砂岩侵入体系物理模拟实验

近十年来,从露头、地震、岩心和测井曲线等资料中识别出了越来越多的砂岩侵入体。这些砂岩侵入体对油气勘探和开发既有正面影响,也有负面影响,但由于其发育过程和分布的复杂性,使得对于其成因机制和形成过程探讨较少。笔者建立了一套模拟砂岩侵入体系的实验装置,并设计了完整的实验程序,以模拟砂岩侵入体的形成过程,并探索其形成机理。在此基础上,进行了5组实验,分析了顶层沉积物厚度和进水管结构对砂岩侵入体形成的影响。通过对实验结果进行冷冻、切片和照相,将砂岩侵入体的形成过程分为5个阶段,并借助软件对每次实验的模型进行了三维重构,以期为更好地分析砂岩侵入体系的形成机理提供实验基础。     

砂岩侵入体的形成机制分析*

砂岩侵入体是指深水沉积砂体受到外界的触发,并在一定条件下形成超压,致使上覆弱渗透性沉积物等围岩发生破裂,砂体以流化和液化的形式向周围沉积物产生侵入。砂岩侵入体的形成过程为形成超压、盖层破裂、产生液化和流化、发生侵入。差异压实、地震引发的液化、流体的加入和压力传递等多种因素都可以使砂岩中形成超压,当地层压力达到并超过破裂压力时,发生水力破裂,或地震引起上覆地层破裂,超压砂岩发生流化,侵入到低渗透围岩中。大量未固结的深水沉积砂岩、低-非渗透层的快速覆盖、形成超压的机制和触发事件是砂岩发生侵入的必备条件。     

基于体素模型的砂岩侵入体三维重建

砂岩侵入体是由沉积后的砂岩再活动并侵入到周围地层中形成的一种特殊砂体。为了研究其演化过程,设计了砂岩侵入体形成过程的模拟实验。针对实验结果,提出了基于体素模型法和Petrel软件的三维重建方法:在实验切片的基础上,对所得到的实验照片进行预处理,将其转化为Petrel软件能够识别的Gslib格式的数据体,再使用克里金插值算法进行模拟。结果表明,克里金算法可以很好地再现砂岩侵入体的外部形态,多组切片的特征参数统计可以定量地刻画出侵入体的形态,以期为实际岩性油气藏中的规模预测提供理论指导。     

砂岩回弹物理模拟实验

地层剥蚀会造成下伏砂岩的回弹,而砂岩回弹可为油气聚集提供更多的空间。在地质条件下,砂岩回弹受哪些因素的影响,能有多大的回弹量?本文在前人研究的基础上,采用从美国引进的全伺服三轴岩石力学实验装置及正交实验方法,分别对人造砂岩和大庆长垣的实际砂岩进行物理模拟实验,探讨砂体回弹的回弹量及其影响因素。实验结果表明:在岩石弹性范围内,卸载会造成下伏砂体回弹,且回弹量是可观的,可超过1%;岩性是影响砂体回弹的最主要的因素,围压次之;砂体回弹过程与有效上覆压力关系密切,可以用对数模型来描述。     

岩浆侵入体的地震地质解释

岩浆岩体对煤系地层的入侵破坏,严重影响了矿区的煤质、储量及正常生产。文章以河南山东两个地区的地震采区勘探资料为基础,初步探了岩浆侵入体对煤系地层的影响,描述了其在时间剖面上的反射波动力学特征,即主采煤层反射波的振幅能量变弱（或出现空白反射带）、产状发生变化、波形变化（频率向高频变化）。同时指出地震资料的解释尚存 多解性,强调在该加强地震岩性反演资料处理和综合分析工作。     

砂岩侵入体系模拟及形成机理分析

砂岩侵入体系是一种普遍的地质现象,近些年来越来越受到地学界的重视,但对其形成机理探讨较少。作者及研究团队通过设计一套室内模拟实验装置,来简化模拟3层地层结构中砂岩侵入体系的形成和演化过程。在之前模拟实验(实验变量为顶层沉积物的厚度、进水管的结构)结果的基础上,进一步考察了地形坡度对实验结果的影响,并对砂岩侵入体系的形成机理进行了分析。实验过程中,共观察到7种不同形态不同样式的管道,并对实验过程中压力变化进行了测试。对实验结果分析认为:盖层厚度越大,压力下降的速度越慢,越不利于压力的释放;随着实验的继续进行,砂岩侵入体最终会转化为砂岩喷出体并喷出地表;不稳定的地形有利于触发疏松沉积物发生变形。实验表明,超压是砂岩侵入体发生的最重要条件之一, 沉积盆地中的压实不均衡和生烃作用是可独立产生大规模超压的2种主要机制。     

