矿井断层的工程力学特性与水文地质特征研究

断层的类型划分有三种方式,按照导水性能可将断层划分为导水断层和不导水断层;根据力学特征可将断层分为压剪断层和张性断层;依据断层上下盘的运动关系将断层分为正断层、逆断层和平推断层等。根据突水点与断层空间位置关系可以将采动断层突水类型划分为断层切穿煤层突水、断层接近煤层突水和断层隐伏较远突水三种类型。     

断层输导封闭性能及其油气运移机理研究现状

断层是油气运移的重要通道,同时断层圈闭也是油气圈闭的重要类型.对断层泥、断层非渗透性物质(沥青质、胶结物)、断层两盘的岩性和产状对接关系、断层面应力特征、断层活动性、断层“地震泵“的抽吸作用、断层面上油气运移路径、油气沿断层走向运移、油气从断层向储集层的运移等对断层输导、封闭性能的影响进行了研究分析,并指出其存在的问题:油气在断层走向上的运移机理;断层中砂泥岩裂缝的发育对油气输导、封闭性能的影响.     

复杂断层对深部岩体原位应力分异与集中的影响

地应力随深度呈线性增长，在深部高应力将成为常态。随着深度的增大地质结构复杂性增加。断层、小裂缝、节理裂隙广泛发育。为了探索断层对地应力的影响及其发生机制，本文在7个超千米钻孔中进行了水压致裂地应力测试，定量确定了断层上下盘、断层间、断层端部、断层交汇处及断层远场的应力。研究了断层位置和属性对应力大小和方向的影响。通过三维数值模拟，阐明了断层附近应力的非均质性，解释了断层对地应力积聚和分异的影响。受区域构造及断层作用影响，地应力大小、方向以及状态在不同位置发生显著的分异。在断层附近，地应力的集中程度和方向变化随断层位置而发生差异；在离断层较远处，地应力大小和方向与区域构造应力一致。利用历史地震动矢量对震源机制解进行了验证。结果表明，断层属性和位置将对应力分异产生显著影响。应力分异由强到弱依次为断层间、断层交汇处、下盘、断层端部及上盘，而方向变化强弱依次为下盘、断层间、断层端部、断层交汇处和上盘，揭示了断层诱发应力累积和方向转变的内在机制。     

采动影响下逆断层特征参数对断层活化的作用规律

笔者分析了采动影响下断层滑移的主要影响因素,以数值模拟为研究手段,利用FLAC3D建立了逆断层简化模型,分析了不同断层倾角、不同落差及采掘工作面与断层不同距离的断层带附近煤岩体弹性能、断层面正应力与剪应力、断层滑移量的变化规律,从而揭示了采动影响下逆断层特征参数对断层活化的基本作用规律。研究结果表明:上盘或下盘开采,断层带附近煤岩体弹性能集中程度随工作面与断层距离的增大而降低,随断层倾角及落差的增加而增大,但下盘开采对断层带的能量集中程度较上盘高。下盘开采时剪应力较上盘显著增加,但正应力变化较小,易于断层活化。上盘或下盘开采,随工作面与断层距离的增加,断层滑移量减小。上盘开采,随断层倾角增大,断层滑移量增加;随断层落差增大,断层滑移量减小。下盘开采,随断层倾角增大,断层滑移量减小;随断层落差的增大,断层滑移量增加。     

断层在东辛浅层油气成藏中的作用

东辛浅层主要有平行状断块、环状一放射状断九、羽状断块、帚状断块四种断块模式。断层的输导性主要受断层级别、断层活动的周期性以及断层产状的控制。二、三级断层向下多断至沙三段烃源岩,向上可断至东营、馆陶组、明化镇组,为主要的控油断层;断层活动周期性控制油气垂向周期性运移;东辛浅层断面形态有同向断层、反向断层、地堑状、地垒状和“丫’型断层。断层的封闭性主要受断层性质、落差大小、断面形态及断层两盘地层接触关系、断面能否形成较大排替压力的低渗带等多种因素控制。可以根据断裂充填物、断移地层的砂泥比值、断层面倾角陡缓、是否存在孔隙流体超压、压力系数的垂向变化、断移地层内垂向地温梯度的变化以及泥岩涂抹分析来综合判断断层的封闭性。     

同生断层分段生长特征与油气关系

同生断层也称生长断层、同沉积断层。通过对大港滩海区同生断层研究发现,内部同生断层具有分段和连锁生长特征。同生断层分段成核、分段生长,然后追踪连锁为一条断层。凹陷内部同生断层分段生长对地层沉积、油气运移、聚集的控制作用也不相同,至使同一含油气系统内部同一断层同一层位在不同地段油气运移、富集规律不同。分段研究凹陷内同生断层,对指导油田现场勘探开发具重要实际意义。     

