煤田地质钻孔岩芯中的岩石特征及结构变化与构造分析

本文通过对煤田地质钻孔岩芯中岩石的特征和结构变化特点,对煤田地质的地层构造进行了分析,为有效判断断层的位置以及断层形态和性质提供重要的参考。     

钻孔岩心重定向的古地磁学新方法及其在华南铀矿床岩心定向中的初步应用

基于岩石剩余磁化强度的矢量特性,使用古地磁学方法对钻孔岩心进行重新定向,对于解译地下构造、分析应力特征、判定成矿方向等问题具有重要意义.针对华南地区复杂构造下的倾斜钻孔岩心,本文构建了古地磁学岩心定向新方法理论,结合多次坐标转换和磁场一致性扫描,实现了基于黏滞剩磁的岩心重定向;设计了定向所需的成套古地磁学岩心定向、测量、取样装置,并将该方法和装置应用于华南铀矿钻孔的重定向,恢复后的岩心特征剩磁计算获得的早白垩世古地磁极位置与同期华南地块的极位置一致.该方法对地球物理深部探矿技术的改进有一定意义.此外,所设计的研究装置在古地磁学研究对象的拓展中也具有应用前景.     

浅议储层地质研究中的CT技术

CT技术具有无损、三维并可与计算机应用模拟相结合等特点,使其在储层地质研究中作用独特。本文从CT技术特点入手,总结分析其在储层地质研究中的应用发展历程:储层岩石组构识别、储层表征、微观流体输运过程的在线监测及剩余油分布研究等。随着高分辨率工业CT及数字岩心技术的发展,CT扫描三维数据体与数字岩心相结合,不仅可以提取岩石物理属性参数,如储层岩石的孔渗、地层因子、弹性模量、横纵波分析等,建立三维孔喉网络模型,还可以直接对复杂的孔喉系统进行定量化的结构表征和微渗流数值模拟。最后,本文作出展望,随着计算机技术的提高和油气勘探需求的增长,其应用会越来精细,越来越广泛。      

三维数字岩心技术岩石物理应用研究进展

三维数字岩心可在孔隙尺度上对岩石的微观结构进行精细表征,以数字岩心为载体的岩石微观结构分析与岩石物理属性模拟研究已成为岩石物理分析的重要发展方向之一.本文从数字岩心建模、数字岩心图像分析及岩石物理属性模拟三个方面对数字岩心技术进行了介绍.将数字岩心技术在岩石物理领域的应用分为两大类:基于三维数字图像的直接分析和基于三维数字岩心的岩石物理属性数值模拟.通过三维图像分析可获得孔隙结构、矿物成分、粒度分布等信息;通过岩石物理属性模拟可以研究储层岩石电性、弹性、渗流和核磁共振特征.多种手段相结合建立多尺度、多组分数字岩心,突破分辨率与样品尺度的矛盾限制是数字岩心技术未来的发展趋势.数字岩心技术已发展成为岩石物理实验的重要组成部分,如何将孔隙尺度得到的岩石物理参数升尺度到数字井筒、数字油藏中是数字岩心技术发展亟需解决的难题.     

糜棱岩的超声波衰减特征及其油气地质意义

糜棱岩是断裂构造带、伸展盆地滑脱层和韧性剪切带中常见的岩石类型.通过对郯庐断裂带南段糜棱岩和类糜棱岩超声波衰减的研究,探讨其衰减特征与岩石组构、弹性波速、封闭性能的关系.结果表明,糜棱岩的超声波衰减特征与岩石内部结构构造、变形变质程度等存在着密切的关系,品质因子Q值对岩石组构及应力应变程度的变化较为敏感,即粒度较细、结构致密、定向构造明显、糜棱岩化程度较高的岩石,其Q值较大,反之则小.糜棱岩还表现出Q值各向异性的特征,且岩石Q值总体上与波速及封闭性能参数(突破压力、封盖高度和遮盖系数等)正相关,封闭性能参数对Q值的变化极为敏感.因此,根据Q值可灵敏有效地判断岩石物性及封闭性能,比较不同盖层封闭能力的相对强弱.     

