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利用太原理工大学和中国工程物理研究院应用电子学研究所最新共同研制的μCT225kVFCB型高精度（μm级）CT试验分析系统,对油页岩从常温到600 ℃高温下的热破裂过程进行了显微观测和分析,揭示了抚顺油页岩的热破裂阈值温度为300 ℃附近.当温度低于300 ℃时,已可见到极少数较小的微裂隙出现,裂隙多发育于原生层理面以及硬质矿物颗粒的周围,形成的破裂面基本上都与层理面互相平行.当温度超过300 ℃,由于受到热分解化学反应的控制,裂隙的数量、长度和宽度剧烈增加,呈现广泛发育、集中爆发的特点,并使原有裂隙迅速延展和贯通,且裂隙面仍具有与层理面平行的特点,这是油页岩热破裂的典型特征;同时,也形成了许许多多垂直于层理方向的微小裂隙,小裂隙与大裂隙的搭接连通,形成了一个庞大的连通网络结构,从根本上提高了油页岩的渗流能力. 相似文献
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在实验室中研究了蛇纹岩和角闪岩样品在不同温压条件下的纵、横波速度和Q值．这两种岩样对应的主要组成矿物叶蛇纹石和普通角闪石都具有很强的晶格优选方位（LPO）．随着围压的增加,波速和Q值均增大,但是在相互正交的三个方向上（垂直或平行于层理面及线理方向）增大的速度并不相同,这与微裂隙的逐渐闭合密切相关．在600MPa的围压下升高温度直到600℃以上,由于微裂隙的热扩张受到约束,波速和Q值下降幅度很小．观测到的波速和Q值的各向异性具有不同的机理,波速各向异性主要与定向分布的微裂隙和主要矿物的LPO等构造因素有关;高围压下纵波Q值各向异性与速度各向异性正好相反,可能是由于形成层理面的定向排列的平板状矿物晶体沿不同方向边界之间接触程度不同造成的． 相似文献
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新疆吐哈地区有色金属矿山上部氧化带中,发现了一种新的含K硫酸盐矿物-斜钾铁矾(KFe(SO4)2),含K量较高.若能应用40Ar/39Ar法测定该矿物年龄,可以研究该地区干旱化的时间、过程,从而探讨青藏高原隆升或两极冰盖的形成演化对于该地区气候的影响.但是,吐哈地区温度可达60℃,长时间的高温是否会引起矿物中的Ar的丢失?矿物颗粒细小是否会引起矿物中的Ar的丢失?这对于矿物年龄的解释具有重要意义.本文根据扩散理论,应用阶段加热的方法进行Ar的扩散特性研究,在此基础上,应用简单的内生长-扩散模型模拟了可能的高地表温度和矿物颗粒大小对样品年龄的影响.实验结果表明斜钾铁矾中Ar的扩散频率因子logD0/a2=13.71/s,活化能Ea=71.30kcal/mol,封闭温度Tc为294℃(假设冷却速率为10℃/Ma),活化能和封闭温度较高.而且,模拟结果表明斜钾铁矾形成后,在外界环境下温度和矿物颗粒大小对年龄几乎没有影响.在误差范围内重复性测试结果基本一致,进一步证明斜钾铁矾适用于40Ar/39Ar定年. 相似文献
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本文采用从法国引进的Metravib热机械分析仪用正弦波加载方式,首次对四种不同孔隙度的饱和砂岩的衰减进行了实验研究,在5~400 Hz的频率,-50 ℃~100 ℃的温度范围获得衰减的热弛豫规律,由此求得它们的激活能和原子振动频率,其激活能和弛豫时间是处在原子和电子的激活能和弛豫时间之间.可见,在饱和岩石的晶粒间界缺陷处参与扩散的是原子、电子.并得出随孔隙度增大,衰减强度和激活能增大,原子的振动速率加快,弛豫时间缩短.在交变应力作用下,由多种矿物晶体胶结而成的饱和砂岩是一种多晶、多相的固体,由于内部结构复杂,损伤、缺陷广布,弛豫衰减是普遍存在的.饱和砂岩中存在的晶界、相界等许多缺陷,以及缺陷间的相互作用,比如饱和岩石中的饱和液体与岩石骨架之间的作用等等都可以产生弛豫衰减峰,弛豫过程还受晶界上原子扩散所控制.由于饱和岩石中的种种缺陷、相界等等导致上述矿物颗粒或晶界之间的多重弛豫,才使弛豫衰减峰变宽,分布宽度增大.用饱和砂岩中特有的饱和液体及砂岩内部结构的复杂性解释了饱和砂岩的衰减机理,很自然地将其宏观衰减特征与微细观结构紧紧联在一起.衰减及其机理的研究既具有科学意义,对地球物理勘探又具有实用价值. 相似文献
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华南陆缘是我国重要的矿产、地热资源区.晚中生代以来，在太平洋板块西向俯冲，地幔热对流活动共同作用下，该区出现多期岩浆-热事件和大规模爆发式成矿作用.在前人研究基础上，本文利用地表热流观测资料、地震剪切波资料、重力位球谐系数，计算了壳-幔温度结构，分析了动力学背景.计算结果表明：华南陆缘东南沿海地带，地壳10 km以浅温度达200℃以上，居里点温度475℃，莫霍面平均温度550℃.地壳浅层较热，花岗岩中放射性元素衰变放热是地壳浅层地下水热活动的重要热源，但地壳总体温度不高，为"冷壳热幔"型热结构.地幔中，90 km深度，温度950~1250℃；120 km深度，温度1050~1400℃；150 km深度，温度1200~1450℃；220 km深度，温度1500~1700℃."热"岩石圈底界深度在110~150 km之间，西深东浅.岩石圈内，地幔应力场为挤压-伸展相间格局；岩石圈之下，地幔应力场为一个以南昌为中心、长轴NE-SW向的椭圆.分析认为，晚中生代以来，太平洋板块的西向俯冲，导致华南陆缘在区域性SE向地幔对流背景上叠加局域性不稳定热扰动，在175~85Ma期间，上地幔物质向上流动，形成不同的岩浆活动高峰期.同时，岩石圈地幔受俯冲洋壳流体的影响，含水量高，黏度小，在地幔流切向应力场作用下，岩石圈底界由西向东"波浪"状减薄.现今岩石圈之下仍具备地幔小尺度热对流温度条件，但除地表浅层外，地壳整体温度不高，岩石圈构造稳定. 相似文献
