史等,确定出核三段地层中裂缝为区域性裂缝,以垂直或高角度张性缝为主,成组出现,产状稳定,不受局部鼻状构造控制,确定出裂缝有4个破裂期,主要破裂期为第二期。从岩石力学性质、刚性岩石分布情况和岩(砂)层厚度、构造应力场强度等方面入手,系统地讨论了控制裂缝发育的地质因素。区域应力场强度与裂缝发育程度有密切关系,是影响裂缝发育的主要外因,而岩性、岩石密度和厚度是影响裂缝发育的主要内因。采用构造滤波法、应力场模拟法、主曲率法对研究区Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ油组的平面裂缝分布进行了预测和评价。     

Reply to comments on “Explicit versus implicit front advancing schemes for the simulation of hydraulic fracture growth” (Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech., 2019, 43 (6), 1300–1315)” by Prof. Linkov

We reply to Prof. Linkov comments on our article entitled “Explicit versus implicit front advancing schemes for the simulation of hydraulic fracture growth” (Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech., 2019, 43 (6), 1300–1315). We present additional results indicating that both the implicit and explicit front advancement schemes are robust even in the case of a large stress contrast.     

鄯善油田裂缝特征及构造应力场

通过野外节理裂缝的观测,钻井岩心裂缝的古地磁定向与倾角测井裂缝解释,分析了鄯善油田构造应力场,得出鄯善油田储层构造裂缝发育方位主要为N30°-40°E,N30°-50°W,为一对NE、NW向共轭断裂.高角度缝和垂直缝为主.鄯善构造带是近南北挤压作用下形成的,侏罗纪末期燕山期构造运动为近SN向的主压应力模式,形成油田内一系列近SN向正断层,以及测量的NE、NW向共轭断裂.鄯善油田储层断裂是侏罗纪末期燕山期构造运动形成的.通过倾角测井椭圆井径曲线分析等方法判别的鄯善油田现今最大水平主应力方向约140°.人工压裂的裂缝方位理论上当为140°,它与320°方位的构造缝如果匹配,可能对压裂产生影响.     

渗流-应力耦合作用对储层裂缝发育的影响研究

裂缝是影响储层高产、稳产的重要因素,而储层处在复杂的地质环境中,裂缝的形成和发育受众多因素的影响,研究各因素间的耦合作用对储层裂缝发育的影响,对指导油气勘探开发具有重要意义。为此,针对任丘油田任11井区雾迷山组碳酸盐岩储层进行了渗流-应力耦合作用对储层裂缝发育的影响研究。研究结果表明:未考虑渗流-应力耦合作用时,研究区最大水平主应力范围为82~100 MPa,从西南到东北逐渐增大;最小水平主应力范围为72~88 MPa,从研究区中心向西南、东北两侧逐渐递增;考虑耦合作用后,研究区最大水平主应力范围为84~102 MPa,最小水平主应力范围为76~91 MPa,最大及最小水平主应力增加。渗流-应力耦合作用后,研究区裂缝发育指数分布在0.027~1.156之间,山头顶部和近东西向断层的内部区域裂缝发育指数在0.7左右,为裂缝较发育区域;而研究区西南和东北边缘区域裂缝发育指数在0.2以下,为裂缝欠发育区域。随着耦合作用时间的增长,储层裂缝发育指数逐渐增大,在注入井和产油井附近区域的裂缝发育指数增大幅度尤为明显;储层裂缝线密度也呈增大趋势,仅产油井周围的裂缝线密度呈现为先减小后增大的趋势;未考虑耦合作用时的储层裂缝参数小于考虑耦合作用后的裂缝参数,说明仅考虑应力场进行储层裂缝预测所得结果偏小。      

Mode of development of sigmoidal en echelon fractures

The solution of stress distribution for a multicrack system and model experiments confirm that en echelon cracks mutually interact with each other during their growth. Such a mechanical interaction deviates the crack-tip stress axes orientations from that of the bulk stress field and leads to a continuous change in propagation direction of tension cracks, initially at a right angle to the bulk tension direction. The sigmoidal shape of en echelon fractures evolve through rotation and crack length increments with changing orientations. The theoretical analysis shows that the instantaneous fracture-tip stress orientation is a function of initial crack spacing, orientation of crack array with respect to the principal axes of far-field stress.     

斜列构造型式空间定位研究及其对隐伏矿脉预测的意义

斜列状的断裂、裂隙的排列组合,其中往往充填岩脉或矿脉,被称之为雁列或斜列构造。在内生脉状多金属矿床平面或剖面上,矿脉常出现斜列状排列的组合特征,关于它们的组合型式,特别是从空间上及定位分布规律方面,尚缺乏深入的研究。本文依据构成斜列型式的几个主要几何要素之间的关系将其划分为三种类型,进行了斜列构造型式空间定位分布特征的研究及其对隐伏矿脉预测意义的探讨。     

Geologic hazards assessment of Cairo and vicinity

The greater area from Cairo to west of Suez and a smaller area directly around Cairo are subjected to general and detailed analysis of hazard due to geological fractures. Fracture density contour maps and rose diagrams of the fracture trends are provided. Possible natural geologic hazards which might affect the area are discussed. These include landslides, block failure, earthquakes, maars, fumarolic activity, hot springs, caves and possible rejuvenation of old fault systems.     

Homogenized constitutive laws for rocks with elastoplastic fractures

This work deals with the development of a constitutive law for fractured rocks. Fractures are considered as penny‐shaped inclusions, whose constitutive law is deduced from an interface law and a regularization procedure. Such a method is applied to linear and non‐linear interface behaviours in order to reproduce effects such as an increase in stiffness during fracture closing, dilatancy or asperity surface degradation. Then, considering the fractured rock as a composite material, we use a Mori–Tanaka method to estimate the homogenized properties of the rock. Numerical experiments illustrate the interest of the proposed homogenization procedure. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

虎跳峡地区新生代以来应力场演化及断裂新活动性探讨

本文通过对虎跳峡地区的实地调查、区域地质图的详判、断层擦痕矢量解和震源机制解等综合分析,探讨了研究区新生代以来区域构造应力场的演化,并对研究区的主要断裂活动性进行了分析。研究结果表明,新生代以来区域应力场的演化次序为早第三纪东西向、中新世近南北向、上新世北西向、早更新世北北东向、中更新世早期近东西向以及晚更新世以来北北西向多期应力场;区内北西向中甸—永胜断裂的新活动性强,其次是丽江—小金河断裂,楚波—白汉场断裂活动性较弱。