热冲击后花岗岩劈裂面的微观特征

对于高放射性核废物地下处置库设计而言,宿主岩石的热力学特性的研究受到人们广泛地注意.花岗岩在热冲击的高温氧化环境下变成了一个风化的含大量微缺陷的材料,对于其破裂面的微观特征观察     

地下构筑物内空气氡浓度监测及影响因素分析研究

氡是地下构筑物中广泛存在的一种放射性污染物,因潜在危害大、健康风险高而备受关注.为探明氡浓度影响规律,制定针对性防控措施,通过监测两类6个地下构筑物内空气氡浓度,研究了氡浓度影响因素.监测结果表明,除4#构筑物存在短时氡浓度超标现象外,其他5个地下构筑物氡浓度均符合有关标准要求.分析研究发现,构筑物内空气氡浓度水平与以下因素有关：(1)工程地质.B区地层岩性比A区更有利于形成较高氡浓度,且B区地下水比A区埋深更浅、更丰富,更利于地层深处的氡迁移和扩散至地表,故B区构筑物内氡浓度普遍较高;(2)部位埋深.岩土中氡浓度随岩土深度的增加呈现上升趋势,且靠近外侧的口部通风状况优于中段和内侧,有利于空气中氡的扩散稀释,故构筑物埋深越浅,其氡浓度越小;(3)施工活动.现场凿挖岩体会释放氡,增加氡浓度;施工产生的扬尘进入测氡仪电离室腔体内,造成计数误差增大;(4)被覆状态.被覆层能够阻止氡的析出,厚度越厚,氡析出率越小;(5)建造样式.坑道式构筑物四面均被岩石包围,而覆土式构筑物只有底面为岩石,前者比后者更容易形成高氡环境.     

成像测井解释模式在基岩油气藏裂缝性储层的应用研究

基岩油气藏裂缝性储层具有复杂的储集空间和储层非均质性,为了实现对基岩油气藏储层的精细评价,以地层微电阻率扫描成像测井和井周声波成像测井资料为核心,通过岩心资料标定,结合录井、常规测井、试油、地质等实际资料,系统建立了基岩油气藏变质岩储层的成像测井解释模式.根据成像测井模式的识别实现了对基岩油气藏特征的认识、准确的裂缝分析和现今地应力场分析.分析结果表明,研究区基底变质岩地层中基本以基岩内幕油气藏为主;裂缝以中高角度缝、网状裂缝为主,其主要走向与井旁断层走向大致平行,属纵裂缝;裂缝主要发育在东西两侧靠近断层、近源的构造陡坡上;现今最大水平主应力方向主要呈NE-SW和NEE-SWW.成像测井解释结果与地质情况吻合较好.     

均匀覆盖层中氡迁移的数值模拟

氡能从地下深部运移到地表,可带来反映地下地质状态的信息.本文以氡在均匀覆盖层中的迁移过程为对流-扩散方式作为理论基础,推导了二维氡浓度微分方程,用有限差分方法计算了无限氡源层、有限单氡源层、有限双氡源层在均匀覆盖层中氡浓度的数值解,以二维断面的形式展示了氡的分布,其结果与野外实测相符.     

预报试验场中土层氡的监控问题

研究了预报试验场中测量土层氡浓度的仪器方法原理。举出了苏联科学院地球物理研究所中亚试验场条件下测量氡变化的某些结果。按照规定的方法实现的(其中包括在中亚试验场条件下的),土层地下氡场监控证明氡异常变化与区域岩石的变形动态有关。     

强震水氡前兆场异常特征及其物理解释

研究了岩石中微裂隙的产生与地下水氡浓度变化的关系以及孕震过程中微裂隙时空变化图像,揭示了水氡前兆场的时空变化特征及其物理机制。结果表明,孕震过程中岩石微破裂的生长是导致地下水氡含量升高及地震前出现水氡异常的原因;震源区及附近地区的膨胀和微破裂最早出现,并最为发育和集中,因此水氡异常也最早出现,也最为集中;孕震过程中微破裂增加,导致地下水氡含量升高,水氡趋势异常以趋势性升高为主。     

