Natural sealed fractures in mudrocks: A case study tied to burial history from the Barnett Shale,Fort Worth Basin,Texas, USA     

《Marine and Petroleum Geology》2014

The Mississippian Barnett Shale (Texas, USA), consisting of organic-rich shales and limestones, hosts the largest gas fields of North America. This study examines sealed fractures from core and outcrop samples of the Barnett Shale of the Fort Worth Basin and aims to: 1) characterize the phases occurring in the fractures from samples having experienced different burial histories; 2) establish a paragenetic sequence to relate the timing of fracture origin and sealing with the burial history of the basin; and 3) contribute to the understanding of the mechanisms of fracture formation in shales, including overpressure origin.Four fracture generations were distinguished in the most deeply buried core samples by characterizing the sealing minerals petrographically and geochemically. The generations were inserted into the framework of a reconstructed burial history for the Fort Worth Basin, which allowed a time sequence for fracture development to be established. This in turn allowed inference of conditions of fracture development, and consideration of fracture mechanisms as well as the origin of the parent fluids of sealing minerals.Type 1 fractures formed during early mechanical compaction (at a few 10 s to 100 m of depth) of still not fully cemented sediments. Type 2 fractures formed during moderate burial (∼2 km), from slightly modified seawater. Their timing is consistent with overpressure generated during rapid deposition and differential compaction of Pennsylvanian lithologies during the onset of the Ouachita compressional event. Type 3 fractures formed during deep burial (>3 km) from silica-rich basinal brines possibly derived from clay diagenesis. Type 4 fractures formed at very deep burial (>4 km), from hot and ¹⁸O-rich fluids, carrying light oil (20-30 API) and record the opening of the fluid system after hydrocarbon migration.Differences are highlighted between the timing and thermal regimes under which fractures formed in Barnett lithologies from different areas of the basin, this suggesting that extrapolation of outcrop observations to subsurface must be used with due care.  相似文献   

一种改进的水合物沉积物弹塑性损伤本构模型          下载免费PDF全文

杨期君  赵春风 《海洋工程》2014,32(5):57-62

为了全面考虑水合物对沉积物的力学影响,提出了一个改进的水合物沉积物弹塑性损伤本构模型。首先通过分析水合物在沉积物中的存在形式,认为沉积物的力学特性是水合物胶结以及密实两种作用共同影响的结果;然后在弹塑性损伤理论框架内,引入状态相关砂土本构模型来描述水合物填充的影响,从而建立一个能反映体变特性和围压影响的水合物沉积物本构模型;最后,利用已有试验结果对模型进行了验证。此成果可为将来的水合物开采提供参考。  相似文献   

海底沉积物-水界面溶解甲烷渗漏通量原位观测研究进展     

赵广涛  徐翠玲  张晓东  何雨旸  冷传旭 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2014,44(12):73-81

海底沉积物-水界面溶解甲烷渗漏不仅是海底天然气水合物的存在标志和分解释放途径,也是冷泉生物群落的物质和能量来源,因其对海洋环境乃至全球变化的可能重要影响而日益引起人们关注,而海底原位观测及渗漏甲烷通量估算是理解上述问题的关键。目前国际上有两种较为成熟的海底甲烷通量观测方法:1流体渗漏速率原位测量配以室内甲烷浓度分析;2底栖室流体连续取样配以室内甲烷浓度分析,前者能灵敏反应冷泉渗漏速率的时序变化,而后者具有较高的甲烷通量测量准确度。随着甲烷传感器技术的发展,原位测量方法将大大提高甲烷通量测量精度、时间和分辨率。在可移动式观测平台上搭载甲烷传感器,同时进行近海底界面微尺度甲烷浓度梯度测量和湍流观测,不仅能够精细刻画近海底甲烷浓度变化、渗漏通量变化,并且非封闭环境能够最大限度地避免沉积物-水界面遭受扰动,使观测数据更接近海底真实环境,这成为未来海底原位观测的主要发展方向之一。除此之外,特征冷泉生物群落的分布已被广泛应用于将个别测量站位的观测结果扩展到整个区域的甲烷渗漏流量估算。目前,国外学者已经对部分典型海底冷泉区进行了渗漏甲烷通量估算,发现每个渗漏系统每年通过溶解形式向海水释放甲烷量约为6×103~1.35×107 mol,并且甲烷渗漏在时间上和空间上都是多变的,但还没能将单个冷泉系统的通量估算延伸到更大的时空尺度,这成为深入研究海底甲烷储库及其在全球碳循环和气候变化中的作用的瓶颈之一。  相似文献   

