固化盐渍土核磁共振微观特征

采用核磁共振技术,对不同配比的水玻璃、石灰+粉煤灰及石灰+粉煤灰+水玻璃的固化盐渍土的微观特征进行检测,结合无侧限抗压强度试验,分析了各固化方案的盐渍土固化效果,讨论了强度成因的微观特征机制。结果表明,不同固化土的孔隙特征有较大差异。石灰+粉煤灰固化盐渍土大孔隙减少;石灰+粉煤灰+水玻璃固化盐渍土孔隙总体积减少,但同时有大孔隙生成;水玻璃固化盐渍土孔隙总体增多,但随水玻璃浓度增大,孔隙体积有所减小。石灰+粉煤灰+水玻璃固化盐渍土抗压强度远大于其他固化方案,但是其孔隙结构并不是最优,说明颗粒间的胶结情况对固化效果的影响远大于孔隙特征。     

南海珊瑚砂砾屑灰岩磷质胶结物的数字影像分析及其环境意义

应用计算机数字影像学原理,建立了对磷质胶结微细纹层研究的数值化方法,研究了西沙东岛珊瑚砂砾屑灰岩磷质胶结物的胶结结构和微纹层特征,定量地刻画了微条纹的宽度和颜色变化信息。东岛珊瑚砂砾屑灰岩磷质胶结物的形成以沉淀胶结为主,不同时期形成的胶结物微条纹系列,由于受到气候、生态因素的影响,具有不同的宽度、明暗度组合;对3个层次磷质胶结物的分析表明,在2900~5700 aBP西沙群岛东岛存在至少3次鸟类和植物的繁盛期;不同时期微纹层的气候、生态记录对比发现,相对稳定的气候条件有利于岛屿海鸟数量的扩大;提供了一种新的方法来探索岛屿鸟粪磷质胶结物的结构和生态环境意义。     

老石旦煤矿缓坡斜井大口径通风立眼钻孔关键技术

通过老石旦煤矿缓坡斜井通风立眼的施工,叙述了钻遇采空区的几项施工关键技术。针对大口径通风井过采空区、井较深、井径较大的特点,采用大孔径反井成孔工艺;导向孔采用无线随钻定向技术,后改用无磁单点测斜潜孔锤定向技术;采用技术套管隔离的方法进行了管底特殊处理,保证技术套管顺利起拔;悬空固井技术,大直径套管人工柔性井底的制作等;对大孔径反井施工工艺技术进行了系统全面介绍,并对反井施工过程中发现的问题及取得成果进行的总结,为类似工程的施工具有示范效应。     

准噶尔盆地腹部超压顶面附近深层砂岩碳酸盐胶结作用和次生溶蚀孔隙形成机理

准噶尔盆地腹部深层超压顶面附近(现今埋深4400~6200m, 温度105~145℃) 砂岩中广泛出现的碳酸盐胶结作用和次生溶蚀孔隙与超压流体活动关系密切.由于超压封闭和释放引起其顶面附近砂岩中的孔隙压力和水化学环境的周期性变化可导致碳酸盐沉淀和易溶矿物溶解过程交替出现.根据腹部地区超压顶面附近深埋砂岩成岩作用、碳酸盐胶结物含量、储集物性、碳酸盐胶结物碳、氧同位素和烃源岩热演化模拟等资料的综合研究表明: 含铁碳酸盐胶结物是主要的胶结成分, 长石类成分的次生溶蚀孔隙是主要的储集空间类型, 纵向上深层砂岩碳酸盐胶结物出现15%~30%含量的地层厚度范围约在邻近超压顶面之下100m至之上大于450m, 碳酸盐胶结物出现大于25%含量高值带分布在靠近超压顶面向上的250~300m的地层厚度范围, 超压顶面附近砂岩中碳酸盐胶结物含量高值的深度范围也是次生溶蚀孔隙(孔隙度10%~20%) 发育带的范围; 因晚白垩世以来深部侏罗纪煤系有机质生烃增压作用, 导致在超压顶面附近砂岩晚成岩作用阶段深部富含碳酸盐的超压流体频繁活动, 所形成的碳酸盐胶结物受到了明显的与深部生烃增压有关的超压热流体和有机脱羧作用的影响; 超压流体多次通过超压顶面排放, 使得超压顶面附近砂岩遭受了多期酸性流体溶蚀作用过程, 形成了次生溶蚀孔隙发育带.      

Bacteria-Induced Cementation Process in Loose Sand Medium

Several conventional methods for treatment of soil are available for engineers. The most widely used method includes solution/grout, but they alter the ground pH level and could be toxic. In order to avoid the potential environmental harms and make use of naturally occurring microorganisms, biological methods to improve the engineering properties of soils have been intensely studied. This article presents the results of a research project in which Sporosarcina pasteurii (formerly known as Bacillus pasteurii) was used to induce biological cementation in loose sand medium. The bacteria was injected into sand, which led to the development of cementation (calcium carbonate crystal) between sand grains. The calcification was observed using a scanning electron microscope (SEM).     