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本文在实验室中对四组来自不同地区的致密砂岩和页岩的波速和波速各向异性开展了研究.结合扫描电镜分析和波速应力敏感性测试,分析了引起致密砂岩和页岩各向异性的主要影响因素及规律.研究结果:(1)层理和微裂隙是引起致密砂岩各向异性的主要影响因素,而页岩的各向异性主要由定向发育的矿物成分导致,本研究中所用的致密砂岩各向异性强于页岩的各向异性.(2)平行地层方向的岩石波速高于垂直地层方向的岩石波速,超声波速随着应力增加而增加(3)波速各向异性随应力的变化分为两阶段,第一阶段随应力增加而减弱的应力各向异性,与定向排列的微裂隙相关.第二阶段随应力不再发生变化的材料各向异性,与基质中的矿物成分相关.(4)利用体积应变获得的裂隙孔隙度,以及矿物成分含量验证了这两类各向异性,应力各向异性与裂隙密度成正比,材料各向异性与黏土矿物含量线性相关.(5)根据波速各向异性随应力变化的两阶段,可以定量区分裂隙和基质(矿物)对岩石各向异性的影响,研究结果对体积压裂的裂缝扩展具有重要的意义. 相似文献
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岩石应力状态改变引起岩石热状态改变的研究 总被引：38，自引：2，他引：38
岩石的应力状态发生改变是否能引起岩石的热状态发生改变，是一个值得研究的重要问题，我们在实验室对岩石试件进行实验，实验得出岩石的温度随岩石受到的压力增加而显著增加，在试件破裂前出现明显的破裂温度前兆；实验还发现岩石内部温度随压力变化的不均匀性，不同测温点的温度变化不同，其变化量可相差几度。 相似文献
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《地球物理学进展》2020,(2)
致密砂岩气藏在开发过程中由于水相的侵入或滞留会在近井带或水力裂缝面造成水相圈闭损害,严重影响开发效益.储层高温热处理作为一种新型储层改造技术,已应用于解除近井地带水相圈闭损害.选取鄂尔多斯盆地典型致密砂岩岩样,分别采用干岩样、饱和蒸馏水、饱和3%KCl溶液以及饱和地层水的岩心开展了100～600℃的热处理实验;进行了超过阈值温度的高温热处理前后的岩心自吸、返排实验,并对热处理前后岩心的水相圈闭损害程度进行评价.研究表明,饱和蒸馏水和饱和3%KCl溶液的岩样在热处理后的增渗率明显大于干岩样和饱和地层水的岩样,且岩样热致裂的阈值温度明显降低,从干岩样时500℃降低到300℃;高温热处理增加致密砂岩孔隙度与渗透率,不仅使水相自吸量与自吸速率明显提高,而且岩心渗透率恢复率显著提升.致密岩石热致裂阈值温度可以降低,热增渗后不仅解除水相圈闭损害,而且可以预防后期作业储层水相圈闭损害. 相似文献
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应用µCT225kvFCB型高精度(µm级)CT试验分析系统,对直径1 mm的瘦煤从18 ℃到600 ℃高温下的热破裂过程进行了显微CT观测和分析.发现了瘦煤的热破裂规律:300 ℃煤样中大量小的孔隙贯通成大的孔隙团,因此瘦煤的热破裂阈值在300 ℃附近,从常温到300 ℃煤样的孔隙率增加了0.5倍左右.研究了煤样在100~600 ℃范围内热破裂孔隙分布的分形规律,研究发现:从100 ℃到600 ℃,煤样的分形维数D随温度升高呈现先减小、后增加的趋势.孔隙的演化规律:由初始较规则的小孔隙变形,过渡到大量较规则、小孔隙贯通成不规则的大的孔隙团,之后孔隙团缩合减小趋于规则.分布初值的对数随温度升高呈现先降低后增加的趋势;从18 ℃到600 ℃孔隙数量的演化规律为先减小后增加. 相似文献
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致密气藏低孔低渗和超低含水饱和度等特征使其潜在水相圈闭损害严重,致密天然气产出表现为多尺度特征.选取泥页岩、致密砂岩和致密碳酸盐岩岩心,开展了100~600℃高温处理对岩心渗透率、孔隙度、重量、长度、直径和声速的影响实验.实验结果表明,碳酸盐岩、致密砂岩和泥页岩的热开裂阈值分别在300~400℃、300~500℃和500~600℃;高温处理后,岩心重量和密度降低,体积增加,泥页岩岩心孔隙度和渗透率提高幅度最显著,600℃处理后声波时差比常温时岩心声波时差提高了1.3倍.热处理消除了水相圈闭和粘土矿物膨胀损害,提高岩石孔隙度和渗透率,恢复或改善致密储层多尺度传质,有利于致密天然气资源开发,但同时高温使岩石破裂,扩展天然裂缝或产生新裂缝,导致工作液漏失,因此,热致裂给勘探开发致密天然气提出了机遇与挑战. 相似文献
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采用室内加温实验和岩矿测试分析手段,对地下煤层自燃区采集的岩石标本,测定其在不同温度条件下岩石磁性、含铁氧化物含量及其结构的变化情况,分析其特征和变化规律,探讨温度变化引起岩石磁性变化的机理.实验研究表明,温度变化可引起岩石磁性变化,通常在加温过程中多数岩石样品在低于400℃时其磁性较弱且没有明显的变化,继续升温达到含铁氧化物居里点温度前磁性增加,高于居里点温度后磁性消失;再由居里点温度或以上降温过程中磁性显著增强,并在常温下获得较岩石加温前更强磁性,但磁性变化较大.磁性变化主要与岩石中的黄铁矿、赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿等含铁氧化物含量及其结构变化有关,岩石样品加热至700℃再冷却到常温以后,其铁磁性矿物含量明显增加;矿物结构有所变化,加温前一般为不规则微粒状、短脉状,加温后多为规则微粒状,且颗粒大小比加温前略有减小,一般为10~150 μm,大多属于多畴(MD)结构,部分膺单畴(PSD)结构.磁性增强的主要原因是含有少量含铁矿物的岩石在温度升高时产生了新的铁磁性矿物(如磁铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿等).上述研究成果对解释煤层自燃区磁异常的成因具有重要意义. 相似文献
