DRY-1B型电容分量式钻孔应变仪关键技术与应用

文章简述了DRY-1B型电容分量式钻孔应变仪(简称“钻孔应变仪”)的理论基础，攻关了微位移感知、降噪、控温、性能测试、标定等关键技术，并通过了性能测试，标定结果表明：该应变仪达到了高分辨率(≥5×10^-11ε)、宽频带(10～100 Hz可选)、大动态范围(≥1×10^-3ε)、24位AD记录、低功耗(<3 W)等技术指标，其性能优于同期美国PBO和日本同类钻孔应变仪，是一款国际领先的地壳运动长期观测仪器，基本能够满足地壳长期应变缓慢积累的蠕变运动和短期应变快速变化的地震火山活动等观测需求。2008年以来，通过20余个地应力台站的应用，该钻孔应变仪记录到大量的地壳形变、断裂活动、同震应变波、应变阶跃、矿压活动等应变信息，并以北长山地应力台站应变监测数据自洽性检验和土耳其地震映震能力分析为例发现：北长山地应力台站电容传感器1#+3#和2#+4#元件应变曲线总体平稳，相关系数R²达到0.95;1#-3#和2#-4#元件的差应变年变化速率为10^-8量级，反映出长岛地区以剪切应力为主，且处于地震活动相对...     

基于黏弹性本构性能的隧道围岩变形预测研究

针对Ⅲ、Ⅳ级围岩,以江西高速公路隧道为背景,采用弹-黏塑性有限单元法分析预测不同类别隧道围岩变形。选取现场Ⅲ、Ⅳ级围岩进行室内剪切流变试验,分析得到Ⅲ、Ⅳ类岩样流变试验曲线与广义Kelvin 模型的流变曲线吻合较好。基于广义Kelvin模型,推导出黏弹性模型复杂应力状态下的应力-应变关系。采用施工过程的黏弹性动态反分析法计算围岩参数,结合反演参数对预测隧道围岩变形进行预测分析。研究成果已应用于实际隧道工程中,指导、修正设计和施工参数,可为安全施工提供合理依据。     

储层“相控”流动单元及在分析潜在剩余油分布中的应用:以长春油田C区块为例

在测井二次解释和地层精细对比的基础上,本文建立了岩芯-测井相模式并编制了单砂层平面沉积微相图。依据孔隙度、渗透率和有效厚度参数,采用H·K/φ作为主控物因数划分出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ共4类流动单元并以"相控"法确定了平面流动单元类型分布。流动单元Ⅰ和Ⅱ类为高效渗流单元,即水淹单元,Ⅲ和Ⅳ类流动单元为低效渗流单元,即潜在剩余油存在单元,并由此确定了河间和河道内部剩余油分布区,为油田高含水阶段利用常规资料精细分析剩余油分布提供了新思路。     

构造煤结构演化及其应力-应变环境

基于不同变形类型和程度煤样品的X 射线衍射分析（XRD）,研究了构造煤的结构演化及其应力- 应变环境。结果显示, 弱变形构造煤芳香结构参数面网间距（d 002）随煤化程度增高呈阶跃式减小,阶跃点为最大油浸镜质组反射率等于0.69% 左 右,阶跃点后变化不大;鳞片煤Ⅱ的面网间距最小,揉皱糜棱煤与片状碎裂煤Ⅱ相当,介于弱变形构造煤与鳞片煤Ⅱ之间, 揉皱煤的面网间距稍大于揉皱糜棱煤;堆砌度随煤芳香结构演化与面网间距协调变化。认为应力- 应变作用类型和程度的 差异控制了不同变形类型和程度构造煤的形成,应力- 应变作用不仅改变煤体宏观和微观结构,也影响着煤芳香结构的演 化,且不同类型和程度应力－应变作用的影响程度存在较大差异。形成构造煤的应力- 应变环境可分为脆性碎裂变形环境、 韧性变形环境和剪切变形环境三类。弱和中等脆性碎裂变形作用对煤芳香结构影响不大;韧性和剪切变形作用分别以一定 的温压条件和定向的应力作用为主要特征,前者有利于煤中杂原子团的脱落和新芳环的形成,后者有助于煤中分子结构的 有序化,均可促进煤中芳核的生长。     