岩石原地应力的变化性

本文讨论了与不同尺度相关的岩石原地应力的变化性:构造区域尺度、工程场地尺度、洞室挖掘尺度、钻孔测量尺度以及微观尺度.造成这种应力变化性的因素有岩石非均匀性、岩石各向异性、不连续性以及自由面.本文介绍了关于岩石非均匀性导致应力变化的数值模拟.通过应力第一不变量的引入使应力随深度的变化变得明确.在锦屏Ⅱ号场地,钻孔中的岩石...     

过程法数字岩心建模与弹性参数模拟研究

在数字岩石物理中数字岩心是弹性参数模拟的基础,现有的数字岩心建模方法虽然较多,但一般不能满足弹性参数模拟对骨架所提出的要求.过程法以岩石粒径分布曲线为约束条件构建数字岩心,是一种比较灵活的数字岩心建模方法.本文根据前人研究结果在过程法的压实过程中用一面状像素层表示颗粒与颗粒间的接触边界,使相邻的骨架颗粒能够相互区分,提高了数字岩心骨架结构的精细程度.在弹性参数模拟中,当变化数字岩心中的颗粒、颗粒接触边界和胶结物的弹性模量时,数字岩心的弹性模量发生相应的变化.数字岩心弹性模量的变化量与组成物质的体积含量及其弹性模量赋值有关.这说明能够利用数字岩石物理研究各种地质和环境因素对岩石弹性性质的影响.进一步分析认为,目前的建模方法对数字岩心的定义还不够充分,利用数字岩石物理解决实际地质问题尚有难度.     

古地磁学岩心定向方法回顾

岩心定向在矿产资源开发中具有重要意义.由于油田和矿业钻孔上的岩心大多为无定向岩心,无法准确识别裂缝等信息,因此需对岩心进行定向.岩心定向方法主要包括摄影工具、倾角仪法、钻孔成像技术、全岩心扫描技术、古地磁法等5种方法,相比于前4种方法,古地磁法具有经济、效率、精度较高等优点.本文首先综述了5种岩心定向方法的优缺点,阐述了古地磁法岩心定向的前提条件和定向原理.同时介绍了古地磁法岩心定向的流程,随后论述了岩石磁学对岩心定向的作用.继而重点阐述了岩心定向结果可靠性检验方法,主要包括露头检验、磁倾角检验、古地磁极位置检验等3种直接检验方法和间接检验.最后对古地磁法岩心定向的前景提出了展望.     

岩石电学性质实验研究方向展望

分析了岩心电性实验的内涵,介绍了油藏条件下岩石电学性质的研究现状以及对岩心电性实验方法的冲击.结合目前对不同地层特性岩石的电学性质的认识,就复杂储层评价的岩心电性实验方法、岩心电性实验技术装备、岩心电性实验技术规范化、岩心数值实验方法等方面对岩心电性实验的研究方向做了展望,认为：①岩心电性实验方法应立足于储层岩石的岩性、物性、孔隙结构、非均质性等地层特性;②系统地模拟和控制储层的温度、压力、润湿性条件、毛管与电性平衡等油藏条件,并使各种相关技术规范化,是其发展的必然趋势;③岩心数值实验方法可能作为实验室岩心电性实验的辅助手段之一在储层含油性评价中发挥作用.     

两淮煤田大地热流分布及其构造控制

基于127块煤系地层岩石样品的热导率测定结果,并结合59个井田内可靠的系统测温数据,计算得出两淮煤田的大地热流值,并编制大地热流分布图,其结果表明:两淮煤田大地热流值变化范围为29.7~83.9mW·m-2,平均值为58.3mW·m-2,和其他沉积盆地存在一定的差异,且淮南煤田大地热流值(63.7mW·m-2)远大于淮北煤田(55.2mW·m-2).综合分析得出,两淮煤田大地热流与其他盆地的差异以及淮南煤田热流值高于淮北煤田的现象为构造演化和区域地质背景的控制结果;而研究区内热流的分布不均主要是由于受地质构造对地温场的影响所致,推覆构造上下盘现今热流值的差异尤为突出.     