砂岩孔隙介质内天然气运移的微观物理模拟实验研究

采用真实的砂岩微观模型,通过与实际地质状况较为相似条件下的气驱水运移实验模拟天然气在砂岩孔隙内的二次运移,直接观察了天然气在砂岩孔隙、喉道内运移的过程和特征,在此基础上,分析和探讨了真实砂岩孔隙介质中天然气的微观运移机理。研究发现,天然气运移路径的形态通常迂回曲折,表现复杂的分支状特征,而且气体只沿毛细管阻力最小的运移路径向前运移;受真实砂岩孔隙结构的非均质性和运移动力变化的影响,天然气运移的速率不均一,呈现出跳跃式的运移方式;在孔喉比相差较大的亲水介质中,气体的卡断现象较为普遍,卡断增加了气体运移的阻力,对天然气运移十分不利;外界突发性的振动能够增加天然气运移的有效性。     

北海盆地维京地堑渐新统砂岩侵入体形态特征及成因

砂岩侵入体是由处于浅埋藏阶段、尚未固结的砂质沉积物发生液化并侵入到上覆盖层所形成的一类软沉积物变形,在北海盆地维京地堑渐新统地层中非常发育。为探讨砂岩侵入体的形态特征及诱发机制,通过高分辨率三维地震及测井资料,利用地震反射结构分析、地震相干切片等手段对砂岩侵入现象进行了识别;并结合多边形断层系统、流体充注与砂岩侵入之间的关联性,对砂岩侵入体的成因机制进行了分析。结果表明:在地震剖面上可识别的砂岩侵入体多呈V型或W型强振幅反射特征,其横向展布规模约1~2 km,垂向侵入高度约100~200 m;流体的大规模充注及多边形断层诱发盖层破裂是形成砂体内部超压并诱发其发生液化的关键因素。砂岩侵入体在形成之后可以作为流体运移通道,对强化流体的垂向运移具有重要意义;并且砂岩侵入体本身即可作为油气的有利储集体。因此识别并分析砂岩侵入体的成因机理,对盖层封闭性评价及油气勘探具有重要指导意义。     

金属矿地震勘探物理模拟实验技术

在金属矿地震勘探的物理模拟中,实验技术研究是得到可靠实验结果的重要保证.通过控制环氧基混合材料混合比的实验,形成1 600～3 200m/s的速度差异,实现了对复杂岩性的模拟.在对山地模型的采集中,采用触点控制方式实现了高程测量和数据采集同步进行.采用页面模型模拟技术,实现了对复杂模型地震波总场信号的分解和归位.     

利用测井与地震资料结合求砂岩厚度

文章提出一种利用测井与地震资料相结合求取储层砂岩厚度的新方法，该方法首先利用模式识别获得储层砂岩的位置，然后利用人工神经网络结合多种参数获得砂岩整体的精确厚度。目前该方法已用于生产，并已取得钻探成果。     

浅层砂岩地震勘探技术

从影响浅层资料质量的主要因素出发，结合浅层砂岩地震勘探在川西地区中的一些实例，对浅层砂岩地震勘探方法作了分析和探讨，从中总结出了一套适合于浅层砂岩地震勘探的采集、处理、解释技术，且实际应用效果较好。     

汶川八级地震触发何家沟碎屑流滑坡基本特征及形成机理

汶川地震造成大量次生斜坡地质灾害,包含崩塌、滑坡及泥石流等灾种,其中以滑坡分布最为广泛、破坏力最强,且多以高速碎屑流为表现形式,何家沟滑坡即是其中典型例证。滑坡距发震断裂——映秀-北川南枝断裂不足5km,震前斜坡为双向临空的单薄山脊,其走向与断裂走向小角度相交,岩层走向与坡面斜交,中风化基岩结合紧密,结构面延伸性较好,强风化基岩较破碎,浅表部残坡积物较为松散。调查分析表明：残坡积物与强风化基岩是碎屑流滑坡的物质基础;中风化基岩面构成碎屑流滑坡滑床;斜坡临空面是滑坡产生的地形条件;高强度、长历时强震是导致滑坡产生的根本因素。滑坡的形成经历以下4个阶段：强震导致坡体表层残坡积物与强风化基岩松弛和解体;在强震作用下滑体从高位整体下错;松散物质沿中风化基岩面溃滑形成碎屑流和碎屑流堆积阶段。碎屑流产生后,受地形限制,停积于沟床内,在随后的“9．24”特大暴雨过程中进一步转化为泥石流次生灾害。     