松辽盆地营城组火山岩储层流动单元特征和控制因素

根据孔隙度、渗透率、储层品质指数(RQI)、流动层带指数(FZI)4个参数对XS1井区白垩系营城组火山岩的388个样品进行聚类分析,通过对聚类结果与各井产气情况的对比将储层流动单元划分为4类,所占比例依次为39.2%(Ⅲ类)、33.2%(Ⅱ类)、25.0%(Ⅰ类)、2.6%(Ⅳ类)。Ⅰ类储层流动单元多为高孔高渗、高孔中渗和中孔高渗储层,厚度范围为10～20m;Ⅱ类储层流动单元多为中孔高渗、高孔中渗和低孔高渗储层,厚度范围为10～47m;Ⅲ类储层流动单元多为中孔高渗、中孔低渗和低孔中渗储层,厚度范围为11～86m;Ⅳ类储层流动单元为低孔低渗和特低孔特低渗储层,厚度小于10m。火山岩储层流动单元发育和分布受火山机构相带和火山岩亚相的控制,表现为火山口-近火山口相带成为Ⅰ、Ⅱ类储层流动单元的机率最大,近源相带成为Ⅱ、Ⅲ类储层流动单元的机率最大,远源相带成为Ⅲ类和Ⅳ类储层流动单元的机率最大。原生气孔发育的上部亚相和粒间孔发育的热碎屑流亚相形成Ⅰ类储层流动单元的机率最大,原生孔隙不发育的空落亚相和下部亚相形成Ⅲ类储层流动单元的机率大。实现了火山岩储层流动单元的单井识别,为其三维模型的建立提供依据。     

锦45块储层流动单元

正确地划分储层流动单元,对预测剩余油分布、调整开发方案、提高采收率都具有重要意义。采用多参数的聚类分析和模糊综合评价相结合的方法进行储层流动单元的划分,在此基础上应用BP网络技术对流动单元进行预测。研究表明,本区储层可以划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4类流动单元:其中Ⅰ类是该区储集性能最好的储层流动单元,虽然开发程度较高,大部分井已经关闭,但个别井目前仍具有一定的生产能力;Ⅱ类是该区储集性能较好的储层流动单元,水淹的程度较低,还存有一定的剩余油,是目前油田生产的主要区域;Ⅲ类是该区储集性能较差的流动单元,开发效果一般,动用程度较差,所以是油田进一步挖潜的区域;Ⅳ类是该区储集性能最差的流动单元,原始含油性很差,因此不是剩余油分布的主要区域。对各类流动单元特征进行了精细的分析,为油田综合治理提供了详细的地质依据。     

隔离非线性平面应变单元模型及其在Drucker-Prager模型中的应用

提出了一种基于隔离非线性理论的平面应变单元分析模型。对于线性的四边形等参单元,采用2×2个高斯积分点作为单元的非线性应变插值点。考虑到平面应变单元面外无应变分量存在,故仅在面内的3个方向建立非线性应变场以及相应的控制方程。采用Woodbury公式与组合近似法联合求解控制方程,使得整个非线性分析过程仅为多次的初始弹性刚度矩阵回代计算以及稀疏矩阵与向量的乘积,极大地提高了控制方程的求解效率。基于时间复杂度的计算效率分析表明:所提算法的计算效率相对传统变刚度法显著提高,且相对于精确的Woodbury公式,则大大提高了非线性自由度的临界比例。将Drucker-Prager准则的转移应力解析解法用于典型平面应变模型的非线性分析,数值算例验证了平面应变单元模型的正确性以及算法的高效性,为平面应变类型的非线性分析提供了一种新思路。     

金川超基性岩体可分解为“南岩带”与“北岩带”

金川超基性岩体可分解为"南岩带"与"北岩带"."南岩带"由Ⅱ、Ⅳ号小岩体组成,"北岩带"由Ⅰ、Ⅲ号小岩体组成,南、北岩带分别位于大理岩构造透镜体的南、北两侧.在超基性岩体侵位前,古元古代地层产生了高角闪岩相峰值变质变形,顺大理岩层发育逆冲推覆型韧性剪切滑动系统,形成了变质带倒置的层状变质岩片、构造混合岩、剪切流变褶皱及...     

