龙固井田主采煤层顶板特征及工程地质分区

运用沉积学、地层学等与工程地质学相结合的方法,对巨野煤田龙固井田主采煤层顶板结构进行了精细研究,把龙固井田主采煤层顶板划分为下软上硬型、下硬上软型和复合型;详细研究了煤层顶板岩性分区特点,总结出五种顶板岩性组合类型:煤层—厚层状砂岩(老顶)、粉砂岩—厚层状砂岩(老顶)组合、泥岩—粉砂岩—厚层状砂岩(老顶)组合、粉砂岩—泥岩—厚层状砂岩(老顶)组合、泥岩—厚层状砂岩(老顶)组合等。结合顶板工程地质特征及评价,认为上述五种岩性组合顶板的稳定性依次变差。     

松辽盆地英台地区储层砂岩体微观结构特征研究

从储层砂岩岩体微观结构特征入手,对英台地区储层砂岩体的孔隙类型、孔隙组合特征和孔喉特征进行了研究,将砂岩体划分出粒间孔及胶结物未充满孔组合、正常粒间孔及次生粒间孔组合、溶蚀扩大孔及粒间溶孔组合、晶间孔隙组合、混合孔隙组合、胶结物内溶孔及无孔隙组合六种孔隙组合类型和大孔大喉模式、大孔小喉模式、小孔小喉模式、微观微喉及孤立孔隙模式四种孔喉结构模式。利用这种孔隙组合类型和孔喉结构模式对储层进行分类及评价     

白豹油田长6油藏储层岩矿及孔隙结构特征

通过岩心观察、薄片鉴定以及物性与压汞数据分析,对白豹油田长63储层进行了岩矿特征研究,认为目标储层砂岩类型主要为长石砂岩及岩屑长石砂岩。详细分析了储层物性及微观孔隙结构特征,发现主要孔隙类型为长石溶孔和粒间孔,小孔微细喉为最优的孔喉组合。对区内长63储层岩石的成岩期次和类型、渗透率和孔隙度的最低下限进行了研究,结果表明研究区北部、中部区域经历绿泥石胶结等建设性成岩作用,储层物性较东部区域略好。     

延长气田山西组致密砂岩储层及微观孔喉特征研究

为探讨微观孔喉结构与致密砂岩物性的关系物性,进一步为延长气田致密气勘探部署方案调整提供依据。应用铸体薄片、扫描电镜、物性分析及压汞分析等技术手段,对鄂尔多斯盆地延长气田山西组砂岩储层及其微观孔喉结构特征进行了研究。结果表明,山西组以岩屑石英砂岩、石英砂岩、岩屑砂岩为主,颗粒以细-中粒为主,成分成熟度较高,孔喉类型多样,非均质性很强,属于致密砂岩储层。综合研究认为:山西组砂岩呈现出高粘土、高硅质、较高的火山灰充填胶结特点以及较差的孔喉组合类型是储层渗透性差的主要原因。致密砂岩储层孔、渗与平均孔喉半径、分选系数具正相关关系,而与排驱压力呈负相关关系。     

HD4油田东河砂岩油层的岩石学特征

为了解塔里木盆地HD4油田东河砂岩岩石学特征对油气储集的影响,研究其矿物组合特征、孔隙结构特征。借助偏光显微镜、扫描电子显微镜观察岩石、铸体薄片及岩石样品,利用X-衍射仪确定黏土矿物组合及其含量。结果表明:该油层岩性主要为岩屑长石砂岩;该地区距物源远,母岩为沉积变质岩;黏土矿物组合为绿泥石+伊利石+高岭石;孔隙类型以最适合油气富集的原生粒间孔为主,方解石、硬石膏等胶结物与次生石英等充填了部分孔隙,总体上油层孔隙较发育;黏土矿物组合对石油的开采影响较小。HD4油田东河砂岩油层是良好的石油储集层。该结果对油田油气预测及开发具有参考价值。     

