挤压逆断层物理实验及克-百断裂带成因新解

挤压模式下水平方向上的挤压是不可忽略的因素,因此挤压逆断层在盖层中的传播模式不同于基底隆升逆断层;正反转构造物理模拟的应力机制仍需论证。基于砂箱实验,在挤压模式下以沉积盖层厚度、断层活动速率、先存断层倾角为变量,研究了先存基底断层在沉积盖层中的传播模式;提出了克-百断裂带成因模式的新解释。研究表明:沉积盖层厚度及断层倾角与上覆盖层中形成的变形带宽度成正比;断层活动速率越大,断层在垂向上的抬升越明显。克-百断裂带及挤压倾滑型正反转构造的形成受挤压-基底抬升双重应力机制控制。     

晋中南现代构造应力场的数值模拟研究

对晋中南现代构造应力场进行了数值模拟．模拟结果显示,现代构造应力场主应力差在沁水含煤向斜轴部存在着呈北东向展布的高值条带,且最大主应力为压应力;其应力水平和应力性质与应力降和小震综合断面解资料基本吻合;晋中南东部沁水含煤向斜内部产生近水平挤压应力场的动力来源于东部太行山和西部霍山的隆起和抬升;太原盆地中的近水平伸展应力场则与盆地深部塑性物质的上涌所导致的侧向拉伸有关．     

济阳坳陷青城凸起的形成与演化

为明确济阳坳陷青城凸起的形成演化过程,基于三维地震、钻井等资料,运用断层活动速率法和平衡剖面法,结合磷灰石、锆石裂变径迹等低温热年代学证据,揭示了青城凸起构造特征及演化过程.认为青城凸起的形成经历了多期构造抬升,而不是新生代单一构造作用形成的凸起.结果表明:青城凸起的形成体现出了多期次、多性质、多方向构造作用的叠加演化,早、中三叠世青城凸起及周缘地区表现为整体沉降,晚三叠世受挤压变形而整体抬升剥蚀;早—中侏罗世为弱挤压期,具充填-披覆式特征,古地温为137℃;晚侏罗世—早白垩世初在多向汇聚挤压的远程效应影响下整体挤压抬升,冷却速率为1.55℃/Ma;早白垩世在北西向的滨西—平南断层伸展作用下发生构造沉降,升温速率为1.21℃/Ma;晚白垩世整体挤压抬升,发育挤压背斜构造,冷却速率为1.83℃/Ma;古近纪高青断层、花沟断层开始活动,青城凸起在断块翘倾抬升作用下继续抬升,东营组沉积末期受东营运动影响发生了构造抬升剥蚀,冷却速率为5.66℃/Ma;新近纪—第四纪青城凸起及其周缘地区拗陷沉降.     

柴达木盆地东部中生代以来构造应力场及构造演化

柴达木盆地具有复杂的构造演化史,周围三大板块对盆地的构造改造、演化有重要的控制作用。基于野外基础地质资料,利用德令哈及周缘地区构造要素测量分析、ASR法地应力测量、构造演化史剖面分析,阐述古、今地应力状态及可能的转变,从动力学机制方面分析柴达木盆地东部构造变形的主导因素,并对中生代以来构造演化过程进行探讨。该构造演化过程分为5个阶段:①晚二叠世—三叠纪抬升剥蚀阶段,受NE—SW向挤压;②早—中侏罗世伸展断陷阶段,受SN向弱拉张形成了一些差异断陷沉降带(如德令哈凹陷等),阿尔金断裂、柴达木盆地东部均发生左旋走滑;③晚侏罗世—白垩纪挤压反转阶段,白垩纪应力场转变为NE—SW向挤压,阿尔金断裂左旋走滑,柴达木盆地东部受挤压应力作用单纯地向祁连山产生推覆;④古近纪挤压断陷-坳陷阶段,受近SN向挤压应力作用,阿尔金断裂强烈右滑,沿NW—SE向的分量可使柴达木盆地东部发生右旋走滑运动;⑤新近纪—第四纪阶段,柴达木盆地遭受强烈挤压,近SN向挤压应力作用在喜山晚期达到最强,奠定了柴达木盆地现今构造格局。     

