地壳动力学在石油开发中的应用(二)——构造应力场与石油运移

一、引言石油在孔渗性差的细屑岩中以分散状态生成后,储集到孔渗性好的粗粒裂隙岩中呈聚集状态要经过复杂的运移过程。富含粒隙、裂隙和溶隙的渗透层、不整合风化壳和断层构成了石油的运移层。石油可以从生油层经运移层进入储集层或直接进入储集层,并在储集层内再聚集而成油藏。在储集层内聚集后,因条件变化可发生再运移,形成差异聚集或破坏油藏。     

地壳动力学在石油开发中的应用(五)——构造应力场与石油开采

油田应力场有空间上的复杂性和时间上的多变性,对石油生、运、储、勘、采的作用各有时空上的特点。油田应力场在高渗油田、低渗油田和稠油油田的开采中都有重要作用,是石油开采必备的基础性资料和重要依据。     

地壳动力学在石油开发中的应用(六)——构造应力场与钻井稳定

构造应力场的作用是影响钻井稳定的主要原因,它造成井壁破坏、套管破损、油井出砂,以致停产报废,是对石油生产有一定负面影响的重要因素。     

MATLAB在构造应力场研究中的应用

MATLAB是目前应用最广的科学计算软件之一,利用MATLAB的偏微分方程工具箱(PDE Toolbox)可以求解弹性力学的平面问题.文章利用MATLAB来解决构造应力场的一些问题,在PDE TOOL GUI中求出了简单剪切构造应力场的主应力分布及圆孔附近应力重新分布情况.     

电子背散射衍射(EBSD)技术在地壳构造变形研究中的应用

电子背散射衍射(EBSD)技术是岩组学研究的一项革命性新技术。该技术可以对传统的岩石薄片进行分析,实用性高,观测精度达到亚微米级别。配合扫描电子显微镜、阴极发光、波谱、能谱分析设备,EBSD技术可以对透明和非透明的任何对称性晶体进行取向测量,快速获取晶体显微结构、微区成分与晶体学参数,可以对晶体开展形貌观察、晶体优选方向(CPO)、取向差分析、物相鉴定、应变测量、晶界分析、变形机制、位错滑移系、晶内变形、温压条件研究。结合聚焦离子束(FIB)技术,可以获取矿物的三维结构图像。对地壳的主要矿物进行组构分析,结合野外矿物变形特征与试验岩石学研究成果,可以开展地壳构造运动学、动力学的研究。本文介绍岩组学的研究历史,以及EBSD技术在地壳常见矿物石英、钾长石、斜长石、角闪石以及假熔岩构造变形研究中的最新进展与典型实例,并对EBSD研究结果中一些潜在的不确定性因素进行了讨论。     

构造应力场在隐蔽性油气藏勘探中的应用

摘 要　 通过对构造应力场与低渗透储层中裂缝分布、油气运移和聚集以及断层纵向封闭性 之间关系的分析‚说明根据构造应力场的分布‚不仅可以定量预测裂缝性油气藏的分布规律 以及油气的运移方向与聚集场所‚而且还可定量评价断层的封闭性。因此‚从构造应力场的 角度对油气的分布进行评价和预测‚将对隐蔽性油气藏的勘探具有指导作用。     

地壳生长、大陆构造与大规模石油聚集

产生大陆壳的过程与产生其构造的过程截然不同。记载的陆壳最老年龄为4.0Ga,而其平均年龄仅约2.0Ga。这说明:(1)大陆壳的体积在地质历史时期内保持衡定,而只是不同部分因俯冲作用而产生或消减(分别为岩浆作用和循环进入地幔);或者(2)由于岩浆作用发育而几乎没有或根本没有地壳物质循环进入地幔,因此陆壳的体积随时问的持续在不断增加。稳态模式很类似于大洋壳的状况,后者现在具有55Ma的平均年龄,其循环间隔为110Ma。虽然密度大的洋壳易于俯冲,但对于陆壳俯冲的存在与否及其机理尚不很明确。     