生长指数与断层落差的对比研究

通过对断层落差与生长指数法对比研究,分析了二者应用的假设条件、应用范围及研究断层活动特征时的优缺点,认为在准确地层对比的基础之上,断层生长指数法要求凹陷内不同部位、各时代的沉积速率一致,断层上下盘没有大的沉积间断,而断层落差法则假设剥蚀区内断层上下盘的被剥蚀厚度保持一致,不必考虑沉积间断。生长指数法、断层落差法可以在一定程度上用于挤压和断陷盆地中研究反转断层和生长断层的活动强度和活动历史;而断层落差法在分析断陷盆地中的生长断层时更为直观、可靠,尤其是上升盘地层缺失及具有相对升降幅度差的生长断层的活动强度。开展了不同方法对比研究,可以得到更多的信息,以期更好地探讨研究区的断层演化或活动历史。     

井震结合断层研究方法在密井网区中应用

传统的断层建模方法只依靠井断点在三维空间进行组合,推测断层形态,对复杂断层认识不清。为此开展了井震结合研究断层技术,方法是以地质统计学理论为核心,在地质建模流程中引进地震断面信息,以地震解释断层为基础,结合蚂蚁体进行断点的空间归位、断层的空间组合、断层及断层产状落实,结果表明构造描述精度大大提高,井震结合断点组合率比只依靠井断点组合提高9.3%,断层条数增多,断层走向和倾向描述更加可信。     

松辽盆地王府凹陷断层特征及对油气的控制

通过系统分析断层形成和演化过程,研究松辽盆地王府凹陷断层对油气成藏的控制作用.将王府凹陷断层划分为4种类型,即断陷期伸展断层、坳陷期拉张断层、反转期挤压断层和长期活动断层.确定断层活动主要有3期:火石岭组至营城组沉积时期形成断陷期伸展断层;青山口组沉积时期形成坳陷期拉张断层;嫩江组至新近系沉积时期形成反转期挤压断层.研究结果表明:断层活动强度不同造成断陷期和坳陷期源岩有机质类型和砂体分布及类型存在差异.断陷期断层活动强度较大,有机质类型接近Ⅲ型,形成扇三角洲和辨状河三角洲等快速沉积;坳陷期断层活动强度较小,有机质类型趋向Ⅰ型,形成与长期活动断层平行的储集砂体;断层除作为油气垂向运移的通道外,与砂体组合成断层-岩性输导脊指示王府凹陷平面油气优势运移方向为NNE向和SSW向.     

新集F10断层组断层泥分维及其水文地质特征

为研究断层水文地质特征,以新集F10断层泥数据为对象,依据分形原理,采用筛选法和悬浮相结合的方法对采自新集F10断层及其伴生断层的断层泥进行分形研究,对颗粒粒度进行分布分维。研究发现：分维值与断层的活动方式、地震几率、黏粒质量分数、渗透性、黏聚力、内摩擦角等参数有紧密的相关性,能够从多方面体现断层带的水文地质性质。     

断层在卫星油田葡萄花油气成藏中的重要作用

断层既是油运移通道,又是油层成藏的主控因素之一。本文以卫星油田为例,从断层与成藏的同期性、断层发育的规模性、断层发育的方向性、断层发育的期次性、断层与储层发育的相关性、断层对油藏类型的控制性等六个角度,详细论述了断层在卫星油田油气成藏中的重要作用,并通过实例进行了合理印证。并以此为依据,预测出卫星油田有利区块,经实际布井验证,效果很好。     

火山岩区断层封闭性的综合因子评价方法

基于火山岩区地质条件和断层封闭机制,依据断面正应力法,建立压实成岩断层封闭模式,结合断层面密度差法和断层紧闭指数法,建立岩性对接断层封闭模式。在此基础上,综合考虑断面正应力、断层紧闭指数、断层面密度差以及流体系数等因素,提出火山岩区断层封闭性的综合因子评价方法,并利用该方法评价准噶尔盆地西北缘火山岩区的断层封闭性。结果表明,火山岩区断层封闭性受断层级别的控制,即断层级别越高,综合因子越大,封闭性能越好,所控制的油藏规模越大;反之,断层级别越低,综合因子越小,封闭性能越差,所控制的油藏规模越小。评价结果与实际地质情况具有良好的吻合性,表明火山岩区断层封闭性综合因子评价方法具有较好的适用性。     

济阳坳陷低级序断层组合样式及成因机制

济阳坳陷在形成和演化过程中发育了丰富多样的断裂系统 ,根据断层的规模、性质等因素 ,可将盆地内部的断层划分出 6个级别 ,其中四级及其以下级序的断层统称为低级序断层。低级序断层是在走滑应力、伸展应力以及受主断层的牵引或在局部地区的拱升应力等作用下形成的。在空间上 ,各种应力机制相互影响和改造 ,使低级序断层变得错综复杂。在平面上 ,低级序断层主要有平行状、帚状、放射状环状、棋盘格式、羽状、“入”字形等组合样式。低级序断层大多是主断层的伴生产物 ,并且也控制了油气的聚集和分布。     

断层相互作用型式的实验研究

基于几种断层模型实验加载过程中应变场、断层位移及声发射测量结果,研究了其中不同断层之间的相互作用.实验揭示了4种断层相互作用方式:静态促震或减震型、蠕动触发型、动态触发型及动态加载-松弛型.从两种力学关系---串联和并联关系出发,对断层相互作用的促震和减震效应及断层组合的力学属性进行了初步分析,并对断层相互作用的型式与断层力学性质和介质性质之间的关系进行了讨论.     