巴姆地震变形场和应力场：Ⅰ．用差分干涉雷达和Okada方法求解

本文对2003年12月26日伊朗东南部克尔曼省巴姆地区发生的6．6级地震产生的位移场、应变场和应力降分布进行了定量研究。首先从差分干涉雷达（D—InSAR）出发,求解出此次地震的同震干涉条纹和雷达视线方向的位移场,并从雷达干涉的相干图上清楚的观察到了发震断层的痕迹,得出此次地震的发震断层是巴姆断层以西的隐伏断层的结论。然后结合Harvard的CMT（震源机制解）结果、Nakamura的断层结果（Arg—e—Bam隐伏断层）以及本文D—InSAR求解出的发震断层结果,利用Okada程序,计算出此次地震的北、东、垂向三个位移分量,投影得到雷达视线方向的位移,将投影结果与由D—InSAR得到的位移场比较,看到我们所讨论的断层模式可以很好的解释差分干涉雷达的观测结果,可以合理的解释Arg—e—Bam隐伏断层为此次地震的发震破裂断层。通过分析地震的破坏程度分布图,隐伏断层为发震断层的解释可以很好的符合巴姆地震的等震分布图。最后,本文利用Okada程序计算得到了此次地震所产生的应变场和应力降场。     

FLAC 3D 强度折减理论在边坡稳定分析中的应用

FLAC3D 是岩土工程中广泛应用的软件。本文主要介绍强度折减理论的基本原理,利用基于强度折减法的FLAC3D 软件,对某高速公路K377 + 230 ～ K377 + 520 段滑坡体进行数值模拟。计算边坡在自重作用达到初始化平衡状态时,边坡的横向与竖直方向的应力与位移,分析出边坡的破坏机制为牵引式滑坡,通过强度折减理论计算出边坡的稳定系数为0. 97,由剪切应变增量云图确定边坡的滑动面。     

花岗岩巴西劈裂渐进破坏特征与能量演化研究

既有的巴西劈裂试验与模拟研究多集中在宏观破坏模式与细观演化规律上,对劈裂渐进过程的能量演化特征的分析较少。结合数字图像相关技术(DIC)与声发射实时监测,开展花岗岩的巴西劈裂实验。首先分析实验过程中,岩石破裂模式与破裂尺度的演化规律。在此基础上,采用颗粒流程序(PFC2D)对劈裂试验过程进行数值模拟,分析实验过程中内部裂纹演化过程的能量特征。试验与数值模拟对比结果表明:加载过程中岩样的损伤变化一共经历了4个阶段,即裂隙压密阶段(Ⅰ)、裂纹萌生阶段(Ⅱ)、裂纹扩展阶段(Ⅲ)、峰后破坏阶段(Ⅳ)。试样在裂隙萌生和裂纹扩展阶段以拉张型微破裂为主,裂纹扩展阶段后期产生剪切型破裂,并在加载直径方向形成大尺度裂纹并贯穿整个圆盘形成宏观破坏;试样在裂隙压密和萌生阶段几乎无耗散能,外力所做功几乎都转为岩体内可释放应变能,在破裂扩展后期应变能快速释放,声发射能量在峰值应力附近时达到最大值,峰后破坏阶段试件的可释放应变能快速减小,能量通过形成大量新裂面被耗散掉。     

准噶尔盆地新生代构造应力对石炭纪火山岩构造裂缝发育的控制

构造裂缝的发育对改善储层的储渗条件有着重要的作用,特别是火山岩这种非传统储层,构造裂缝的发育是其成为有效储层的必要条件。本文主要借助构造应力场有限元数值模拟这一成熟的方法对准噶尔盆地石炭纪火山岩构造裂缝的发育状况进行预测。其两个主要的步骤是首先对区域构造应力场进行模拟计算,然后结合岩石的强度指标判断构造裂缝的发育状况。通过对准噶尔盆地地质背景和构造演化的分析,明确了新生代构造应力场的的决定性作用和石炭纪火山岩的分布区域(划分出六个区域),建立了数值模拟的计算模型、确定了边界条件与载荷。通过二维有限元数值模拟(应用Ansys软件)得到了新生代盆地应力场的分布特征和应力值。结合岩石强度指标,对火山岩构造裂缝(张裂缝和剪裂缝)的发育进行了预测并圈出相应的区域,主要为盆地西北缘、中央坳陷中部、滴西1东部,彩参2周缘、大井-将军庙等地区,对石炭纪火山岩的油气勘探战略选区, 优化勘探部署具有重要指导意义。     