也门马里卜-夏布瓦盆地基底油气成藏主控因素与成藏模式

在前人研究的基础上,分析了也门马里卜-夏布瓦盆地基底油气藏形成的基本地质条件,探讨油气成藏的主控因素,建立油气成藏模式。研究表明,基底油气藏为"新生古储"式储盖组合,发育潜山断块油藏、潜山内幕裂缝油藏、披覆背斜砂岩油藏、砂岩上倾尖灭油藏等8种基底油气藏类型。油气成藏的主控因素为:基底层系和成熟烃源岩的位置关系决定了油气的充注方式;基底裂缝发育程度控制了潜山油气藏的分布位置、富集和贫化的差异;库兰组砂岩、风化壳组合既是油气运移通道,又是潜山油气藏的主要储层。油气成藏模式有近源侧向对接、远源复合输导2种类型。     

海拉尔盆地凝灰质砂岩溶蚀的实验方法研究

海拉尔盆地深层碎屑岩储层中高含凝灰质成分,显微镜分析表明储集空间类型以碳酸盐胶结物和长石类矿物溶蚀作用形成的次生孔隙为主。本文对凝灰质砂岩制成的铸体薄片进行了溶蚀实验,通过偏光显微镜观察对比溶蚀前后的矿物组合和孔隙变化,研究凝灰质砂岩溶蚀作用机理,为优质储层预测提供科学依据。     

含砾砂岩储层重复压裂新方法及机理分析

重复压裂技术广泛应用于老油田开发过程,尤其适用于致密砂岩、页岩等典型储层,而含砾砂岩储层中重复压裂方法的有效性还有待研究。针对重复压裂含砾砂岩储层产生复杂裂缝网络的压裂方法问题,基于动态载荷促进裂缝分叉、易渗透压裂液明显降低岩石有效应力的作用机理,本文提出“变排量、分阶段多压裂液组合”的重复压裂方法。为验证该方法的合理性,本文以人工预制的含砾砂岩试件为实验对象,通过变排量、分阶段注入不同性质压裂液进行了室内真三轴压裂模拟实验,总结了压裂机理。研究表明：变排量压裂方式产生的裂缝条数至少是定排量压裂方式产生裂缝条数的3倍;分阶段多压裂液组合压裂方法产生水力裂缝的条数是单一类型压裂液压裂产生裂缝条数的3倍。变排量、分阶段多压裂液组合的压裂方法将对含砾砂岩储层进行重复压裂产生复杂裂缝具有一定的借鉴意义。     

河北省邯邢地区煤系气成藏特征及其共生组合模式

为揭示煤系气共生成藏作用,寻找分布有利区,实现共探共采,利用统计分析、测井分析、压汞实验、有机碳含量、有机质成熟度等实验方法,对河北省邯邢地区太原组和山西组煤系气成藏特征及其组合关系开展研究,并划分煤系气分布有利区.研究区煤层和暗色泥页岩为主要烃源岩,有机质类型为Ⅲ型,有机质成熟度介于0.61％ ～2.85％;致密砂岩孔隙度平均值为5.14％,渗透率平均值为0.03 mD,煤系气储层总体以砂-泥混合储层为主.煤层、泥页岩、致密砂岩和灰岩互为盖层,发育7种岩相组合类型.煤系气共生组合有3种类型,6种组合模式,包括自生共储型、自生自储型和共生共储型.山西组下部和太原组中下部为煤系气主要发育层段.研究区东部和南部构造简单,埋深较大,利于煤系气的成藏,西北部构造复杂,地层抬升,不利于煤系气的成藏.     

数学地质方法在储层沉积相分析中的应用——以柴达木盆地花土沟油田新近系砂岩储层为例

以柴达木盆地花土沟油田新近系砂岩储层为例,根据综合柱状图、2口系统取芯井的岩芯资料及12口探井的岩屑录井资料等,应用时间趋势分析与马尔科夫链分析等数学地质方法,得到了一些重要信息:地层岩性旋回、主要的韵律类型及其组合样式等.在此基础上,结合其他相标志,对新近系砂岩储层沉积相进行了划分.研究认为,(1)利用时间趋势分析获取地层岩性旋回的方法是确定探井标志层的一个重要辅助手段;(2)由马尔科夫链分析得到的主要岩性及岩性的主要转移方式可用于分析沉积时期的水动力条件,确定韵律类型;(3)研究层段砂岩储层沉积相类型主要包括辫状河三角洲前缘、前三角洲相和滨湖、浅湖相.     