基于过程法的数字岩心建模方法研究

数字岩心建模是数字岩石物理的重要组成部分,现有建模方法的重点在于描述数字岩心的孔隙结构,而地震波传播性质模拟对骨架内包含的结构细节也有较高的要求.本文在过程法的基本框架内开发构建砂岩数字岩心的新方法,研究了在像素化之前对颗粒的解析处理方法.这些新技术包括沉积过程中的颗粒物质分类,压实过程中的颗粒体积补偿和边界分割等.在所建的数字岩心中,骨架颗粒可以相互区分、颗粒物质类型可以变化,骨架的非均匀性增强.     

多尺度多组分数字岩心构建与弹性模拟研究（英文）

常规数字岩心模型由于尺寸较小,对于非均质性较强的复杂岩心,难以具有代表性,模拟得到的岩石物理参数也难有参考性。以三组砂岩样品为例,本文提出了一种可行的构建多尺度多组分数字岩心的方法。利用CT对柱塞岩心和毫米柱塞样品进行不同分辨率的扫描成像,并利用改进的图像配准方法进行扫描图像的精确配准。对于高分辨率扫描图像,利用常规图像分割方法,将岩心分割为孔隙和不同的矿物组分。基于配准关系,构造低分辨率图像的灰度与孔隙度、矿物组分含量的关系曲线。将构造的关系曲线应用到低分辨率扫描图像的图像分割过程。完成分割之后的数字岩心集合即构成了多尺度、多组分的数字岩心模型。基于多尺度多组分数字岩心模型,考虑了四种矿物模型,分别研究了细尺度和粗尺度下随着模型尺寸变化,三组岩心样品弹性模量的变化规律。结果表明:利用多尺度多组分数字岩心模型能够克服常规模型存在的代表性问题,实现岩心不同尺度孔隙、矿物的准确表征。在大尺度上计算的岩石弹性参数更具备代表性,同时岩石矿物组分考虑的越充分,模拟结果与实验结果越吻合。     

华北地壳岩石波速类型及其地质意义

根据结晶岩的矿物成分、成因类型与高压室温下波速绝对值的关系,以及高温高压下岩石波速与物相变化的关系,把岩石分为７种波速类型。在一定的构造条件下,根据岩石波速随地壳深度的变化关系,提出了岩石级数的定量概念,它反映了岩石的酸性（或基性）程度,并可根据地震测深值获得相应深度下综合岩石的平均级数。在此基础上,对华北地壳的组成,角闪岩在壳内的生成和存在条件,地壳内石英岩的相和壳内低速层的成因等问题进行了讨论     

基于数字岩心的岩石电性微观数值模拟(英文)

本文利用x射线CT获取反映岩心微观结构的三维数字岩心,利用数学形态学中的开运算模拟了岩石的油驱水排驱过程中,不同含水饱和度下油和地层水在孔隙空间中的分布。利用有限元方法计算了岩石电阻率,进而得到岩石地层因素和电阻率指数,并考查了岩石润湿性对岩石电阻率指数的影响。数值模拟结果表明：基于数字岩心的水湿岩石地层因素和电阻率指数数值模拟结果与实验结果一致,拓展了岩石电阻率实验的能力;岩石润湿性对岩石电性有重要影响,在相同含水饱和度下,油湿岩石电阻率高于水湿岩石电阻率,油湿岩石饱和度指数远大于水湿岩石饱和度指数。     

应力作用对岩石磁性的影响

应力作用对岩石磁性的影响对于地震磁效应、磁性构造学、下地壳与上地幔物质磁性结构及陨石磁学研究等具有潜在的意义.本文对上世纪50年代以来,有关应力作用下,岩石(或磁性矿物)的磁化率及其各向异性、剩磁、磁滞特征和磁性(高温、低温)转换点等磁性特性的变化特征及影响岩石磁性对应力作用响应特性的主要因素进行了系统地总结.结果表明...     