溱潼凹陷西斜坡断裂特征及形成机制

溱潼凹陷断裂发育,构造复杂,为典型的箕状断陷,横向上分为断阶带、深凹带、斜坡带;垂向上具有"上、中、下"三层结构。通过对断裂平面、剖面特征的剖析,结合板块运动、岩浆活动、构造应力分析,认为该区构造演化具有阶段性,不同期次构造运动形成的断裂具有一定的规律性,将溱潼凹陷构造演化划分为印支期板块碰撞挤压期、燕山期左行走滑挤压期、喜山Ⅰ幕左行走滑断陷期、喜山Ⅱ幕右行走滑拉伸断陷期、喜山Ⅲ幕区域抬升剥蚀期、喜山Ⅳ幕平稳坳陷期;不同期次构造运动形成的断裂相互交切,形成了现今的构造格局。     

西斜坡区萨二、三油层油气保存条件

通过西斜坡区嫩一段泥岩盖层封闭特征,研究萨二、三油层地层水保存条件和侧向遮挡条件,阐述其油气藏形成与保存条件的作用,分析了油气在纵向和侧向上的保存条件,结果表明:西斜坡区嫩一段泥岩盖层具有中等至较好的封闭能力;西斜坡区萨二、三油层油气在纵向上只有保存在一般浓缩亚区才能阻止氧化和菌解作用的破坏;其油气侧向遮挡条件不发育,主要是一些低幅度的鼻状构造和面积较小的背斜圈闭,还有一些地层超覆,砂岩上倾尖灭和断层遮挡可为油气聚集提供侧向遮挡条件.     

川西坳陷孝泉—丰谷构造带变形特征及成因机制模拟

通过对三叠系不同组段顶面构造图分析和主干地震剖面解释,认为川西坳陷孝泉—丰谷构造带具有走向分带、垂向分层变形特征。该构造带走向上可划分为孝泉、新场、合兴场、丰谷等4排北东东向雁列式滑脱褶皱带,与合兴场—石泉场近南北向背斜构造带近直交;垂向上以雷口坡组内膏盐层为界分上、下两个构造层,上部构造层发育滑脱断层及其相关的褶皱构造,下部构造层产状平缓,断层、褶皱构造不发育。多组平面、剖面模拟实验结果表明:孝泉—丰谷北东东向滑脱褶皱带可能是在龙门山褶皱隆升产生的北西向挤压应力和秦巴山系褶皱隆升产生的近南北向挤压应力联合作用下形成的;合兴场—石泉场近南北向构造带可能是在北西方向的应力单独挤压作用下形成的;雷口坡组内膏盐层在空间上不均衡分布是产生走向分带、垂向分层变形的主控物质因素。     

川东北飞仙关组异常压力演化与油气成藏

根据实测的下三叠统飞仙关组地层压力资料所展示的地层压力分布与气藏的特征关系,分析了不同类型储层气藏压力成因机制、演化及与油气成藏关系.正常压力系统,多处于台地边缘礁滩相,储层岩性以云岩为主,储集类型多为孔隙型,气藏一般甲烷含量低、硫化氢含量高;异常高压或超高压系统,多处于海槽区或台内云岩欠发育区,储层岩性以灰岩为主,气藏甲烷含量高、不含或含极少量的硫化氢,主要为裂缝型气藏;孔隙型气藏和裂缝型气藏具有明显不同的成压演化机制:以孔隙型储层为主的气藏经历了印支末期-燕山早期古油藏常压阶段,燕山中-晚期液态烃类热裂解成气的超压气藏阶段,TSR反应及其作用和喜马拉雅期的构造抬升使孔隙型储层降压为正常压力系统并最终定型为常压气藏阶段;以裂缝型储层为主气藏经历了燕山中-晚期高压天然气充注和燕山晚期构造挤压作用下古高压气藏阶段,喜马拉雅晚期强烈构造挤压超高压气藏定型阶段.     