地质雷达在检测和绘制岩石边坡中裂隙分布图方面的应用

岩石塌落和基岩中的塌陷道路维护与预防灾害造成的严重问题，基岩中以裂隙的发育被认为是引起塌陷的实际原因，评估基因塌陷的危险性时，很重要提不仅需要预先检测地表裂缝分布，还要检测内部裂隙分布的范围，为研究地质雷达（ＧＰＲ）在绘制岩中内部裂隙分布及其连续性方面的可应用性，在熔吉岩采石场的垂向壁布进行了地质雷达测量，用地质雷达检测到了４ｍ深处基岩内部裂隙的反射波，通过地质雷达记录号岩石表面可视条件下记录的对     

裂缝-孔隙介质储层渗透率表征及其影响因素分析

含裂缝多孔介质渗透率预测是非常规油气资源勘探开发的一个紧迫问题.现有多孔介质岩石物理模型通常利用圆形孔管模拟宏观岩石孔隙空间,难以定量描述软孔隙/裂缝在压力作用下的闭合情况,缺乏裂缝/孔隙间流量交换的连通机制.本文提出含三维裂缝/软孔隙网络多孔介质模型,将储层岩石裂缝/软孔隙表示为椭圆截面微管,建立了周期性压力作用下微观裂缝流量表达式,通过网络模型和流量守恒条件,得到含有三维裂缝/软孔隙网络的多孔介质渗透率计算方法.数值算例表明,预测结果与实验数据分布范围吻合很好,能够给出不同类型岩心对应孔隙纵横比的分布图.三维裂缝/软孔隙网络模型建立了宏观可观测量与裂缝参数之间关系,能够定量分析岩石渗透率随裂缝体密度、纵横比、孔隙流体类型和围压等因素的变化规律,为复杂条件下储层渗透率预测提供了一种有效方法.

     

水力压裂微地震实验研究

微地震震源机制解包含储层及裂缝特征信息,对于地质力学建模和水力压裂储层评价都有十分重要意义.然而,目前微地震震源机制类型仍存在争议,该方面的基础实验仍需要进一步的研究.本文针对花岗岩和页岩两类岩石,开展了水力压裂微地震实验研究.在实验进行前,分析了实验条件和数据采集方式.根据实验室测定的岩石物性参数和各级检波器微震事件的P波初动信息等,利用射线追踪进行微震事件的反演定位.定位的结果同岩石CT扫描观测到的裂缝有较高吻合度.利用微震事件在各级检波器处的P波初动极性及检波器在岩石表面的位置信息,进行微地震事件的震源机制反演,得出了水力压裂实验下微地震震源机制以剪切型占优的结论.结合微地震事件定位结果,震源机制反演结果和岩石CT扫描裂缝结果等,进行对比和分析,得出了一些新的结论和认识,为今后的实际微地震监测裂缝解释提供指导意见.     

地下水中逸出气氡的研究：水化地震前兆新项目探索

本文通过对地下水中溶解氡和逸出氡的对比观测及其地震前兆的研究,阐明了地下水中逸出气氡对地壳岩石的变化具有较高的灵敏度,逸出气氡能够反映地壳岩石的潮汐变化。1989年大同阳高6.1级地震逸出气氡的变化突出、幅度大,表明它对地下应力微小变化能起到放大的作用。因此,逸出气氡作为新的地震前兆观测项目,具有广阔的发展前景。     

花岗岩在地球上的漂流之旅

<正>震惊!花岗岩竟能预防新冠肺?据2020年3月日本富士电视台报道,网络传言称用花岗岩泡澡,所含矿物质经人体吸收后能有效预防新冠肺炎。在日本某拍卖平台上,一小块花岗岩价格飙升至数百元人民币,而且迅速被抢购一空。甚至有网友戏称要去多摩河收集花岗岩拍卖,但花岗岩真的是抗疫良方吗?答案当然是否定的。透过现象看本质,花岗岩主要由硅、铝两种元素组成,主要化学成分为二氧化硅,目前没有任何证据表明其对新冠肺炎有抑制作用。若要细究,部分深层花岗岩含有放射性元素氡,氡是一种不稳定核素,     