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There are mainly 3 kinds of existing states of oil generating from source rocks, that is, dispersive liquid hydrocarbon inside of source rock, dispersive liquid hydrocarbon outside of source rock and concentrated liquid hydrocarbon outside of source rock. Because of the differences in thermal history and medium conditions around, and the interaction of organic and inorganic matter, the liquid hydrocarbon with 3 kinds of existing state has different cracking conditions. The gas generation dynamics experiments of crude oil matching different mediums indicate that the distribution of activation energy of methane changes a lot according to medium difference. The carbonate has a main influence on oil cracking conditions and can largely reduce its activation energy, which reflects the lower cracking temperature of crude oil. The mudstone takes a second place and the sandstone is the smallest. The catalytic cracking function to the oil of the carbonate, of the mudstone and of the sandstone changes weaken in turn. The corresponding R o values of main gas generation period in different mediums are as follows: 1.5%–3.8% with pure crude oil, 1.2%–3.2% with dispersive crude oil in carbonate, 1.3%～3.4% with dispersive crude oil in mudstone and 1.4%–3.6% with dispersive crude oil in sandstone. The influence of pressure to crude oil cracking is relatively complicated. In the low heating speed condition, pressure restrains the oil cracking and gas generation, but in the high heating speed condition, pressure has an indistinctive influence to the oil cracking and gas generation. Pressure also makes a different effort in different evolvement stage. Taking the middle and lower Cambrian source rocks in the Tarim Basin as an example, primary oil generating quantity is 2232.24×108t, residual oil and oil cracking gas quantity is 806.21×108t and 106.95×1012m3 respectively. 相似文献
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HAO Fang JIANG Jianqun ZOU Huayao FANG Yong & ZENG Zhiping . Key Lab for Hydrocarbon Accumulation Mechanism in the Ministry of Education Petroleum University Beijing China . Department of Petroleum Geology China University of Geosciences Wuhan China 《中国科学D辑(英文版)》2004,47(9)