点载荷作用下岩石塑性特征及分类

为了研究不同种类岩石在点载荷作用下塑性特征,通过室内实验测定了花岗岩、细砂岩、黄砂岩、玄武岩、粉砂岩、红砖在点载荷作用下位移-载荷曲线,得到了6种类岩石力学特性和塑性特征。粉砂岩、红砖和玄武岩的强度接近;黄砂岩、花岗岩和细砂岩强度呈现线性增大,且与刚度变化趋势相一致。随着强度的增加,变形呈现先急剧增长后缓慢下落的特点。根据曲线规律对岩石进行分类和分级,黄砂岩、粉砂岩、玄武岩和红砖均属于脆塑性岩石;玄武岩为塑性岩石,细砂岩为脆性岩石。通过塑性系数对岩石进行分类,细砂岩为脆性岩石,级别为1级,塑性系数为1;玄武岩为塑性岩石,级别为6级,塑性系数为6~∞;花岗岩塑性黄砂岩塑性粉砂岩塑性红砖塑性。岩石越致密越均质,弹脆性越好;孔隙越多越离散,塑性变形越明显。     

三向应力下长石石英砂岩凯塞尔效应试验研究

用单轴压缩试验测试岩石凯塞尔效应特征 ,进而确定岩体地应力状态的方法 ,在岩体工程实践中得到广泛的应用。然而实际岩体几乎都处于三向地应力状态 ,岩石在三向压缩下的凯塞尔效应特征如何 ,直接关系到利用该方法测定的岩体地应力的可靠性。作者根据长石石英砂岩在三向压缩下的凯塞尔效应测试资料 ,对长石石英砂岩的三轴凯塞尔效应进行了分析 ,得到了长石石英砂岩凯塞尔效应与围压的关系 ,三轴压应力状态和单轴压缩应力状态下该类岩石凯塞尔效应的区别     

潮湿岩石受力过程红外辐射的变化特征

利用红外热像仪对干燥和潮湿砂岩单轴压缩过程中的红外辐射特征进行了试验比较.结果表明:潮湿岩石加载过程中平均红外辐射温度(AIRT)随载荷增加呈上升趋势,AIRT与应力的变化步调一致,曲线波动较小;岩石失稳前单位载荷下潮湿岩石的升温幅度高于干燥岩石,水对岩石受力时的红外辐射具有明显推动作用,但破坏瞬间热像特征变化不很明显.干燥砂岩AIRT与应力的关系不是简单的对应关系,但在破坏瞬间出现显著的增温现象和热像特征的明显变化.可以利用潮湿岩石AIRT与应力的良好同步性监测潮湿岩石的应力变化过程,利用干燥岩石破裂瞬间的热像变化特征分析岩石灾变的空间位置与灾变模式.     

单向冻结条件下裂隙岩体冻胀特性试验

单向冻结条件下寒区隧道围岩不均匀冻胀性是产生隧道冻胀力的主要原因之一.为研究寒区隧道含裂隙围岩不均匀冻胀特性,进行了单向冻结条件下裂隙岩体的冻胀试验,分析了裂隙岩体在单向冻结时的冻结过程及变形规律.试验表明,裂隙处冻胀与岩石自身冻胀存在明显差异,裂隙岩体在冻胀过程中表现出明显的不均匀冻胀特性.在裂隙较深的工况下,随裂隙宽度的增加,裂隙法向的线冻胀率增加.对于含裂隙饱和砂岩,岩石自身线冻胀率随冻结温度的降低明显增大,而裂隙法向的线冻胀率明显减小.凝灰岩孔隙率较小,岩体的冻胀变形以裂隙处的冻胀变形为主,岩石自身在低温条件下表现为冷缩.根据试验结果,在岩体不均匀冻胀系数中考虑了裂隙的影响,计算了含裂隙饱和砂岩的不均匀冻胀系数.裂隙平行于温度梯度方向时,随裂隙宽度的增加,含裂隙饱和砂岩的不均匀冻胀系数有所减小.随温度梯度的增加,含裂隙饱和砂岩的不均匀冻胀系数增加,且增幅相比岩石不均匀冻胀系数明显增大.试验初步反映了裂隙岩体的不均匀冻胀特性,为寒区隧道裂隙岩体冻胀变形计算提供了试验依据.     

