黑色页岩化学风化过程的微观机制及演化

针对黑色页岩化学风化系统的复杂系统演化问题,通过X射线衍射(XRD)试验、扫描电子显微镜和X射线能谱(SEM-EDS)试验,从风化过程的微观结构变化和非平衡热力学过程出发,对黑色页岩化学风化剖面中不同风化层的矿物成分和微观结构变化进行对比分析,探讨黑色页岩化学风化的微观机制,同时利用非平衡态热力学理论和耗散结构原理分析黑色页岩化学风化系统的耗散结构的形成过程及化学风化演化规律。研究表明:在黑色页岩化学风化过程中酸性水的侵蚀作用下,易溶性矿物溶解、次生矿物生成及离子交换吸附作用,促使矿物成分发生转变;同时矿物颗粒间的连接方式发生了改变,也促使岩石内部产生大量微孔隙。黏土矿物和含水硫酸盐矿物的吸水膨胀及失水收缩过程,使岩石内部产生不均匀应力,进一步改变岩石内部的微孔隙,促进化学风化进程。黑色页岩化学风化系统是一个开放的复杂系统,利用非平衡热力学计算认为该系统是不可逆过程,且经历了近平衡阶段和远离平衡阶段,最终可形成具有一定稳定性的耗散结构。     

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。     

红层水岩作用特征及库岸失稳过程分析

为了研究三峡库区红层岩十体水岩作用特征,分析库岸失稳的过程,通过统计获得三峡库区红层滑坡的分布规律,并通过X射线衍射对矿物进行分析,结合崩解试验观察和滑带土微观结构扫描,分析红层岩石遇水崩解、软化(泥化)和膨胀的水岩作用特性.以三峡库区典型库岸为例,分析红层水岩作用引起库岸失稳的过程.研究结果表明:富含亲水膨胀性矿物是红层岩土体具有特殊水岩作用特征的关键,红层岩石崩解首先沿缺陷发生,在干湿循环过程中不仅存在失水收缩的拉破坏,还存在吸水膨胀微裂隙尖端压应力集中引起的压剪破坏;红层滑带土在遇水膨胀前、后其矿物自身无明显变化,但矿物间连接结构被破坏,孔隙数量和孔径均有所增加,致使滑带土强度极低:巴东城区北侧库岸太矶头--旧县坪段巴东组第2段(T2b2)崩滑堆积体是互层状红层岩体差异崩解所致;红层膨胀性滑带土的抗剪强度极低,以及后缘水压力的推动作用使万州区近水平地层古滑坡群形成,古滑坡前缘堆积体具有多期活动的特点.     

矿渣胶凝材料固结尾砂的微观实验

用X射线衍射、扫描电镜和热重!差示扫描量热方法表征了矿渣胶凝材料的水化产物和微观结构,研究了矿渣胶凝材料对尾砂固结过程的影响.微观实验结果表明:矿渣胶凝材料的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C—S—H)、钙矾石(AFt)及少量的帕水钙石(Ca2Al4Si4O15(OH)2.4H2O)和沸石类矿物,随着养护时间的延长,矿渣胶凝材料在水化过程中发生晶体结构重组和重排;尾砂中的方英石、云母和碳酸盐类矿物(方解石、白云石等)是尾砂固结过程中的活性成分,能生成其他晶体矿物和胶凝状矿物,这是导致固结体微观结构不同的主要原因.     

一种岩体断裂泥化带的形成机理和矿物演化探讨

通过对某工区花岗岩体断裂泥化带的地质条件、矿物成分和微结构特征的研究.表明泥化带的形成是在湿热气候条件下,岩石经过长时间的风化淋滤作用的结果,属风化残积型泥化带.原岩矿物在水的作用下,发生晶体结构上的变化、溶蚀分解和在水溶液中重新沉淀结晶等方式演变为粘土矿物.     

荣华矿深部岩石吸水特性

为研究深部岩石吸水特性,以鸡西荣华矿深部粗中砂岩（CS）、细砂岩（XS）和泥质粉砂岩（NS）为研究对象,采用浸泡法进行吸水实验,并结合X射线衍射和扫描电镜方法分析三组岩石的矿物成分、吸水特性及水对其微观结构的影响。结果表明：荣华矿深部岩石以石英、长石和黏土矿物为主。三组岩石的吸水率均随吸水时间的增加而增大,吸水过程特征曲线呈三次和四次多项式型。吸水实验初期岩石的吸水速率由孔隙大小和连通性决定,5～10 d后吸水速率由黏土矿物膨胀的微孔数量及其连通性改善情况决定。岩石结构松散、黏土矿物含量低,吸水速率和吸水率高;岩石结构致密、黏土矿物含量高,吸水速率和吸水率低。该结果可为岩石吸水软化机理研究提供依据。     