Thetraditionalhydrocarbongenerationmodeldoesnottakeintoaccounttheeffectofpressure[1].Astotheroleofpressureinorganicmattermaturationandpetroleumgeneration,threeconflictingopinionshaveeverbeenproposed:(1)Increasingpressurehasnodetectableeffectonorganic-mattermaturation[1,2];(2)increasingpressureenhanceshydrocarbon-thermaldestruction[3];(3)increasingpressuresignificantlyretardsorganic-mattermaturationandhydrocarbongeneration[4,5].Therearemorethan180overpressuredbasinsintheworld.Theroleofoverpress… 相似文献
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温度和压力是沉积盆地两个重要的物理场,温度影响着超压的形成和分布.本文根据钻孔实测温度和压力数据分析了川中古隆起现今压力与温度的关系;在实验室对封闭流体进行了多组温-压关系实验;利用等效镜质体反射率和包裹体测温数据恢复了川中古隆起不同井区在白垩纪抬升之前的最大古地温,并在此基础上分析了温度降低对研究区超压的影响;最后探讨了生烃增压和欠压实超压形成过程中温度的作用.研究结果表明,川中古隆起现今超压层的压力系数与温度呈正相关关系;在绝对密封的条件下,当压力大于15 MPa时,温度每变化1℃,压力变化1.076 MPa.川中地区不同井区自晚白垩世以来的差异性降温是现今同一超压层系超压强度不同的主要因素,此外超压层还应发生了流体的横向压力传递和泄漏.下古生界原油裂解形成超压的时间是180~110 Ma;气态烃伴生的盐水包裹体均一温度暗示了在90 Ma超压发生调整.盆地模拟结果显示温度对上三叠统须家河组的欠压实增压影响微弱. 相似文献
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Permeability is a transport property which is currently measured in Darcy units. Although this unit is very convenient for most purposes, its use prevents from recognizing that permeability has units of length squared. Physically, the square root of permeability can thus be seen as a characteristic length or a characteristic pore size. At the laboratory scale, the identification of this characteristic length is a good example of how experimental measurements and theoretical modelling can be integrated. Three distinct identifications are of current use, relying on three different techniques: image analysis of thin sections, mercury porosimetry and nitrogen adsorption. In each case, one or several theoretical models allow us to derive permeability from the experimental data (equivalent channel models, statistical models, effective media models, percolation and network models). Permeability varies with pressure and temperature and this is a decisive point for any extrapolation to crustal conditions. As far as pressure is concerned, most of the effect is due to cracks and a model which does not incorporate this fact will miss its goal. Temperature induced modifications can be the result of several processes: thermal cracking (due to thermal expansion mismatch and anisotropy, or to fluid pressure build up), and pressure solution are the two main ones. Experimental data on pressure and temperature effects are difficult to obtain but they are urgently needed. Finally, an important issue is: up to which point are these small scale data and models relevant when considering formations at the oil reservoir scale, or at the crust scale? At larger scales the identification of the characteristic scale is also a major goal which is examined. 相似文献