岩石冻融循环及抗拉特性试验研究

通过开放饱水状态下的冻融循环试验研究了红砂岩和页岩2种岩石的冻融损伤劣化及破坏行为,将经历不同冻融次数后的岩样进行抗拉试验,分析了冻融循环作用对岩石损伤及抗拉特性的影响。研究表明:由于岩性及初始损伤状态不同,红砂岩的冻融损伤劣化模式为剥落模式和断裂模式,而页岩为裂纹模式;岩石抗拉压特性的冻融效应具有相同的规律性,2种岩石的劈裂抗拉强度均随冻融循环次数的增大而减小,但其抗拉特性对冻融循环反映更敏感,损伤劣化更显著;红砂岩受冻融循环次数影响引起的损伤较页岩大;寒区岩体工程稳定性评价中必须考虑应力状态对岩石冻融损伤的影响。     

考虑岩石结构的砂砾岩有效储层测井判识方法

以东营凹陷盐家沙四上亚段砂砾岩体为研究对象,通过岩心、试油及气测资料提取有效储层样本,观察其岩心、薄片及成像测井图像特征,发现有效储层在宏观和微观上都表现为岩石结构相对均匀、分选较好的含砾砂岩或砾状砂岩.数字岩心模拟也表明,孔隙度相同,但岩石结构不同,电阻率响应差异较大,因此,判识储层的有效性应考虑区分岩石结构差异.实际资料处理中,在测井曲线最优分层、测井相聚类判识岩性大类的基础上,利用成像测井图像模式,对岩性大类进行结构细分,采用"岩石结构+电性下限"双重条件限定有效储层的思路,建立多信息融合逐步判识有效储层的半定量方法,并取得较好的应用效果.     

岩石的弹塑性扰动状态本构模型

假定岩石的相对完整状态符合分级单屈服面(HISS)模型并考虑其各向同性硬化,岩石的完全调整状态对应于理想刚塑性,通过定义扰动函数,则岩石应力峰值后的软化行为可用HISS模型叠加扰动进行描述,从而建立基于扰动状态概念理论的岩石弹塑性本构模型.利用RMT-150B对焦作砂岩进行单轴、三轴压缩破坏试验,以确定本构模型中的材料参数.应用建立的弹塑性本构模型,对岩石在单轴应力状态下的力学响应进行了描述.研究结果表明,建立的弹塑性本构模型能描述单轴下岩石的应力-应变全过程.     

大足大佛湾石刻岩石微观与力学特性研究

为了给大佛湾石刻造像的病害治理提供依据,采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和岩石力学试验系统等对该区域内岩样的矿物成分、微观结构和力学特性进行分析。结果表明,石刻区域内岩石的矿物成分以石英、钠长石、方解石、黏土矿物为主,且由于黏土矿物和方解石的含量与分布不同,造成了砂岩外观颜色的差异;区域内岩层没有变形改造,砂岩内部存在较多微孔隙而泥质砂岩、泥岩的结构较为致密,且水对岩石的结构有溶蚀、淋滤等破坏;区域内岩石的力学性质受黏土矿物的影响较大,通过力学试验得出的基本力学参数显示,与天然状态相比,岩样在饱水状态下的强度明显降低。     

水化学及冻融循环对砂岩物理力学特性试验研究

以寒区砂岩为研究对象,考虑水化学溶液的侵蚀和冻融循环的影响,开展不同酸性条件下岩石冻融循环试验,引入岩石损伤变量,定量分析砂岩力学损伤规律。结果表明:随着酸性增强及冻融循环次数的增大,砂岩的弹性模量、抗压强度逐渐减小,砂岩内部损伤逐渐增大;酸性条件与冻融循环的耦合作用加剧岩石的损伤,酸性最强条件下(p H=2),经历60次冻融循环试件弹性模量、抗压强度下降55.70%和54.57%;分析砂岩的弹性模量、抗压强度及损伤变量与冻融循环次数关系,定量关系可表征为指数变化关系。建立岩石力学参数损伤变量,对水化学冻融循环耦合机理进行研究,探究岩石力学性质的劣化机制。研究成果将为不同水化学条件下寒区工程长期稳定性分析提供试验依据。     

水化学损伤对岩石弹性模量的影响

在常温常压下,对纯净水静泡、循环以及水溶液循环作用下花岗岩的弹性模量进行了实验。结果表明：水化学作用后岩石的弹性模量出现了不同程度的下降,即水溶液对岩石弹性模量的影响是与水－岩化学作用密切相关的。