古龙油田葡萄花油层断层封闭性分析

古龙油田断层极为发育,断层的封闭性对研究区油气的运聚起着重要的控制作用,研究断层封闭性有利于预测油气成藏的有利部位。从断层类型、几何特征和埋深对研究区断层封闭性开展地质定性分析,重点从断层两盘岩性对置、泥岩涂抹和应力对断层封闭性进行了定量分析,研究典型断层的封闭演化史。结果表明,古龙油田葡萄花油层一级断层和三级断层封闭性较好,二级断层封闭性一般;平面上鼻状构造断层封闭性好于向斜断层封闭性,其中龙南鼻状构造断层封闭性最好。      

断层端部地应力影响因素数值分析

断层端部是煤与瓦斯突出事故的主要危险地段。利用有限差分数值模拟软件FLAC^3D模拟断层端部地应力场分布情况。结果表明：断层倾角、断层性质、断层内摩擦角、煤层弹性模量、煤层泊松比和边界应力比是影响断层端部应力大小的主要因素。其中断层内摩擦角和边界应力比对断层端部应力的影响最为敏感,是断层端部应力集中程度的主控因素;断层倾角对断层端部应力的影响比较大,倾角为45°时断层端部应力最大。利用该软件,在临近断层开采区内对断层端部应力集中程度和应力集中范围的预测,有助于确定断层防水煤柱的留设宽度和预防煤与瓦斯突出事故的发生。     

基于实验结果讨论断层破裂与强震物理过程的若干问题

基于断层摩擦滑动实验、含凹凸体断层的变形破坏实验、断层撕裂扩展的实验、交叉断层的变形实验等多种实验结果并结合前人的工作 ,讨论了与断层破裂与强震物理过程相关的若干问题。研究表明 ,断层的整体滑动引起其两侧块体弹性应变的释放 ,是强震发生的原因 ,因此构造活动区具有较大尺度、结构连续且简单、介质均匀的断层 (或断层段 )是产生强震必备的构造条件 ,深部新生断层(盲断层 )向上撕裂扩展产生强震 ,尚需“弱层”提供“解耦”条件以便断层发生整体滑动。强震孕育过程中包含着凹凸体的破裂 ,断层面上凹凸体的尺度、强度及数量决定着前震活动的特征、强震动态破裂过程以及前兆现象。由断层分割的块体通过边界断层的交替滑动、以“框动”的方式运动 ,因此块体周边的断层上强震活动具有交替性。     

高邮凹陷断层控油气作用的多样性

在探讨高邮凹陷断层发育时期和分布特点的基础上,结合油气分布特点,分析了断层在油气成藏中的作用类型,并探讨了其作用机理。依据断层在油气生成、运移、聚集和分布环节中的作用,把断层分为控源断层、供烃断层、改向断层、成圈断层和调整破坏断层。控源断层控制有效烃源岩展布和生烃时期的早晚,高邮凹陷控源断层下降盘为有效烃源岩分布区,而且西部地区早于东部地区生烃;供烃断层控制油气主运移通道的走势,其陡断面和凸断面为高邮凹陷断裂带油气的主运移通道;改向断层影响油气的富集层位和油气富集区的位置,其对高邮凹陷油气分布的影响存在“分散”和“富集”两种效应;成圈断层控制圈闭的类型及分布;调整破坏断层导致圈闭充满程度和原油物性的改变,高邮凹陷调整破坏断层为盐城期和三垛期活动断层。高邮凹陷断层的多期性和多样性导致断层体系中各断层封闭性在时空上的差异性和多变性,从而形成对油气控制的多面性和复杂性。     

考虑地质演化过程的断层三维建模技术研究进展

断层的形成受地质演化过程影响,断层所处的应力场会对未来演化趋势产生影响.因此,断层建模不应仅对断层当前形态、属性进行准确刻画,还应涵盖断层演化及未来可能的趋势等动态过程.本文回顾了传统断层建模方法、断层表面模型、曲面拟合方法的研究现状及断层建模难点问题.研究基于地质演化过程的粗糙断层面建模方法、三维断层恢复及断层活动性...     