辽河坳陷黄金带油田构造变形特征及控藏作用

在区域构造作用方式和方向产生变化及复杂边界条件的综合影响下,分析复杂构造变形及所形成构造的特征及其油气成藏.本文以黄金带油田为例,利用新处理的高品质三维地震资料,对本区构造特征进行精细刻画,分析应力场演化,并探讨构造对油气成藏条件的控制作用.认为本区沙三期存在北西-南东向的伸展构造作用;东营期为走滑构造变形体制,最大主压应力方向为近东西向,表现为北东向右旋走滑、东西向挤压和南北向伸展的构造变形特征,同时,二界沟断层作为构造带边界对局部应力场的方向造成改变.研究结果表明:在复杂的应力条件下,伸展构造、走滑构造、挤压构造、反转构造在本区均有发育,并存在特殊的构造现象:断层与褶皱枢纽的走向出现规律性渐变、走滑断层平直段存在"海豚效应"现象.结合区域应力场的变化以及构造带边界的影响,构造变形叠加和复杂的先存构造条件是产生复杂构造现象的原因.构造活动与油气成藏在时间上相契合,对油气成藏与保存起到了至关重要的作用.     

利用盆地模拟方法分析昌潍坳陷古压力

介绍了应用盆地模拟方法研究沉积盆地古压力的方法和原理，并以昌潍坳陷为例进行了具体说明，得出昌潍坳陷曾经有过异常高压，在构造抬升和剥蚀作用影响下异常高压消失的结论。可以看出，应用盆地模拟方法研究沉积盆地古压力是一种行之有效的方法，能够为古压力演化的研究提供可靠的依据。     

莺歌海盆地莺歌海组二段泥岩盖层封闭性综合评价

通过实测莺歌海盆地莺歌海组二段泥岩盖层的排替压力,建立了盖层排替压力与声波时差的线性关系,进而提出了利用声波时差及地震速度资料求取排替压力的方法。接着,利用测井声波时差和地震速度资料,按等效深度法确定莺歌海组二段下部泥岩盖层的超压分布。综合考虑盖层累计厚度、排替压力、剩余压力、气藏内部压力、断裂对盖层破坏程度和天然气本身性质(比如流动黏度),提出了盖层封闭能力综合评价指数,并据此对莺歌海组二段泥岩盖层综合封闭能力进行评价。结果表明:莺歌海组二段泥岩盖层封闭能力强的地区分布在乐东区大部、临高区南部及东方区东部到一号断裂之间的地区,一号断裂南段、东方区东部和北部地区则为盖层封闭能力较强的地区,研究区边部由于地层上倾出露地表,盖层封闭能力逐渐减弱。莺歌海组二段泥岩盖层封闭能力中等及以上地区可作为天然气的有效盖层;由现有气藏分布可知,莺歌海组二段泥岩盖层封盖能力良好,中深层的天然气保存条件优越。     

格莱圈密封性能非线性有限元分析

为了研究气缸密封件的性能以及失效情况,运用有限元分析方法对格莱圈弹性体进行分析.利用有限元分析软件建立了格莱圈有限元分析模型,通过建模、划分网格、加载、求解以及后处理等步骤,对其在不同压缩率、不同气压时密封面接触压力分布规律进行探讨分析,确定格莱圈易失效位置,分析压缩率和气压对格莱圈密封面最大接触压力的影响.结果表明:在位移云图和接触压力云图中,格莱圈密封面最大接触压力随压缩率和气压的增加而增加;格莱圈的方型圈与缸套的接触压力最大,且最大接触压力明显大于通入气体的压力,故格莱圈不易失效;气缸在实际气压0.4MPa和8%压缩率的情况下能正常工作,为评定缸阀一体化气缸的可靠性提供了参考.     