微生物在石油生成中的作用(一)--降解和去含氧基团

近20~30年来,高温微生物学研究取得了迅猛发展,已发现高温菌（大于50℃~60℃）约70个属140种。最适合生长的温度普遍在60℃或80℃以上,最高生长温度可达110℃~113℃。在沉积物的浅层至深层,由低温至高温都广泛分布着厌氧微生物群体。它们分布在深层水中或岩石表面,包括各种分解菌、产氢菌、产甲烷菌等。这些菌种生存的温度同石油生成的主要温度段（60℃~100℃）大体相同。微生物是单细胞生物,个体小,结构简单。当环境变化时,每个细胞能直接感受到环境的刺激,更易发生适应作用,发生遗传上的变异。高温、高压、高盐环境成为嗜热菌生存的良好环境。嗜热菌的大量发现为认识生命起源、油气藏的形成提供了坚实的理论基础。沉积物中有机质转化成石油是由大分子有机质（分子量可达数万至数十万）降解成中、低分子化合物的过程,由有机质富含含氧基团、杂原子变成基本不含含氧基团的过程。这些功能主要是由微生物作用完成的。碳是构成生命的核心原子,微生物需要从有机质中吸取碳源组成细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等细胞物质。大分子有机质需逐步分解成简单的有机质才能被微生物吸收,如蛋白质分解成二肽,碳水化合物水解成单糖便可被微生物利用。厌氧微生物不断获取碳使有机质逐步变成简单化合物。微生物的厌氧呼吸使有机质中的含氧化合物减少,形成一些较原来基质更为还原的化合物。在沉积物的厌氧呼吸中,作为最终电子受体的物质是有机物结构上的羟基、羧基等官能团,除去含氧基团便形成了烃类。     

有限元分析法在红车断裂带构造应力场中的应用

运用有限元分析法对准噶尔盆地西北缘红车断裂带三叠—新近系现今构造应力场进行数字模拟,结果显示,三叠—新近系整体处于张性环境.勘探证实,在强张应力分布区探井多见油气,是油气储集和聚集区.红车断裂带三叠—白垩系强张应力区主要分布在西北部边缘,该区域处于构造隆起部位,发育复杂断层体系,形成大量局部构造圈闭,且有大量张性和张扭性裂缝发育,是储集油气有利构造应力场区.新近系强张应力区主要分布在南部,可形成局部构造圈闭,发育张性和张扭性裂缝,具备形成油气藏构造应力场条件.     

地壳中的应力与拆离构造

这里所说的应力是沿先存断裂(断层和节理)滑动所需要的应力,即变形方式本质上为脆性。这是应力的上限,因为很弱的岩石(如片岩、页岩)在很小的应力下便发生变形。该应力可由下式给出:τ=μσn式中μ为摩擦系数。该关系式便是大家所熟知的Byerlee定律。就我所知,Byerlee不是最早发现这一关系者,最早是由德温斯(译音)提出的。Sibson(1977)在《自然》杂志中将这一定律运用于形成正断层、逆断层和平移断层对可能存在的应力分布(图1)。马杏垣教     

重力和构造力在地壳中的作用

本文对于“上覆岩石重力数值等同于静水压力数值”的认识提出了新的看法，地壳中应力场Ｔ可以看成是一个静水压力Ｐ和一个差应力σ的复合、则静水压力Ｐ是由重力附加静水压力ＰＲ和构造力附加静水压力ＰＳ两者叠合而成，而不仅仅是来自上覆岩石的总重量，有限元模型计算表明，在同样外力条件下，从挤压变形带，剪切变形带到引张变形带中的各带构造附加静水压力值呈降低变化，即ＰＣ〉ＰＺｈ〉Ｐｔ，因而构造附加静水压力得造成局部静     

煤镜质组反射率各向异性特征在构造应力场分析中的应用

煤镜质组反射率各向异性分析,是研究煤田构造应力场的一种有效方法。本文阐述了镜质组反射率各向异性的成因、取样、测量以及资料的处理方法。通过洪山殿煤矿区的镜质组反射率各向异性分析,得出了本区存在多期构造应力场叠加的结论。     

全球陨击构造信息系统(EMISIS)的开发与应用

陨石、彗星、小行星对地球的撞击作用是 2 0世纪末及2 1世纪初的地学界、天文界以及其他科技界一个研究热点。结合我们对这一课题的研究需要 ,我们编制了全球陨击构造信息系统 (Ｅａｒｔｈｍｅｔｅｏｒｉｔｅｉｍｐａｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ ,ＥＭＩＳＩＳ)。我们使用了关系型数据库作基础 ,以Ｍｉ ｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＦｏｘｐｒｏ 6.0等软件为开发工具 ,经过近两年的努力工作编制而成。笔者在 2 0 0 0年 8月之后 ,于巴西召开的第 3 1届ＩＧＣ国际地质大会收集到各国学者发表的有关陨石、彗星、…     