二、三维高密度电法在临汾龙祠地震台水准测量巨幅形变异常判别中的研究与应用     

薛晓东  赵晋泉  曾金艳 《华北地震科学》2013,31(2)

2010年1月7日临汾中心地震台龙祠短水准测线Bm3点出现巨幅形变,其日沉降量达10 mm以上.为了查明形变点产生巨幅形变的原因,山西省地震工程勘察研究院承担了Bm3点为中心场地地震地质勘察工作,运用二维高密度电法及三维高密度电法对隐伏断裂进行勘察,并对附近的地质环境和巨幅形变产生的原因进行分析,为地震预报工作提供依据.  相似文献   

夏季东、黄海沉积物中甲烷的分布和沉积物-水界面通量     

叶旺旺  谷雪霁  康绪明  刘素美  张桂玲 《海洋科学》2019,43(7):77-86

沉积物释放是海洋环境中甲烷(CH_4)的重要来源。通过2013年7月和8月两个航次,对东、黄海泥质区沉积物中CH_4浓度的垂直分布和沉积物-水界面通量进行了研究。结果表明,除个别站位外,黄海沉积物(50 cm以浅)中CH_4的浓度变化范围在0.2～1.0μmol/L之间,长江口及浙闽沿岸附近的沉积物中CH_4浓度则要更高(1.0～2.0μmol/L),而东海东部海域沉积物中CH_4浓度波动范围为0.2～3.0μmol/L。总体来说,东、黄海沉积物中CH_4浓度偏低,这可能与观测到的高浓度硫酸盐(20 mmol/L)有关。通过整柱密室培养实验估算出东、黄海沉积物-水界面CH_4释放速率在0.64～2.12μmol/(m2·d)之间,东、黄海沉积物CH_4释放总量为6.7×108 mol/yr;但采用菲克定律估算的CH_4扩散通量则要比现场培养的结果低2～5倍,表明不同的方法在估算沉积物-水界面CH_4通量上还具有一定的不确定性。  相似文献   

山东莱芜胡家庄地区稀土矿流体包裹体特征及成矿条件          下载免费PDF全文

刘敬杰  张鹏  兰君  牛金  邢楠 《山东国土资源》2019,35(1)

胡家庄稀土矿床位于莱芜弧形断裂弧顶的北侧,该文重点研究稀土矿床石英矿物中的流体包裹体特征。研究表明,流体包裹体以气液两相H2O包裹体为主,均一温度主要集中119.1～233.2℃。盐度变化范围大致分布在8.1～22.4 wt%,平均16.2%,成矿流体盐度为中低盐度流体;密度变化于0.9～1.1 g/cm3,平均1.02 g/cm3;成矿压力范围在30～95 MPa,平均62.5 MPa,推断矿床成矿压力环境为中低压环境,矿床成矿深度范围为2.5～3.5 km。  相似文献   

西太平洋雅浦海沟区海水中CH₄和DMSP的垂直变化特征     

张梦洁  孙承君  杨桂朋  丁海兵 《海洋学报》2018,40(10):143-157

本研究首次探究了西太平洋雅浦海沟北段从表层到超深渊海水中甲烷（CH₄）及二甲基硫（DMS）的前体物质二甲基巯基丙酸内盐（DMSP）的浓度变化情况。结果表明:雅浦海沟海水甲烷浓度变化范围为1.49~3.87 nmol/L。其上层海水甲烷平均浓度最高，有明显的次表层极大现象。雅浦海沟氧最小层海水的甲烷平均浓度最低；在500~1 000 m中层水中甲烷浓度有一定程度的增大，1 000 m以下至底层甲烷浓度继续升高。研究海区溶解态DMSP（DMSPd）和总DMSP（DMSPt）平均浓度的垂直变化随深度呈先增大后减小趋势，颗粒态DMSP（DMSPp）的平均浓度随深度呈波动式变化，在中层达到最大。雅浦海沟CH₄和DMSP浓度垂直变化受浮游生物、微生物、光照、温度、压力、大洋环流等的复杂影响。在真光层海水中，CH₄浓度与DMSPd、DMSPp和DMSPt浓度表现为负相关关系，在200 m至底层海水中，CH₄浓度与DMSPd、DMSPp和DMSPt浓度表现为正相关关系，显示光照条件是造成雅浦海沟不同深度海水CH₄和DMSP浓度相关性差异的关键因素。  相似文献   