准噶尔盆地永进地区油气成藏主控因素分析

为了找出准噶尔盆地中部深层隐蔽油气藏的成藏机理与富集规律,通过车-莫古隆起形成演化及其不整合的控藏效应、油气充注历史和储层演化的配置关系、超压发育机制与隐性通道的输导效应三方面进行综合分析,结果表明:K/J不整合古土壤层发育连续,渗透率小于0.1md,垂向封盖能力强、半风化岩层CIA指数小于75%,化学风化作用弱,侧向非均质性强;油气充注时刻储层物性较好,孔隙度为10%～15%;4 500～5 500 m以下发育静态超压,最高压力系数达2.2,大量发育天然水力破裂.永进地区深层隐蔽油气藏同时受油气充注时间、优势输导通道、圈闭空间类型等成藏因素的控制.     

琼东南盆地梅山组泥岩盖层封闭性综合评价

通过单井资料统计和沉积相研究,对琼东南盆地梅山组泥岩盖层进行宏观评价,认为盖层岩性以浅海—半深海相泥岩为主,主要发育于北部隆起带与中央坳陷带,侧向连续性好。其最大单层厚度、累积厚度以及含砂量等宏观参数显示,优质泥岩呈现沿北西—南东方向展布的特征。利用测井声波时差和实测岩石样本排替压力之间的关系,计算三亚组一段砂岩和梅山组泥岩的排替压力差,并进行微观评价,认为单井上排替压力差呈凸起高、凹陷低的特点。选取岩性、沉积环境、最大单层厚度、累积厚度、含砂量以及储层与盖层排替压力差作为参数,分别赋予相应的权值和权重,对泥岩盖层封闭性进行综合评价,认为梅山组泥岩盖层综合品质呈规律性变化,表现为北部坳陷低、中部隆起和中央坳陷高的特点,对三亚组发育于北部隆起带周缘的滨海相砂体和发育于中央坳陷带附近的浊积砂体起到了良好的封盖作用。     

双主密封特殊螺纹油管接头密封性能研究

针对超深油气井中对密封性能的严格要求,基于特殊螺纹密封机理,设计一种由锥面对锥面和柱面对球面组成的双主密封特殊螺纹接头结构。采用数值模拟方法分析接头在拉伸、压缩、拉伸和内压、拉伸和内外压4种工况下,双主密封面接触应力、接触长度的变化情况,并对螺纹接头在极限载荷下的密封性能进行研究,得到接头密封能力随不同载荷的变化规律。最后对接头试样进行全尺寸试验,结果表明该双主密封特殊螺纹接头的密封性能满足使用要求。     

扬压力作用下反拱水垫塘缝隙动水压力研究

以国内某高坝工程为参照,对水垫塘排水和底板锚固措施都失效后,底板缝隙动水压力随扬压力、底板缝宽以及不同止水破坏程度这3个关键因素的变化规律进行了理论分析和试验研究。研究表明,止水正常时,由于底板表面动水压力脉动、底板振动,使缝隙动水压力大于扬压力;止水破坏后在小扬压力范围内,缝隙动水压力增大,但增幅随扬压力增大而减小、也随底板缝宽增加、或止水破坏程度增加而减小;止水破坏后在大扬压力范围,缝隙动水压力减小,但减幅随扬压力增大而增大,也随底板缝宽增加、或止水破坏程度增加而减小。分析了水工规范中底板块安全系数的不妥之处,建议用缝隙动水压力代替扬压力准确计算底板块安全系数。工程中应尽可能做好排水措施,确保水垫塘排水设施正常运行。     

惠民凹陷临北地区基山砂体油气成藏主控因素研究

临北地区位于惠民凹陷中央隆起带中部,针对该区沙三中亚段基山砂体的储层类型、圈闭规模及储层有效性不清等问题,从烃源条件、储层物性、沉积相展布以及构造特征等方面入手,通过钻井和试油成果资料,综合应用地质、地化分析和地球物理研究手段,剖析了油气成藏条件及主控因素。结果表明,紧邻的临南洼陷沙三段优质烃源岩是临北基山砂体的主要来源,和区内各期砂体在时空上的良好配置是油气藏形成的基础;区内发育的断裂和骨架砂体输导体系之间的相互配置关系,为油气提供良好的运移通道,使油气藏沿南北向成断阶式带状分布;沙三上亚段的泥岩及基山砂体顶部稳定的厚层泥岩、各期次砂体之间被泥岩分隔,且东西向上倾尖灭、沙三段发育封闭性较好的高矿化度原生CaCl2水型,同时部分断层侧向封堵,这些因素的共同作用为油气藏提供良好的保存条件。     