五家垄断层泥地球化学-矿物学特征及其地质意义

通过对绍断裂的次级构造,浙江省江山市五家垄3条小断层,F1、F2、F3断层泥和断层围岩扫描电子显微镜-X射线能谱、主量元素及铁的价态系统研究发现:F1、F2断层泥中发现了菱锰矿,显示该断层的早期活动中卷入了陡山沱组(Z2d)的含锰地层,断层泥中Na、Al、Si、Mg和Fe等活泼元素的含量变化较大。F1上、下盘以还原铁为主,断层泥以氧化铁为主;F2上盘以还原铁为主,断层泥和下盘以还原铁为主;F3断层均以氧化铁为主,指示断层近期不活动或者为地质块体内断层;而F1和F2断层围岩与断层泥氧化还原环境的差异性显示断层存在多期活动。     

应用断点移动法分析断层活动性

利用断点移动法可以定量分析断层活动性。断点移动法从断点移动距离、断点移动速率和断点移动角度3个方面综合分析断层活动性,具有精确表征断层在不同时期和不同部位的活动性、定位断层运动方向、判断断层活动类型和可操作性强等优点。运用断点移动法对柴达木盆地阿拉尔断层的活动性进行了精细解剖,阿拉尔断层各部位垂向移动距离和横向移动距离存在明显的差异性;断层活动强度在晚渐新世(E~2_3)及晚上新世(N~3_2)最大,中上新世(N~2_2)为活动最弱期;构造演化过程中,阿拉尔断层西部为高角度断层向低角度断层演化,断层中部和东部为低角度断层向高角度断层演化。     

五家垄断层泥地球化学-矿物学特征及其地质意义

通过对绍断裂的次级构造,浙江省江山市五家垄3条小断层,F1、F2、F3断层泥和断层围岩扫描电子显微镜-X射线能谱、主量元素及铁的价态系统研究发现:F1、F2断层泥中发现了菱锰矿,显示该断层的早期活动中卷入了陡山沱组(Z2d)的含锰地层,断层泥中Na、Al、Si、Mg和Fe等活泼元素的含量变化较大。F1上、下盘以还原铁为主,断层泥以氧化铁为主;F2上盘以还原铁为主,断层泥和下盘以还原铁为主;F3断层均以氧化铁为主,指示断层近期不活动或者为地质块体内断层;而F1和F2断层围岩与断层泥氧化还原环境的差异性显示断层存在多期活动。     

大陆拉伸构造区断裂构造的功能分类

在大陆拉伸构造区,各具功能的三组断层:伸展断层组、调整断层组、滑脱断层组,构成伸展链锁断层系,呈现出伸展构造的基本几何面貌。本文在指出各组断层的特征及鉴定标志后,论述了断层角色的空间转换,最后,建立了鲁西伸展链锁断层系。     

柴达木盆地阿拉尔断层几何学、运动学及其演化

柴达木盆地多个油气田发现于阿拉尔断层上、下盘地层,阿拉尔断层几何学、运动学及其演化特征对深入研究油气成藏规律具有重要意义。本文利用地震资料阐述阿拉尔断层几何学构造样式,提出断点移动法在垂向、横向和沿断面三向定量解释阿拉尔断层各时期移动距离、移动速率和移动角度,综合分析断层几何学和运动学进而探讨断层的演化特征。研究发现阿拉尔断层几何学构造样式具有分段性,各分段具有不同的运动类型,断层西段主要以抬升-挤压为主,断层中段出现明显的走滑-推覆特征,东段为断层上盘抬升及走滑运动所形成的派生断层。阿拉尔断层运动学特征具有多样性、分段性和推覆-抬升交互式。阿拉尔断层的整个演化过程经历了抬升、挤压、走滑、推覆等多种运动类型,正是在这种演化背景下,阿拉尔断层几何学和运动学在不同时期和不同位置存在多样性和分段性。     

陡倾矿体开采断层滑移引发覆岩失稳机理分析

断层是成矿构造中重要的边界因素,断层的稳定性对矿体以及上覆岩体的稳定性具有关键的影响。本文基于金川矿区Ⅲ号矿体开采诱发断层滑移导致覆岩失稳的实例,在对地表及井下变形特征调查分析的基础上,采用数值模拟方法对断层滑移过程进行了研究,模拟结果揭示了此次断层滑移过程中断层带应力场、位移场的演化特征。根据应力分布特点将断层失稳过程分为应力缓慢增长阶段、应力增长震荡阶段、应力快速增长阶段、应力峰值震荡阶段、断层初始滑移失稳阶段和断层快速滑移失稳阶段6个阶段。断层失稳滑移过程由变形量积累阶段和断层突然失稳阶段构成,变形量积累阶段又可以分为断层减速滑移、断层稳定滑移和断层加速滑移3个不同时期。     