考虑基质收缩效应的煤层气应力场-渗流场耦合作用分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

周军平  鲜学福  姜永东  李晓红  姜德义 《岩土力学》2010,31(7):2317-2323

在煤层气的初级生产过程中,为了获取较高的生产率,需要降低储层压力,储层压力下降对于煤层气的渗透率具有两个相反的效应：（1）储层压力下降,有效应力增加,煤层裂隙压缩闭合,渗透率降低;（2）煤层气解吸,煤基质收缩,煤层气流动路径张开,渗透率升高。Shi和Durucan、Palmer-Mansoori以及Gray等都建立了包含了基质收缩效应以及有效应力的影响的渗透率模型,其模型都基于以下两个关键假设：煤岩体处于单轴应变状态以及竖向应力恒定。为了检验上述两个假设的合理性,建立了一个考虑基质收缩效应以及渗流场-应力场耦合作用下的煤层气流动模型,对煤层气初级生产过程中渗透率的变化进行了耦合分析。分析结果表明：单轴应变的假设具有合理性,而竖向应力是随指向生产井的应变梯度的变化而变化的,其对于渗透率的变化具有重要影响,因此,竖向应力恒定的假设可能导致渗透率预测出现误差;上述渗透率模型都可能低估煤层气初级生产过程中渗透率的变化。  相似文献   

考虑Klinbenberg效应的煤中应力-渗流耦合数学模型   总被引：4，自引：0，他引：4  

张春会  于永江  岳宏亮  梁小勇 《岩土力学》2010,31(10):3217-3222

已有研究表明,瓦斯在煤层中渗流存在明显的Klinbenberg效应,建立考虑Klinbenberg效应的煤中瓦斯渗流应力耦合模型是煤层瓦斯抽放数值模拟的关键。通过试验研究了煤中的气渗透率与瓦斯压和围压的关系,试验数据的拟合分析表明,赵阳升公式能很好地模拟瓦斯渗流的Klinkenberg效应及围压对煤的渗透率的影响。将赵阳升公式引入到建立的煤层瓦斯渗流应力弹塑性耦合模型中,建立了考虑Klinkenberg效应的煤层渗流-应力弹塑性耦合数学模型,在数值计算程序Coupling Analysis中予以实现,并利用已有解析解对程序的可靠性进行了验证。按考虑和不考虑“Klinbenberg“效应两种工况进行了数值计算。结果表明,按前者计算的瓦斯压降要大于后者。这与理论研究的结论一致,表明所建立的考虑Klinbenberg效应的模型具有理论和工程价值。  相似文献   

过冷度对气体水合物合成影响的实验研究     

李刚  李小森 《现代地质》2010,24(3):627-631

过冷度是甲烷水合物合成过程的主要驱动力,在沉积物中进行不同过冷度下甲烷水合物合成实验,有利于找出水合物合成过程的动力学影响因素,进而研究自然界沉积物中水合物的成藏过程。在定容条件下,以不同的过冷度进行甲烷水合物在沉积物中的合成实验。实验结果表明甲烷水合物在沉积物条件下的合成过程包括气液溶解、核化、生长、稳定4个阶段。在相同初始状态,不同过冷度条件下的水合物合成后系统状态均处在相平衡曲线上,而随着过冷度的减小,气体转换率和水合物的饱和度不断降低。通过实验数据回归得出在沉积物条件下过冷度与甲烷水合物诱导时间的经验关系式。通过对比发现,沉积物中水合物合成所需要的过冷度仅为2.5 ℃,大大低于不含沉积物的纯水体系。  相似文献