异常高压气藏动态预测模型及应用

针对异常高压气藏具有压降图异常和定容封闭的特征,基于体积平衡原理,导出了异常高压气藏的压降方程,并结合气井的二项式渗流方程和气体的井筒流动方程,建立了异常高压气藏动态预测基本模型,在模型中考虑了储气层的压实和岩石颗粒的弹性膨胀作用,以及地层束缚水的弹性膨胀作用.应用该模型对实际异常高压气藏进行生产动态预测的结果表明,所建立和提出的模型可靠,预测方法正确,能较好地预测异常高压气藏稳产期和产量递减期的生产动态.     

Experimental and Numerical Study on the Gas Explosion in Urban Regulator Station

Regulator station is an important part in the urban gas transmission and distribution system. Once gas explosion occurs, the real explosion process and consequences of methane gas explosion in the regulator station were not revealed systematically. In this study, a full-scale experiment was carried out to simulate the regulator station explosion process, and some numerical simulations with a commercial CFD software called FLACS were conducted to analyze the effect of ignition and vent conditions on the blast overpressure and flame propagation. The experimental results demonstrated that the peak overpressure increased as the distance from the vent increased within a certain distance. And the maximum overpressure appeared 3 m away from the door, which was about 36.6 kPa. It was found that the pressure-time rising curves obtained from the simulation are basically the same as the ones from the experiment, however, the time of reaching the peak pressure was much shorter. The numerical simulation results show that the peak overpressures show an increase trend as the ignition height decreased and the vent relief pressure increased. It indicates that the damage and peak overpressure of gas explosion could be well predicted by FLACS in different styles of regulator station. In addition, the results help us to understand the internal mechanism and development process of gas explosion better. It also offers technical support for the safety protection of the urban regulator station.     

高压干气密封流场数值模拟

干气密封在高温、高压以及各种腐蚀性介质的应用越来越广泛,高压高温给干气密封带来什么影响,人们的认识还不足,特别是理论计算中存在许多问题。我们知道高压工况下,干气密封端面气膜流场的压力和温度变化较大,而介质密度、粘度应是随压力和温度的变化而变化的,特别是气体的密度受压力的影响较大。但以往的传统干气密封数值模拟中,大多是密封介质的密度按照假设温度和压力值选定,并未曾考虑到密封介质物性参数变化对密封性能的影响,因此研究结果难免有些误差。本文提出了高压干气密封流场计算的新方法,考虑了流场和温度场变化对密度的影响。首先使用ANSYS Workbench软件对密封环进行热分析,得到了密封环的温度场分布,并推出端面气膜的温度分布;采用用户自定义函数（UDF）将密封介质N2的密度定义为压力和温度的区间函数,用加载了UDF的Fluent软件对端面气膜流场进行数值模拟计算,通过不断地迭代计算得到端面流场的压力分布和开启力。 分别采用变密度（自定义密度为压力和温度的函数）和定密度（直接将密度设定为定值）两种方法,通过Fluent软件对上述干气密封流场进行了模拟仿真,并进行了网格尺寸在模拟仿真时的无关性验证。对比模拟结果,可以看到变密度方法所得到的计算结果更接近工况实际情况,该算法解决了模拟计算中介质物性参数设置存在的问题,值得借鉴。 研究发现：使用Fluent的UDF功能来描述干气密封端面间隙气体密度的变化是可行的,为更精确地模拟端面间隙流场提供了一种新方法。在高压工况下,压力变化对气体密度影响较大,变密度方法能够更加真实地反映其流场。此外还应考虑温度变化对气体密度的影响。