基于尖点突变模型的采空塌陷地表裂缝形成机理     

于秋鸽  张华兴  邓伟男 《中国地质灾害与防治学报》2018,29(2):73-77

地表裂缝的形成主要与上覆岩层移动规律有关,为了研究浅埋单一关键层煤层开采造成的地表塌陷型裂缝形成机理,本文通过建立关键层断裂的固支梁和"砌体梁"力学模型,利用尖点突变理论,从力学平衡和能量平衡的角度解释了关键层断裂的原因,推导出了关键层的初次断裂步距和周期断裂步距,分析了关键层断裂与地表裂缝形成之间的关系,利用文中推导出的公式求得大柳塔煤矿12208工作面关键层的周期断裂步距为14.9 m,与现场矿压实测周期来压步距12~15 m以及裂缝平均间距13.7 m相符。研究结果表明:关键层断裂是造成地表塌陷裂缝的主要原因,关键层断裂步距决定了裂缝间距。这对于研究类似采矿地质条件下的地表塌陷裂缝形成机理具有一定借鉴意义。  相似文献   

四川盆地西部新场地区上三叠统须家河组二段构造裂缝的分布规律     

王莹  张克银  甘其刚  等 《江苏地质》2015,39(4):543-551

川西坳陷新场地区上三叠统须家河组二段气藏具有储层致密、低孔隙度、低渗透率的特点,裂缝对储层具有非常重要的意义。通过电成像测井的手段,对工区内7口重点井须家河组二段发育的天然裂缝资料进行统计分析,得出下列结论：(1) 该层位裂缝主要有3组：T3末期的NE—SW向裂缝,K1末期的NW—SE向裂缝,N-Q时期的ESE—WNW至ENE—WSW向裂缝;(2)从线密度横向分布的角度分析,大致表现为距离断裂系统越近的位置裂缝的线密度越大的特点;(3) 主要发育低角度以及高角度斜交裂缝,水平缝发育较少,垂直缝不发育;(4) 裂缝线密度的不均质性较强;(5) 中砂岩是裂缝的主要载体,裂缝在粗砂岩、中砂岩中发育得更好,页岩最不利于裂缝发育;(6) 粗砂岩中发育裂缝的井均没有表现出明显的裂缝随层厚的增加而增多的趋势,中砂岩、细砂岩和页岩中裂缝随层厚的增加而增多的特点并不具有普遍意义,有些井细砂岩中发育的裂缝表现出不随层厚的变化而发生较大变化的特点。  相似文献   

吐哈盆地台北凹陷柯柯亚构造中深层储层特征及成因          下载免费PDF全文

陈彬  钟建华  曲俊利  魏婷  徐杰 《沉积与特提斯地质》2015,35(3):27-34

通过薄片的镜下观察、扫描电镜、能谱分析和物性分析等手段的应用,对吐哈盆地北部斜坡柯柯亚构造中深层储层特征和成因进行了研究。结果表明,柯柯亚构造八道湾组储层几乎全部为碎屑岩,储层主要岩石类型为灰色、深灰色或灰黑色的中厚层状泥质粉砂岩、中-粗砂岩、含砾粗砂岩,普遍含大量碳屑。孔隙类型主要为粒内溶蚀孔和粒间剩余孔。成岩作用主要有压实作用、胶结作用和溶蚀作用。孔渗条件差,为特低孔特低渗类储层。沉积作用是特低孔特低渗储层发育的基础,成岩作用是中深层储层致密化的关键,粒度是储集性能的主控因素。  相似文献   

水下喷发火山碎屑岩储层特征及主控因素:以新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山为例     

唐华风  王寒非  BenKENNEDY  张芯语  MarcosROSSETTI  AlanPatrickBISCHOFF  AndrewNICOL 《地学前缘》2021,28(1):375-387

新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山是海底喷发形成的碎屑岩型火山,可代表浅埋藏火山岩的储层特征。本文根据5口钻井的孔隙度、渗透率、孔隙孔径和铸体薄片开展Kora火山的储层特征、储集空间组成、缝宽以及原生和次生孔隙之间关系的分析。研究结果如下:(1)储集空间主要为次生孔隙,然后是裂缝和原生孔隙;Kora火山具有高孔隙度和高渗透率特征,孔径具有双峰到单峰的分布特征。(2)炸裂缝、淬火缝和粒间孔形成于岩浆破碎和/或喷发期间;在晚Tortonian期间产生了网状构造裂缝,在Tortonian晚期至Messinian早期产生规则构造裂缝,二者形成时间均早于原油充注;筛状孔和铸模孔应由风化阶段和/或埋藏阶段的溶蚀作用形成,晶间微孔应由埋藏阶段的蚀变和/或重结晶作用形成。(3)原生孔隙控制次生孔隙的分布,特别是原生的裂缝;在Kora火山中控制筛状孔和铸模孔形成的缝宽的阈值约为9 μm,较宽的裂缝可优先促成筛状孔和铸模孔的形成。(4)再搬运火山颗粒含量的增加会显著降低高孔隙度岩石的总孔隙度;近源相带的孔隙度和渗透率高于远源相带,海底喷发火山远源相带发生的强烈钙质胶结可显著减少孔隙度和渗透率。相关认识可为火山岩储层形成、演化和分布规律研究提供依据。  相似文献   