鄂尔多斯盆地合水地区长8储层微观非均质性的试验分析

通过真实砂岩微观孔隙模型试验,对鄂尔多斯盆地合水地区长8储层的微观非均质性进行研究.结果表明:研究区长8储层的微观非均质性很强,且存在储层物性越好其微观非均质性越强的特点;沉积微相和溶蚀作用是影响微观非均质性的主要因素;微观非均质性是影响水驱油效果和剩余油分布的内因;在充分研究合水地区长8储层4种主要孔隙类型的基础上,建议相应地针对原生粒间孔隙和溶蚀孔隙型、微裂缝型、自生矿物晶间微孔隙型制定3类注水开发方案.     

储层岩石矿物成分对酸蚀裂缝导流能力的影响

储层岩石矿物成分是酸压改造效果影响因素之一。研究认为,在储层岩石矿物成分中易溶物的含量及分布方式决定了酸蚀裂缝导流能力大小,易溶蚀物的含量越多,岩石溶蚀速率越快。室内测试了不同溶蚀速率下的灰岩和白云岩的酸蚀裂缝导流能力,研究了岩石溶蚀速率、易溶蚀物含量对酸蚀裂缝导流能力的影响,对酸压工艺设计方案提出了指导性建议。研究结果表明,储层岩石溶蚀速率与酸蚀裂缝导流能力增加倍比存在抛物线关系,易溶蚀物占30%40% 时酸蚀裂缝导流能力保持较好。     

CO2封存后地层岩石微观结构变化机理研究进展

CO_2地质封存不仅被认为是提高原油采收率的有效技术手段,更是降低大气中温室气体含量的重要策略,其长期埋存对地质完整性和安全性的影响是中外学者关注的焦点。地层岩石在围压及地下水作用下的软化、变形甚至破坏是石油工程、化学工程及岩土工程所面临的重要课题。搜集了中外学者在各领域内的相关实验及理论研究资料,从地层岩石的化学反应、岩石细观结构的变化、微裂缝的扩展、HMC(hydro-mechanical-chemical)耦合作用过程等方面综述了CO_2酸性流体对地层岩石影响。阐明了CO_2封存过程中地层岩石的微观溶蚀机理,进而从物理、化学角度着重分析了化学-应力耦合作用对岩石细观损伤结构的影响机制及破坏条件,最后根据目前的研究水平进一步提出需要研究的方向以及相应的建议,以便从初期的选址及后期的埋存安全性角度保证CO_2封存工程的顺利进行。     

西峰油田LM井区长7储层微观孔隙结构特征

采用薄片、扫描电镜、高压压汞等多种技术手段,对西峰油田LM井区长7储层孔隙结构进行系统分析和深入研究,结果表明:长7储层属于特低孔超低渗储层,成岩作用强,次生溶孔较为发育,长石、岩屑及碳酸盐胶结物等易溶矿物的溶蚀是形成次生孔隙的重要原因,中孔及大孔是主要储集空间,细喉及微喉是基本渗流通道,微裂缝极大改善了储层渗流能力.研究区长7储层具有复杂的孔隙结构,微观的孔隙结构特征是造成油井产能差异的重要因素.     

皖北奥陶系古岩溶分期分类及岩溶岩特征

研究表明,皖北奥陶系古岩溶可划分为沉积岩溶作用期、风化壳岩溶作用期、埋藏岩溶作用期、构造岩溶作用期和二次埋藏岩溶作用期;其岩溶类型主要有沉积岩溶、风化壳岩溶、埋藏岩溶或压释水岩溶和构造岩溶或热水岩溶四种类型;其岩溶岩包括岩溶沉积岩和岩溶改造岩两个大类,并可进一步划分出8个亚类和5个子亚类.     

岩溶塌陷预测的高斯过程机器学习模型

为研究在多种复杂影响因素下岩溶塌陷如何准确预测,针对现有方法的局限性,建立了一种基于高斯过程机器学习的岩溶塌陷预测模型.该模型通过对少量学习样本的学习,就可以建立岩溶塌陷与其影响因素之间的复杂非线性映射关系.将模型应用于工程实例,研究结果表明,岩溶塌陷预测的高斯过程机器学习模型是科学可行的,具有预测精度高、适用性强、参...     

西藏阿翁错盆地古近系牛堡组烃源岩地球化学特征

在西藏阿翁错盆地古近系牛堡组实测剖面的基础上,对烃源岩有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等方面进行研究,结果表明牛堡组烃源岩有机质丰度中等偏低,泥页岩和泥晶灰岩有机碳平均质量分数分别为0.26%和O.15%,泥页岩表现出较差烃源岩特征,泥晶灰岩则表现为中等烃源岩特征.泥页岩有机质类型以Ⅱ1型和Ⅱ2型为主,泥晶灰岩有机...     