胶东三山岛金矿床黄铁矿显微结构和微量元素特征:对金富集机制的指示

三山岛金矿床是位于胶东金矿集区西北部的超大型破碎带蚀变岩型金矿床.该矿床细致的矿相学及元素地球化学研究尚有不足,限制了对其金富集机制及过程的理解.基于野外地质调查和室内矿相学研究将该矿床划分为4个成矿阶段:石英?绢云母?黄铁矿阶段(I)、石英?金?黄铁矿阶段(I I)、石英?金?多金属硫化物阶段(I I I)和碳酸盐?...     

山东省胶东半岛新立金矿床成因

胶东半岛西北部三山岛-仓上断裂带的新立金矿床是典型的蚀变岩型金矿床。对新立金矿床的矿床地质特征和流体包裹体特征开展研究, 分析了新立金矿床的成矿流体特征, 明确新立金矿床的成因。矿床的矿化阶段划分为Ⅰ黄铁绢英岩阶段、Ⅱ石英-黄铁矿阶段、Ⅲ石英-多金属硫化物阶段和Ⅳ石英-碳酸盐阶段。将新立金矿床中的流体包裹体划分为单相液相包裹体(Ⅰ-l型)、单相气相包裹体(Ⅰ-g型)、两相富液相包裹体(Ⅱ-l型, V/V+L < 50%)、两相富气相包裹体(Ⅱ-g型, V/V+L>50%)和CO2-H2O三相包裹体(Ⅲ型, VCO2+LCO2+LH2O)。阶段Ⅰ中发育Ⅰ-l、Ⅰ-g、Ⅱ-l、Ⅱ-g和Ⅲ型流体包裹体, 均一温度为201~378℃, 盐度变化为3.06%~13.83%NaCl.eqv.; 阶段Ⅱ中发育Ⅰ-l、Ⅱ-l、Ⅱ-g和Ⅲ型流体包裹体, 均一温度为144~355℃, 盐度变化为2.07%~13.45%NaCl.eqv.; 阶段Ⅲ中发育Ⅰ-l、Ⅱ-l、Ⅱ-g和Ⅲ型流体包裹体, 均一温度为108~299℃, 盐度变化为0.35%~11.61%NaCl.eqv.; 阶段Ⅳ中发育Ⅱ-l、Ⅱ-g和Ⅲ型流体包裹体, 均一温度为102~236℃, 盐度变化为0.35%~10.49%NaCl.eqv.。激光拉曼光谱分析表明, 流体包裹体的成分为CO2、H2O和少量的CH4, 成矿流体为中-低温、低盐度的NaCl-CO2-H2O±CH4流体体系。新立金矿床阶段Ⅰ中δ18O水SMOW为4.86‰~6.04‰, δDSMOW为-72.49‰~-69.27‰, 表明成矿流体主要来自岩浆水。黄铁矿中δ34SCDT为10.8‰~13.2‰, 方铅矿中δ34SCDT为7.7‰, 新立金矿床的成矿物质硫元素可能直接来源于郭家岭花岗岩。成矿过程中随着成矿流体温度的降低, 成矿流体与围岩发生反应及流体的不混溶作用使流体发生相分离作用导致金的沉淀, 成因类型是与岩浆热液有关的脉状金矿床。     