油气井雷达成像测井仪改进及试验     

赵永刚 《煤田地质与勘探》2021,49(5):253-259

传统的测井仪器探测深度基本在3 m以内, 大多也没有方位分辨能力, 无法实现油气井周围较大范围地层结构与构造的成像, 故不能解决隐蔽构造与油气储层的探测问题。针对上述问题, 将地表地质雷达成像技术移植到测井中, 研发了雷达成像测井仪。为提高雷达成像测井仪探测深度、方位分辨率和下井深度, 采用纳秒脉冲源与定向接收天线对井周地层进行探测和成像, 在增大探测距离的同时, 兼顾了分辨率; 采用磁环和光耦对脉冲板做隔离, 有效地压制了噪声; 通过在电路外增加保温瓶和优选耐高温元器件提高了仪器的耐高温性能; 最后利用模型井对仪器进行了测试和标定, 并在3口油井中进行了现场应用。改进后的雷达成像测井仪下井深度可达6 000 m, 最大探测深度可达12 m, 能够对井周5 m以外孔洞、裂缝进行定位和成像, 大大地拓宽了测井技术的横向预测能力。测试与应用结果表明:该仪器能够耐受油井下的高温高压环境, 探测深度大且分辨率高, 对钻孔周围地层界面、裂缝和孔洞构造成像效果较好。   相似文献   

川东南东溪地区龙马溪组裂缝分布预测及页岩气保存条件评价     

谢佳彤  付小平  秦启荣  李虎 《煤田地质与勘探》2021,49(6):35-45

页岩气的商业性开发证实成熟页岩具有较大的勘探潜力,川东南地区是我国南方页岩气勘探开发的战略先导区。裂缝发育情况是页岩气保存和开发部署的关键因素,对于构造环境复杂特殊的盆缘地区,在加大页岩裂缝研究难度的同时,也给页岩气勘探开发提供了新的方向。页岩气勘探作为我国油气勘探的新领域,尚未形成成熟的裂缝评价体系。以川东南东溪地区为例,基于三轴岩石力学实验结果,首先采用有限元数值模拟手段进行应力场模拟,而后利用岩石力学参数进行模型构建和模拟结果的反复试算,以获取东溪地区最大、最小主应力和应力差分布图,最后运用莫尔–库伦准则计算岩体破裂系数预测裂缝分布规律。结果表明:研究区裂缝发育情况主要分为4个级别,其中,Ⅰ级裂缝呈条带状分布在东西两侧断裂附近,Ⅱ级裂缝在Ⅰ级裂缝周围发育,而Ⅲ级裂缝分布在北部背斜核部和西部背斜翼部;优选页岩气埋深、距剥蚀区距离、距齐岳山断裂距离、断裂作用、应力差及压力系数等10个保存条件参数,采用组合权重法确定保存条件参数权重,其中一级参数权重分别为埋深(0.2)、距剥蚀区距离(0.1)、距齐岳山断裂距离(0.1)、断裂作用(0.25)、应力差(0.15)、压力系数(0.2),以此建立相对完善的页岩气评价体系与评价标准。优选出2类页岩气勘探目标有利区,其中A类、B类有利区分别分布在研究区南部背斜核部及翼部和中部宽缓褶皱两翼。研究成果为川东南地区的页岩气勘探提供重要的参考价值。   相似文献   

浅埋近距煤层开采覆岩与地表裂缝发育规律及控制     

曹健  黄庆享 《煤田地质与勘探》2021,49(4):213-220

我国西部神府东胜煤田主要赋存浅埋近距煤层,煤层埋藏浅,覆岩上部厚松散层大范围分布,近距煤层开采导致覆岩与地表裂缝发育严重,加剧了原本脆弱的生态环境进一步恶化。为探究浅埋近距煤层开采覆岩与地表采动裂缝发育规律,掌握其控制方法,以柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采为背景,结合实测统计分析、物理模拟和分形理论,掌握浅埋顶部单一煤层开采和重复采动下覆岩与地表裂缝发育特征,揭示煤柱布置对裂缝发育的控制作用。研究表明,煤层开采导致的地表裂缝可分为平行于工作面的动态裂缝和工作面开采边界地表裂缝(切眼边界侧地表裂缝和区段煤柱侧地表裂缝),动态裂缝在开采后能够实现自修复,工作面开采边界的地表裂缝不能自修复。下煤层开采区段煤柱侧覆岩与地表采动裂缝发育严重,其与区段煤柱错距密切相关。1-2煤层开采后,基岩垮落角为60°,土层垮落角为65°,边界煤柱侧地表裂缝的宽度为0.26 m。下部2-2煤层开采,煤柱叠置、错距20、40 m时,区段煤柱侧覆岩采动裂缝宽度分别为0.81、0.45和0.22 m,地表裂缝宽度分别为0.65、0.30和0.12 m。通过确定合理煤柱布置方式,能够有效控制覆岩和地表采动裂缝的发育程度,据此确定柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采的合理煤柱错距应大于40 m。   相似文献   