干湿过程中花岗岩残积土抗拉强度变化研究

利用自制的土体直拉强度测试仪,研究了重塑花岗岩残积土在不同含水率下、增湿过程和干燥过程中抗拉强度的变化规律,并从胶结力和湿吸力的角度讨论了抗拉强度变化规律的微观机制。结果表明：不同含水率条件下抗拉强度随含水率增加呈现先增后减,峰值两侧呈较好的指数规律;增湿过程中抗拉强度随含水率增加呈先增后减趋势,峰值两侧为一次函数规律;干燥过程中抗拉强度随含水率降低出现指数增加阶段、平稳阶段和小幅降低阶段3个阶段,其抗拉强度峰值为不同含水率条件下抗拉强度的4倍。花岗岩残积土在不同含水率和增湿过程中的抗拉强度的变化主要受湿吸力控制,而干燥过程中抗拉强度变化的同时受湿吸力和胶结力的控制,且胶结力对抗拉强度的贡献超过70%。土体的干燥开裂过程对应干燥过程中抗拉强度变化的几个阶段,干燥时湿吸力是土体内部拉应力的来源,这说明湿吸力既是抗拉强度的贡献者,同时也是抗拉强度的破坏者。该研究结果从另一种角度解释了土体抗拉强度的形成来源及其变化的主控因素。     

A bond contact model for methane hydrate‐bearing sediments with interparticle cementation

While methane hydrates (MHs) can be present in various forms in deep seabeds or permafrost regions, this paper deals with MH‐bearing sediments (MHBS) where the MH has formed bonds between sand grains. A bond model based on experimentally validated contact laws for cemented granules is introduced to describe the mechanical behavior of the MH bonds. The model parameters were derived from measured values of temperature, water pressure and MH density. Bond width and thickness adopted for each bond of the MHBS were selected based on the degree of MH saturation. The model was implemented into a 2D distinct element method code. A series of numerical biaxial standard compression tests were carried out for various degrees of MH saturation. A comparison with available experimental data shows that the model can effectively capture the essential features of the mechanical behavior of MHBS for a wide range of levels of hydrate saturation under drained and undrained conditions. In addition, the analyses presented here shed light on the following: (1) the relationship between level of cementation and debonding mechanisms taking place at the microscopic level and the observed macro‐mechanical behavior of MHBS and (2) the relationship between spatial distribution of bond breakages and contact force chains with the observed strength, dilatancy and deformability of the samples. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

差异胶结作用引起的储层物性差异成因分析：以白音查干凹陷达尔其扇三角洲为例

扇三角洲为陆相沉积盆地中的一个重要沉积体系,多数具有良好的油气储集能力。通常情况下,盆地中发育的扇三角洲具有相近的物性,扇三角洲前缘分流河道储层物性好,席状砂物性较差。然而,达尔其油田相邻的2个扇三角洲的物性出现了较大差异,达尔其西扇三角洲出现了分流河道物性差异与相控储层理论相悖的现象。利用偏光显微镜镜下薄片观察、岩芯物性分析与测井等资料,研究了该区储层岩石的孔隙类型以及成岩过程中压实和胶结作用对储层物性的影响,分析2个相邻扇三角洲储层物性差异及达尔其西扇三角洲河道物性差的原因,认为干旱气候和地壳抬升作用、盐湖沉积阶段和盐类沉积时间差异是形成2个扇三角洲物性差异的关键因素。研究成果为解释达尔其油田2个扇三角洲储层物性剧烈变化和差异提供了重要依据。     

鸡西盆地下白垩统含煤层系低孔低渗砂岩的成因探讨

黑龙江鸡西盆地下白垩统城子河组和穆棱组是主要的含煤系地层,岩石类型为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,成岩作用主要为压实作用、胶结作用、溶蚀溶解作用及交代作用等,露头砂岩经历了表生成岩作用。压实作用和胶结作用是储层砂岩物性差的重要原因,二者相比,前者对该区孔隙度减少贡献更大。对比露头砂岩与岩芯砂岩,露头砂岩的储层物性更好。     

龙门山前缘中三叠统雷口坡组储集层成岩作用差异性

随着近年来四川盆地一系列新的碳酸盐岩气田的发现,具有丰富油气资源潜力的川西龙门山前缘逐渐成为寻找高丰度大中型气田的现实地区。针对储集层特征在区内表现出强烈的非均质性,笔者等通过对龙门山前缘中坝地区和天台山大元包地区中三叠统雷口坡组岩心描述和薄片观察,对其成岩作用进行了详细的分析和对比研究。研究表明:(1)龙门山前缘中三叠统雷口坡组储集层成岩作用复杂,其主要成岩作用包括压实压溶作用、胶结作用、溶蚀作用、重结晶作用、藻泥晶化作用、白云石化作用、膏化和硅化作用等;(2)受中三叠世末期龙门山前缘裂陷作用的影响,雷口坡组发育大量的热液构造,包括热液溶蚀、热液矿物的胶结和热液白云石化;(3)受构造高点控制的胶结中断—表生溶蚀是中坝—青林地区储集层优于天台山地区的主要控制因素。龙门山前缘反转之前的构造背景和古地貌决定了雷口坡组成岩作用的差异,从而控制了优质储集层的分布。