断层封闭性研究现状与展望

断层封闭性研究对油气勘探开发意义重大。在调研国内外大量文献的基础上,系统分析了断裂带内部结构及物性变化、断层封闭机理及影响因素、断层封闭的差异性及有限性。探讨了目前国内外断层封闭性研究在定性和定量两方面的进展及存在的不足,并提出了看法,指出了断层封闭性研究的发展方向。认为应当加强不同方向断层封闭机理理论研究;采用物理模拟与数值模拟的手段,不断发展断层封闭性定量评价的地质模型与数学模型;深入刻画断裂带内部结构,完善断层相概念及模式,综合地质、钻井、测井、油藏工程等多学科、多方法对断层封闭性进行评价。     

潘西煤矿断裂构造突水机制探讨

分析了潘西煤矿历年断裂构造突水资料,把其断层突水类型分为两大类:一是导水断层引起的突水;二是采动引起的断层“活化”突水。导水断层突水主要是由于构造岩带与底板裂隙相互贯通而致。采动引起的断层突水主要是在采动、矿山压力、地温应力、水应力、构造应力等共同作用下,断层产生滑移、张开,断层派生解理与裂隙发生蠕变、扩展、扩径、生长、相互贯通形成导水通道。应用断裂力学理论推导出断层产生滑移、解理发生扩展的计算公式。     

渤中凹陷北部弧形断层构造特征及地质意义

渤中凹陷周缘是重要的油气聚集带，而其北部至今尚未有油气田发现，断层与油气具有密切关系，不仅控制着圈闭的形成和演化，也是油气运移的重要通道之一，因此，开展断层构造特征的研究具有重要意义。通过精细解析渤中凹陷北部三维地震资料，对其断层发育特征、活动特征、成因机制以及石油地质意义进行了详细分析。研究结果表明，渤中凹陷北部发育层间、阶梯状的弧形正断层。在垂向上，断层的活动强度具有中间强两边弱的特征，在平面上，断层演化为简单侧向生长模式。综合分析断层的生长指数和断开层位，认为断层活动时期主要为东二下段第II期到东二上期。断层的形成演化过程可以划分为4个阶段，包括断层孕育期、断层活动期、断层迁移期和断层静止期。指出重力滑动作用和走滑作用共同控制了弧形断层生长发育过程。探讨了断层形成演化对油气成藏的控制作用，认为弧形断层的生长发育有利于滚动背斜圈闭的形成，控制了砂体的层数和厚度，促进烃源岩与储层沟通，有利于油气聚集成藏。     

固液耦合模式下采动诱发断层两盘滑移规律的模拟分析

以五沟煤矿F16断层的地质条件为背景,采用三维有限差分数值软件FLAC3D的固液耦合模式,对断层倾角、断层破碎带宽度及承压水水压不同时,在断层上盘煤层开采过程中断层界面滑移量的变化规律进行了分析,研究得出:断层界面同一标高处的垂向滑移量随断层倾角、断层破碎带宽度及含水层水压的增加而增大。断层界面的垂向滑移量越大,突水危险性越大。     

断块油田控油断层封堵模式——以东辛油田东营组为例

断层封闭性直接影响断块油田的油气富集保存和勘探开发．断层封堵模式是以图解、字、数学等方法表现的一种理想的、概括的断层封闭性，有助于了解复杂的自然现象和作用过程．通过对断层各种影响因素的解剖，建立了4种断层封堵模式：主应力封堵、岩性配置封堵、泥岩沾污带封堵、断层活动时期与油气运移时期配置关系封堵模式．     

埕岛地区中生代和新生代断层发育特征及其对沉积的控制作用

对穿过埕岛地区中生代和新生代主要断层的地震测线进行了详细的解释和分析,以了解该地区断层的发育演化特征及其对沉积的控制作用.结果表明,埕岛地区中生代以埕北断层、埕北20断层、埕北30北断层及其派生断层活动为主,主断层的发育演化普遍经历了由逆到正的构造负反转过程;新生代主断层中埕北20断层停止活动,其余两条断层均继承性活动,并开始发育以走滑性质为主的埕北30南断层以及其他次级北东向正断层.断层活动是埕岛地区中、新生代地层沉积的主要控制因素.埕岛地区中、新生代断层发育演化特征与济阳坳陷其他构造单元相似,但其平面组合特征具有一定的差异性,这与距离郯庐断裂带较近,受到更强烈的走滑作用有关.