矿井断层构造采动活化因素关联度分析

为研究断层活化因素的关联度,采用FLAC3D软件、DPS软件、SPSS20软件,通过数值模拟、灰色关联度分析以及单因素分析相结合的方式,列举了8种影响因素,分析了其对断层活化的影响程度,结果表明:所有因素关联度排序为采宽>采高>断层倾角>断层带宽度>采深>断层落差>回采步距>回采速度,且前四者对断层活化的影响程度远大于后四者。其中断层倾角、断层带宽度对断层活化的影响程度最大,确定为主控因素。分析了两者对断层活化的具体影响,发现倾角越大断层越易活化,断层带宽度越大断层越易活化。     

断层作用热模型及其对烃源岩热演化的影响

从盆地的应力状态分析入手,从断层摩擦生热的角度,建立了断层作用生热的定量模型。在此基础上,确定了断层摩擦产生的热量与断层的性质、深度、构造应力和流体压力等之间的定量关系,定量分析了断层摩擦生热对烃源岩热演化的影响。结果表明:断层作用的生热量主要决定于断层的深度,构造应力的大小、流体压力、断层的位移量、断面摩擦系数等;断层的活动速率对断层摩擦的生热量没有影响,但对断层带内产生的温度却起决定性的作用;在断层快速活动的条件下(地震型),断层摩擦生热虽然可以产生很高的温度,可以造成断层面附近岩石的局部熔融,但其影响范围和影响持续的时间是十分有限的。     

断层内部结构及其对封闭性的影响

先前的研究多考虑断层封堵和开启的2种极端状态,近来的研究认为,在多数情况下断层处于2种之间的状态,只有在静止期具有封闭能力的断层,才有可能对油气起封堵作用。分析断层对流体运移的影响,需要分析断层在演化过程中的内部结构特征。断层可以划分出破碎带、诱导裂缝带和围岩3部分,断层岩和伴生裂缝构成破碎带的主体部分。常见的断层岩包括断层角砾岩、断层泥和部分碎裂岩,它们充填在断层裂缝空间中,断层内部结构受断层形成时的构造应力性质、断层活动强度和围岩岩性因素的控制。从动态角度看,随着断距增加,断层活动伴随着裂缝的发育和岩石的破碎混杂,可用泥质源岩层厚度和断距的比值来划分不同的发育阶段。断层活动期为油气运移通道,在静止时表现出差异性的封闭,通常用断层渗透率和排替压力2个参数来定量评价断层的封闭程度。断层岩渗透率主要受断距、泥质含量、埋深等因素的控制;断层排替压力的预测方法有2种:一种是从断层岩成岩角度分析的"等效埋深法",另一种是分析实测排替压力与主控地质因素的"拟合法"。通过简化的断层模型,建立了渗透率、排替压力与主控因素的预测关系。和储层类似,流体在断层中的运移遵循多孔介质的渗流特征。利用断层两侧的流体压力和油气柱高度并不能直接评价封闭性能,还必须考虑油气充注史和流体压力变化历史。     

地质断层类型划分与工程抗震影响评价

地质断层与工程抗震关系密切,其主要内容是对发震断层的确定与断层地震效应问题。发震断层是指可能发生烈度为7度以上的地震而言,通过把断层划分为岩石圈、壳型、基底、盏层、表层五种断层类型工作,可以从众多的断层中划分出少量的发震断层而具有重要意义。地震过程中断层地震效应作用取决于断层两侧介质差异与断层垂直断距的大小。根据断层二侧介质的不同,可分为基岩与土层、基岩与基岩、土层与土层三个类型,再按断层垂直断距分亚类。通过断层地震效应类型的划分,可以有区别地对待不同断层有无地震效应及可能的强度,从而有利于断层的抗震评价工作,深入研究这项工作有重要意义。     