水平井钻井技术及其在石油开发中的应用

本文介绍了水平井的优点及应用范围,论述了水平井的施工技术,并结合钻井工程实例,详细说明了水平井钻井技术在石油开发中的应用。     

构造应力场研究及其在区域地质调查工作中的意义

不少人认为,区域地质调查的主要目的是进行区域成矿预测。为了搞好区域成矿预测工作,必须弄清其地质构造背景,即首先必须弄清该地区的地质构造发展历史。只有确切地弄清区域地质构造的发展历史,才可能深入地探讨在不同时间和不同空间中各类矿产的形成规律,进行矿产予测,指出找矿方向,然而,应该说这方面的研究在区域地质调查中,至今还存在不少问题。     

微生物在石油生成中的作用(二)--氢代谢及多源输入

产氢菌的发现是近代微生物学研究的一大重要进展。地质体中的氢代谢（氢的生成和利用）是微生物降解有机质形成烃类的重要环节。在石油生成过程中,氢是重要的中间产物及主产物。大分子化合物分解为小分子化合物、脱去含氧基团、烯烃成为饱和烃均需要补充氢。没有氢代谢便没有石油的大量生成。产氢菌含有氢化酶,具有生成H₂的能力。一部分微生物在降解有机质的过程中形成H₂,另一部分微生物利用H₂进行生命活动,产氢耗氢一直处于一种稳定的动态平衡,产氢微生物只有在耗氢微生物存在下才能生长。耗氢微生物的耗氢作用又促进了产氢反应的连续进行,这种微生物的互营联合,发生在石油形成过程中的各个阶段。氢转移是厌氧降解有机质区别于有氧降解有机质的最重要特征。微生物生长繁殖受温度、营养及沉积环境的影响,从浅层至深层,微生物种群不断更替,原有的种群因环境改变而死亡,新的种群又会大量繁殖,死亡的微生物输入至沉积层便成为烃类。酶是一种具有催化活性的蛋白质,微生物的一切生命活动都离不开酶。一种酶只能催化一种反应或一类反应的完成,各阶段都有独特的酶系统,酶在完成专属代谢途径后,可转化成石油组分,如叶绿素转化成甲烷菌F430辅酶,再转化成卟啉。地层温度促进了有机质热裂解,使有机质中的C-C键断裂发生得更加频繁;厌氧微生物的降解作用也使有机质发生降解。二者方向相同,互为融合,使有机质的裂解加速。微生物对有机质改造形成烃类,其中脱去含氧官能团、产氢用氢形成饱和烃等作用,对讨论石油和天然气的形成具有重要意义。     

石油地质新方法在勘探开发中的应用分析——评《石油地质概论》

《石油地质概论》一书通过分析石油勘探现状,研究石油地质认知发展趋势,并对石油地质新方法,在勘探开发中的应用进行了详细阐述,能为石油地质新方法在勘探开发中的应用研究提供指导.     

壳-幔动力学与活化构造(地洼)理论

壳-幔动力学是地球内部物理学和大地构造演化的重要研究方向之一。本文从地球物理角度出发,以物理概念和数学描述相结合的定量方式,对陈国达院士生前所创建的活化构造(地洼)理论研究中的某些地球深部动力学问题进行了较系统的综合评述和探讨。主要论题包括岩石圈的性质与物理学、地幔流变学、重力与均衡理论、地球的温度和热传递,诸如热传导、物质的物理运动所引起的热传输、地球内部的热对流及地幔柱的形成和作用等。作者特别强调了构造演化的定量分析问题,如热时间常数、热应力与其它力源、水平运动与垂直运动的关系,以及地壳断裂作用。岩石圈的构造作用与演化是与深部热运动有关的水平 (压缩和扩张)应力和由地壳厚度差异所导致的垂直应力差的共同结果。热应力的构造意义主要表现为短时间尺度的脆性断裂或柔性应变松弛过程。局部对流机制对活化构造(地洼)研究值得重视。