考虑支撑剂压实和嵌入作用的滑脱效应及渗流机制     

成巧耘  李波波  李建华  高政  王斌 《煤田地质与勘探》2021,49(5):88-97

水力压裂技术是煤矿瓦斯灾害防治与煤层气开采的关键技术之一,在实施水力压裂过程中,支撑剂的嵌入往往会诱发煤储层裂隙宽度的一系列变化。其中,滑脱效应的强度与渗透率的变化主要由裂隙宽度决定。因此,支撑剂嵌入将影响水力压裂技术的有效性。为探究水力压裂背景下气体的滑脱效应与煤的渗流规律,采用赫兹接触理论量化支撑剂的嵌入深度,并构建支撑剂与有效应力综合作用的气体滑脱系数计算方程与渗透率模型。结果表明:在不同瓦斯压力下,煤的渗透率随有效应力的增大先减小后趋于平缓;恒定有效应力条件下,瓦斯压力越低,渗透率相对越高;且铺置多层砂的增透效果相对铺置单层砂的增透效果更佳;两种铺置条件下,滑脱因子b在不同瓦斯压力下呈相同的变化趋势,均随支撑剂嵌入深度的增大而增大;不同形态裂缝的滑脱因子均随着有效应力的增大而增大,其中球形裂缝的滑脱因子最大,圆柱形次之,狭缝形最小。同时,不同形态裂缝煤的渗透率均随有效应力的增加而减小,而3种形态裂缝渗透率之间的大小关系与滑脱因子大小关系一致;考虑到有效应力与支撑剂对裂缝宽度的贡献,构建了考虑支撑剂和有效应力综合作用的裂隙渗透率模型,并通过公开发布的试验数据验证其合理性。研究结果将有助于水力压裂技术在煤矿瓦斯灾害防治与煤层气开采中的进一步应用。   相似文献   

致密低渗透砂岩储层多尺度天然裂缝表征方法     

吕文雅  曾联波  陈双全  吕鹏  董少群  惠晨  李睿琦  王浩南 《地质论评》2021,67(1):67020023-67020023

本文利用地表露头、岩芯、测井、三维地震和微观分析资料,根据多尺度裂缝的发育特征及不同资料的精度,探讨了多尺度裂缝的表征方法。致密低渗透砂岩储层发育多尺度天然裂缝,根据天然裂缝规模以及限制天然裂缝扩展延伸的岩石力学层界面,将天然裂缝分为大尺度裂缝、中尺度裂缝、小尺度裂缝和微尺度裂缝4级,不同尺度裂缝的发育特征存在较大差异。其中大尺度裂缝主要应用三维地震资料的叠后属性进行检测和表征;中小尺度裂缝在单井上可以应用岩芯、成像测井和常规测井相结合的方法进行表征,在平面上采用基于地质和测井约束的三维地震叠前各向异性分析以及储层地质力学相结合的方法进行综合预测和评价;微尺度裂缝一般应用铸体薄片、普通薄片、扫描电镜和三维CT扫描等微观分析方法进行观察描述,通过主控因素约束的方法进行预测。利用本文提出的多尺度裂缝表征方法实现了对鄂尔多斯盆地西南部致密砂岩储层多尺度裂缝表征,可为其它致密低渗透砂岩储层多尺度裂缝表征提供借鉴。  相似文献   

成像测井缝洞解释评价研究进展     

年涛  王贵文  范旭强  谭成仟  王松  侯涛  刘之的 《地质论评》2021,67(2):476-488

综合露头刻度井、数值模拟和物理模拟的实验结果对微电阻率扫描成像测井缝洞解释评价的研究进展进行了总结和探讨,分别包括岩芯归位、缝洞刻度率、岩芯和成像裂缝参数的差异性,以及裂缝宽度和地层孔隙度的计算。岩芯归位确定了缝洞体在地层中的深度和方位。电成像测井对过井眼未充填缝和孔洞发育段的刻度率为100%,而单个孔洞在岩芯和电成像测井中通常无法一一对应。单条裂缝的倾角或井周长度在岩芯和成像测井中具有较高的相关性,而裂缝宽度的相关性一般。数模和物模的结果表明电成像测井裂缝宽度的计算受多种因素影响,当裂缝的视宽度大于0.1 mm时,电成像测井计算的裂缝宽度和裂缝视宽度基本一致,当小于0.1 mm时,电成像测井计算的宽度值误差较大。目前电成像测井通过孔隙度谱法和图像分割法计算地层的孔隙度,但都受限于除孔洞的其他低阻地质体的影响,因此需要加强岩芯刻度的功能。  相似文献