泥灰岩岩溶裂隙类型及其富水性

目前,在地下水开发工作中,国内不少地区有泥灰岩作为隔水层或弱透水层。作者从近几年来沂蒙山区泥灰岩层地下水开发实践中,总结出泥灰岩的富水条件。根据大量的钻孔资料,将泥灰岩岩溶裂隙型划分为水锤作用、结构成因、组合结构、构造作用和复合作用五种成因类型,并分析了各类型的富水性。     

论广花平原隐伏岩溶水资源的补给条件

广花平原隐伏岩溶水接受垂向的间接补给,侧向补给很弱;越流补给面积大于渗流补给面积;雨后井水位即时上升,多数属压力传递而不是获得水量补给;开采井给水能力较大而补给常跟不上,补给条件不是原先估算的那样好。釆区静水位下降的主要原因是过量开采,井干扰属次要因素。由隐伏岩溶中未完全淡化的海水残留,说明用达西模型计算岩溶水径流量是可行的。     

山西岩溶泉水资源量评价与分析

岩溶地下水是山西城市生活和工业生产的重要水源，80年代以来，山西社会经济发展对岩溶地下水资源需求量与日俱增，同时由于降水量的减少以及岩溶水开采等人类活动影响因素的增加，岩溶泉水流量大幅度减小。采用多种方法对岩溶地下水进行评价。其结果具有较高的可靠性。     

滇西施甸中、下泥盆统斜坡相沉积特征

滇西施甸下泥盆统沙坝脚组和中泥盆统松林沟组、何元寨组具有典型斜坡相沉积特征,由三个主要沉积单元组成:a.由半远洋沉积含有光壳竹节石、笔石、菊石等浮游生物的薄层泥晶灰岩、泥灰岩、页岩组成;b.由碎屑流和变密度颗粒流形成的砾屑灰岩;c.在松林沟组中出现有滑塌层及变形构造。     

鄂尔多斯盆地大牛地西北部地区古岩溶形成机理

全球对燃料的需求日益增加,柳杨堡地区构造特征一直备受争议,通过地震解释有着十几公里似断裂并未证实,古岩溶地貌形成成为了确凿的证据,通过地震解释方法1*1地震解释、相干体技术、顺层相干体以及时间切片等技术,研究区内存在大量背斜结构构造为岩溶古地貌控制下的盐底辟及太原组-下石盒子组披覆叠加型构造。研究区内向斜主要是岩溶作用控制下的重力负载等叠加型。柳杨堡气田石炭-二叠系内断层发育主要由盐底辟及岩溶塌陷所诱发。揭示出部分地区地震相位错断,岩溶作用导致的古地貌起伏差异所引起的。加里东末期开始发育大规律的岩溶作用,形成了早期初步岩溶古地貌,这期岩溶地貌对太原组沉积有明显的控制作用。加里东末期岩溶地貌在石炭纪岩溶作用进一步作用下地貌差异逐步扩大,进一步加大了古岩溶对太原组的沉积控制。二叠纪早期,岩溶作用逐步减弱。建议下一步重点加强源内气藏评价开发的力度,选取贴近烃源岩层的砂体,进行水平井钻井评价,有利于钻取砂体内的天然气,通过深度压裂手段把烃源岩层内煤层气钻取出来。     

Blasting practices in a quarry with karstic cavities

The blasting practices in a limestone quarry with karstic cavities have been presented. The existence of karstic cavities in the quarry has reduced blasting efficiency significantly. In order to improve blasting efficiency different blasting strategies (loading holes with ANFO in plastic bag, recording cavity location along the holes and charging the holes according to this information, and modifying blasting pattern according to karstic cavities) had been implemented and the results were evaluated on per ton cost basis. It was concluded that efficient blasting in such aquarries requires determining the size and shape of karstic cavities and based on this information, to modify the blast pattern and charge the holes. The suggested method is to record the cavity along the drill hole and to generate 3D model of cavities. By doing this, the production cost in the limestone quarry has decreased from 0.407 $/t to 0.354 $/t.     

基于支持向量机岩溶塌陷的智能预测模型

在综合分析了各种岩溶塌陷预测方法和介绍支持向量机的基础上,提出基于支持向量机的岩溶塌陷预测方法,运用Matlab语言编程,建立了相应的岩溶塌陷预测模型.以已有的岩溶地面塌陷实例为学习样本,进行学习测试,得到训练效果较佳的预测模型,并用此模型对某市岩溶塌陷进行预测.结果表明,支持向量机预测模型具有较高精度,在岩溶塌陷预测研究中具有广阔的应用前景.