物探方法探测煤矿区岩浆岩侵入体探讨

针对煤矿区岩浆岩侵入体,分析了如磁化率、密度、顶面埋深、水平展布范围、垂直延伸长度等参数条件下岩浆岩侵入体引起的重力、磁力异常;介绍了现有重力勘探仪器和磁法勘探仪器的分辨能力;结合岩浆岩侵入体引起的物探异常,提出了重力勘探和磁法勘探工作布置的具体要求及其仪器的操作方法。研究显示,物探方法尤其是重力勘探、磁法勘探探测煤矿区岩浆岩侵入体能获得有意义的异常,可圈定岩浆岩侵入体的分布范围。     

浅层地震在砂岩型铀矿勘查中的应用

以某矿区的浅层地震试验资料为基础，介绍了浅层地震方法定位容矿主砂体所采用的野外采集，资料处理和解释方法技术，应用测井约束反演技术建立了砂体与反演参数之间的对应关系，证实了该方法在砂岩型铀矿勘查中的有效性。     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿地震探测技术应用研究

针对鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿地震勘探的难点,开展地震数据采集、处理和解释技术应用研究。通过大量野外地震勘探和数据处理、解释试验工作,总结了适用于该区砂岩型铀矿的地震探测技术方法,提高了地震勘探在砂岩型铀矿找矿中的应用效果。     

利用三维地震资料勘探下白垩统（加拿大艾伯塔）下切河谷砂岩风险…

与下白垩统下切河道砂岩储层有关的常见勘探风险包括：（１）页岩与砂岩的区分，以及（２）来自下伏古生界不整合和较年龄Ｍａｎｎｖｉｌｌｅ煤层的地震干扰造成的反射模糊。在艾伯塔卡尔加里以东，在１９９５年期间钻探了两口井，钻后评价进一步强调了预测下白垩统Ｍａｎｎｖｉｌｌｅ群内Ｇｌａｕｃｏｎｉｔｉｃ组的页岩和砂岩充填河谷体系的复杂性。通过利用综合地球物理和地质反演方法能够更好地了解砂岩－页岩混合地区下切河谷体     

三维地震资料解释煤层中岩浆侵入体在晓南煤矿西二采区的应用

晓南煤矿含煤地层属侏罗系陆相沉积。因地质构造运动，采区内有大面积岩浆岩侵人，不同程度地改变了煤岩物理性质。利用三维地震资料解释技术，如垂直时间剖面水平切片及面块切片，根据其不同特征结合钻探资料，可以比较直观地判断岩浆侵人体的大小及范围。     

临南洼陷砂岩岩性油藏的地震勘探

对惠民凹陷临南洼陷的沉积特点进行了深入细致地分析,提出了临南洼陷砂岩岩性油藏勘探的思路,并划分了岩性油气藏勘探的三个层次,确定了近期的勘探地区,文章应用和总结了砂岩岩性油藏描述技术,优选了钻探目标,指出临南洼陷砂岩岩性油藏具有较大的勘探潜力。     

砂岩侵入复合体的建筑结构要素及其特征

砂岩侵入复合体是指沉积砂质母岩,在未固结时由于某种机制而积累了异常高压,产生液化、流化、再活动,向上覆细粒沉积物侵入的各种砂体的总和。目前已经在全球50多个深水盆地中(Braccinietal,2008)及所有的年代地层中都发现了从毫米到千米级别的砂岩侵入体。砂岩侵入复合体包含母岩、侵入体系和喷出体系三部分,通过对目前报道的一些砂岩侵入复合体实例分析,对其各建筑要素的外部几何形体和边界特征、内部沉积构造和显微结构进行了总结。不规则的几何形态,突变的边界特征,与液化作用相关的无构造砂岩、碟状构造、管状构造以及独特的泥岩碎屑表现出来的粒序性、条带等沉积构造,形状各异的矿物颗粒以及泥岩碎屑中砂岩裂缝切割等显微结构都可以作为识别砂岩侵入复合体的标准。加强砂岩侵入复合体的研究,为侵入圈闭的勘探和开发提供理论基础。