塔里木盆地哈拉哈塘地区石炭系东河砂岩段碳酸盐胶结物沉积特征及其成因

塔里木盆地石炭系东河砂岩是我国典型的深埋海相碎屑岩优质储层,储集砂体物性好,但受碳酸盐胶结物影响导致非均质性较强。为了更准确地预测优质储层发育带,通过精细岩心观察、大量薄片鉴定及碳氧同位素和阴极发光资料分析,对哈拉哈塘地区石炭系东河砂岩段碳酸盐胶结物宏观及微观沉积特征和成因进行了研究。研究发现：前滨及上临滨相带砂岩含油性较好,不含油的含碳酸盐胶结物砂层主要有Ⅰ类生物潜穴型、Ⅱ类层理纹层型、Ⅲ类薄层灰质砂岩型和Ⅳ类钙质砂岩团块型4种岩性组合;碳酸盐胶结物主要类型为方解石,其次为铁方解石,主要填充在溶蚀粒间孔及碎屑颗粒粒内溶孔中。东河砂岩储层中碳酸盐胶结物主要为有机酸脱羧成因,常见于Ⅱ、Ⅲ类岩性组合;少量生物成因及沉积暴露成因,主要见于Ⅰ类和Ⅳ类岩性组合。研究区碳酸盐胶结物δ¹³C较高的关键原因是东侧轮南低凸起的奥陶系碳酸盐岩地层侵蚀溶蚀供给。     

藏北羊湖地区孢粉组合及其1.3万年以来的古气候变化

近年在羊湖地区全新世沉积物中采获了大量的孢粉化石,依据孢粉的种类、含量变化及年龄值划分了孢粉组合带,建立了孢粉组合序列,识别出3个气候变化旋回,初步分析了该地区1.3万年以来的古气候变化规律,具有环境研究意义。     

广安气田产能特征及其控制因素研究

广安气田勘探开发层位为上三叠统须家河组须六段和须四段。储层砂体为三角洲分流河道、水下分流河道和河口坝沉积,为典型低孔、低渗孔隙型储层。气藏分布受构造和或岩性控制,发育了构造气藏、构造—岩性气藏和岩性气藏。为指导气田开发井位部署与合理配产,根据试采资料研究了气井产能特征,并把气井产能划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ4大类7亚类,各类气井产能差异大,产水量差异也大,其中Ⅰ类、Ⅱ_1亚类和Ⅲ_1亚类气井产能较好或较稳定。通过分析控制广安气田气井产能的因素,认识到储层沉积微相、单井动储量、构造位置、产水量与工艺措施对气井产能有重要影响。在水动力强的分流河道、水下分流河道和河口坝沉积相带中,单井控制动储量越大,构造位置越高,产水量越小,压裂和储层保护措施相对合理,气井往往具有较高产能。     

裂隙岩体渗透结构类型分析

岩体的渗透结构控制着裂隙岩体的宏观渗透特征,而控制着岩体渗透结构类型的地质因素却是复杂多样。在实际工程岩体中,裂隙岩体的渗透结构通常是由基本渗透结构经过组合叠加而形成的复合渗透结构类型。本文通过野外调研和室内统计分析,总结了裂隙岩体中广泛存在的5种基本渗透结构类型及其4种组合形式的复合渗透结构类型及其渗流特征,分别归为Ⅰ-Ⅱ型、Ⅲ-Ⅳ型、Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型和Ⅰ-Ⅲ-Ⅳ型。并选择一工程实例,运用裂隙岩体复合渗透结构类型的分析方法,分析了西南某水电站主厂房和开关站边坡岩体的复合渗透结构类型以Ⅲ-Ⅳ型和Ⅰ-Ⅲ-Ⅳ型为主,更符合实际情况。     

日本MW9.0级地震同震位移场和应力场的有限元模拟

根据同震位移GPS观测数据, 利用有限元法反演了2011年3月11日本MW9.0级地震的断层滑移模式。在此基础上, 计算了日本MW9.0级地震引起的同震位移场和应力场, 给出了位移和应力的分布, 分析了他们的变化规律并与实测结果进行了对比。计算结果表明: 日本MW9.0级地震的静态断层滑移量最大可达25 m。地震引起断层上盘向东位移, 最大位移在震中附近, 可达24.25 m, 日本东北地区向东位移最大可达6 m。震后地表隆起, 隆起幅度可达5.6 m, 隆起的最高点也在震中附近。日本东北地区东海岸附近有一下沉带, 下沉量可达0.8 m。同震地表位移的计算值与GPS测量结果基本一致。地震引起应力变化, 导致震后应力下降。应力变化是不均匀的, 在震中附近约为9.9 MPa, 在深处可达32 MPa, 在日本东北地区地表应力变化小于4.4 MPa。地震引起的应力变化主要是水平应力, 垂直应力基本不变。