基于流固耦合的断层活化导水数值模拟研究

运用FLAC3D数值模拟软件,建立了包括断层影响带及断层破碎带的断层活化模型,以此开展安徽某井田SF15断层活化研究。通过对模拟过程中监测点数据统计分析,探究了SF15断层影响带、断层破碎带与断层上下盘位移、水压变化规律,并结合太原组灰岩含水层水压变化规律,明确了SF15断层活化机制。研究表明:随着工作面不断推进,断层上下盘位移、水压及位移差、水压差变化幅度均较小,受采动影响不明显。断层破碎带和断层影响带水压变化范围为0～0.89 Mpa,远小于太灰水初始水压,表明断层内水不是由断层导入;太灰水一直向顶部岩层导升,但没有发育到SF15断层,即采动影响下SF15断层没有活化。该结果对指导矿山安全生产提供了重要的参考依据。     

基底断层在断陷盆地断层系统发育中的作用——以苏北盆地南部高邮凹陷为例

苏北盆地南部的高邮凹陷,是一古近纪半地堑式断陷盆地。其中发育了近东西向、北东东向与北北东向3套断层系统。高邮凹陷基底存在着中三叠世末前陆变形所形成的北东东向逆冲断层与晚侏罗世北北东向左行平移断层。古近纪期间该凹陷处于近南北向拉伸的区域伸展应力状态,近东西向断层就是在此应力作用下新生的正断层。高邮凹陷边界上总体北东东向的真①断层、吴①断层与柳菱断层皆是追踪北东东与北北东向两组基底断层而发育的,并以前者为主。它们呈现为右行平移正断层活动,因而真①断层派生了3条左阶雁列状的真②断层。凹陷中、西部大量出现的北东东向断层,一方面是由于南、北边界上北东东向断层影响了局部应力状态,另一方面也有部分是复活的基底断层。凹陷内部北北东向断层皆为复活的基底断层,以活动早、规模小为特征。高邮凹陷各类基底断层的复活方式包括形成直接复活断层、派生雁列状断层、断续分布断层与连接断层。高邮凹陷断层系统的形成机制表明,区域应力状态与基底断层是决定断陷盆地内断层系统方位与活动方式的两个关键因素,基底断层的作用与影响是不容忽视的。     

三峡库首区仙女山等断裂活动性同位素测年研究

在仙女山、九湾溪两断层形变监测洞室中,通过对断裂带进行地质编录和对构造岩进行微观分析,挑选出断层泥与方解石两类样品进行热释光(TL)测年。同时对洞外披覆跨仙女山断层上的第四纪河流冲积物、断层一侧周坪河谷底上第四纪湖相纹泥夹碳化木及披覆跨九湾溪断层上的第四纪崩滑堆积体中滑带土进行测年。综合分析表明,仙女山断层与九湾溪断层新活动年龄与三峡地区区域断层基本一致,为距今22～23万年左右。最新活动年龄仙女山断层为16～19万年、九湾溪断层为14万年左右。最新活动年龄的下限值仙女山断层为14～16万年、九湾溪断层为13万年左右。晚更新世以来,两断层均没有活动迹象。九湾溪断层上的滑坡为外动力作用所致,并非该断层活动作用的结果。     

断层对采空区地表沉降影响的模拟

断层是影响采空区地表沉降的重要因素。针对这一问题,采用数值模拟的方法,建立矿山地层、断层和采空区的三维地质模型,对比有无断层时,采空区地表沉降的变化规律,并详细分析了断层倾角、断层与采空区相对位置关系、断层摩擦强度等因素对沉降规律的影响。研究表明：断层不仅对采空区沉降起放大作用,同时对地表沉降变形起隔断作用。断层的存在使地表塌陷盆地中心向断层方向偏移。断层倾角在40°~50°时,地表沉降量出现最大值;断层倾角在35°~40°时,采空区顶板下沉量出现最大值。随着断层抗剪强度的减弱,采空区地表沉降量增大;但当断层的内摩擦角大于或等于周围地层的内摩擦角时,断层内摩擦角的增大对地表沉降量的影响不明显。     

地质剖面图中复杂断层的自动生成方法

为实现地质剖面图中复杂断层的自动生成,通过分析断层数据类型,实现断层数据规范化处理;分析断层自身的基本要素(断点、断距、性质、走向、倾向、与地层的切割、错动关系等),提出采用“复原法”构建单一断层模型的方法;依据复杂断层的空间拓扑关系及其重要性,划分断层级别,理顺断层之间、断层与地层之间的关系,探索出地质剖面图中复杂断层的自动生成方法。通过开滦某煤矿的地质数据验证了该方法的有效性。该方法可依据用户需要,生成任意方向的地质剖面数据,为基于剖面的三维建模提供了充足的原始建模数据。