微焦点X射线计算机层析(CMT)及其在石油研究领域的应用

工业微焦点ＣＴ的Ｘ射线源焦点尺寸小于５微米,成象分辨率明显优于常规焦点ＣＴ。在石油勘探开发研究中;微焦点ＣＴ在许多技术领域进行了应用,取得了崭新的成果：（１）确定岩心的基本物理参数—计算和描绘密度、孔隙度、流体饱和度分布;（２）描述岩心的微观特征—直观描述岩石内部孔隙结构和流体分布特征;（３）特殊油藏岩心分析评价—观察碳酸岩、火成岩等内部一些常规技术无法获得的特征;（４）岩心驱替和提高采收率分析—重建油水在岩心内部的宏观分布状态;（５）其他方面的应用—岩心筛选、地层伤害评价、岩石力学评价等。     

郯庐断裂带南段韧性剪切带糜棱岩化过程中长石成分和结构状态变化特征的研究

在对郯庐断裂带南段３条韧性剪切带中糜棱岩及围岩进行矿物组合、结构构造观察研究的基础上,对长石矿物进行了多项分析测试,发现长石成分及其结构状态参数的变化与构造应力场的构造作用存在明显的对应关系：随剪切变形作用的加强,长石矿物的结构状态参数呈增大趋势,矿物单位晶胞的体积和斜长石中Ｓｉ／Ａｌ比值随之减小;长石的变形指数（Ｉｓｓ）和斜长石中的钙长石分子（Ａｎ）与岩石的变形强度呈明显的正相关关系。这些研究结果为探讨构造变形场中矿物岩石的变形 变质作用提供了一种简捷有效的手段     

钻孔应变观测干扰及异常分析

怀来台体积式钻孔应变仪安装于1988年,以应变固体潮为主要观测目标.多年来,取得了连续完整高质量的观测资料.本文列举了怀来钻孔应变的台址背景及仪器观测条件;分析了实际观测中钻孔应变资料受仪器零漂、气压、水位、降雨等因素的干扰;研究了钻孔应变在本区及邻区震前出现的记录曲线畸变、潮汐因子异常、应变固体潮畸变等不同形式的异常变化并对其进行特征分析.研究表明,钻孔应变观测是获取构造活动异常变化信息,进行地球物理研究、地震预测预报的有效途径.     

岩石物理弹性参数规律研究

根据辽东湾凹陷某区在地层条件和不同流体相态(气饱和、水饱和等)下岩石纵波速度、横波速度及密度等岩心测试数据,以及岩石矿物成分、孔隙度等常规岩心分析数据,统计分析了岩石弹性参数变化规律.采用有效流体模型、斑块饱和模型进行了纵、横波速度理论计算,并和实验测量结果比较,认为高孔、高渗岩石可以看作有效流体模型,低孔、低渗岩石更接近斑块饱和模型.这些规律和认识对于指导储层预测和油气检测及地震振幅综合解释有重要的意义.     

环境磁学视角下的北冰洋深海磁性地层：以罗蒙诺索夫脊ARC5-ICE4孔为例

近年来,北冰洋深海百万年尺度的磁性地层年代框架受到了来自诸如Mn旋回地层和钛磁赤铁矿“自反转”现象的强烈质疑,以致对该方法在北冰洋的适用性产生了巨大争议.鉴于此,本文对中国第五次北极科学考察在北冰洋罗蒙诺索夫海岭获得的ARC5-ICE4钻孔岩心(水深2860 m,进尺4.15 m)开展了深入的岩石磁学分析.结果证实岩心中的载磁组分以磁铁矿为主,部分颗粒表面发生轻微氧化作用,另含少量磁赤铁矿、赤铁矿、钛磁赤铁矿等;整体粒径呈现相对均一的准单畴(PSD:pseudo-single domain),且含量随深度变化不大.岩心1.15～2.04 m区间显示的负极性并非“自反转”所致,而是真实的古地磁场记录;结合相对古强度(RPI)曲线模式和S-ratio的旋回变化特征,将其对应于松山期(约2.58～0.78 Ma),钻孔底界年龄<3.58 Ma.另外,上述年代框架指示的沉积速率变化模式很好地吻合了北半球冰期加强(iNHG:intensification of Northern Hemisphere glaciation)和中更新世气候转型(MPT:mid-Pleistocene tran...