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。     

土壤氡浓度测量在广州市岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查中的应用

由于受大型地下工程施工大量抽排地下水的影响,广州市大坦沙和金沙洲先后发生了大规模岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害,为查明区内岩溶发育和断裂带的分布情况,综合运用土壤氡浓度测量、高密度电法、浅层地震反射波、弹性波CT和地质雷达进行探则.由于受各种管线、电磁和震动的干扰,在城市开展电法、磁法、浅层地震等受到限制,而土壤氡浓度测量具有不受地电、地磁和震动干扰的优点.本文以土壤氡浓度测量在广州市金沙洲和大坦沙岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害应用为例,说明了土壤氡浓度测量机理、方法技术和影响因素,结果表明土壤氡浓度测量在广州市金沙洲和大坦沙岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查中取得了显著的效果,为广州市金沙洲和大坦沙地质灾害防治提供了基础资料.     

三维微观孔隙结构与岩石变形机制及输运特性

正岩石是一种有着复杂内部结构的非均匀材料。在较小的尺度上,岩石含有各种不同的矿物颗粒、胶结物、孔隙和微裂纹等微观特征。孔隙是岩石微观结构的重要组分之一,是岩石微观非均匀性的重要体现。孔隙对岩石的力学性质、输运性质和其他岩石物理性质有重要的影响。因此:应该在岩石力学和岩石物理学中描述孔隙的几何特性,如孔隙大小、形状、弯曲     

复杂碳酸盐岩储层岩石分类方法研究现状与展望

碳酸盐岩储集层岩石分类是储层评价和地质建模过程中的关键步骤.复杂碳酸盐岩的强非均质性导致目前尚无统一的碳酸盐岩储集层岩石分类方法,目前国内外碳酸盐岩储层岩石分类方法多受单因素控制,将其根据分类依据划分为地质、物性、开发动态三大类别.总结了不同的岩石分类方法研究进展、现状、存在的优势和局限性,提出碳酸盐岩储层岩石分类的发展方向.地质分类法揭示了沉积成岩特征,但孔渗关系及物理响应不明确;物性分类具有较好的孔渗关系,但在储层静态地质建模过程中,缺乏地质成因空间约束,导致空间岩石类型预测不确定性高;开发动态分类联系生产动态,但划分尺度较大,不能揭示储层微观特征.指出针对复杂碳酸盐岩,综合微观定量数据与宏观定性资料、囊括地质与岩石物理内涵、兼顾储层静态与油藏动态的多层次分类方法是复杂碳酸盐岩储集岩分类的最有效途径,是未来碳酸盐岩储层岩石分类发展的主要方向.     

基于等效各向异性和流体替换的地下裂缝地震预测方法

地下裂缝是油气聚集和运移的重要通道,而裂缝岩石物理是裂缝参数与地震响应之间联系的桥梁.从裂缝岩石物理出发,探索利用地震数据预测地下裂缝的方法.首先通过构建裂缝岩石物理等效模型,弥补测井横波的缺失,并且实现裂缝岩石物理参数的预测;然后推导了裂缝岩石物理参数与地震响应之间的近似关系式,同时探索裂缝岩石弹性参数和岩石物理参数的地震直接反演方法;最后分别利用测井数据和实际工区地震数据对裂缝岩石物理等效模型的可靠性以及裂缝岩石物理参数直接反演方法的精度进行了验证.结果表明,构建的裂缝岩石物理等效模型可以实现裂缝岩石纵横波速度及岩石物理参数的可靠估测,而且裂缝岩石物理参数地震直接反演方法具有较高的抗噪性,在实际目标工区弹性参数和裂缝岩石物理参数的估算中具有较好的应用结果.     

低频振动作用下土壤气中氡浓度变化的初步实验研究

“振动”作为水氡震兆异常机理已引起人们的关注,并进行了一些实验研究。超声振氡实验是在室内进行的;而低频振动实验则主要是通过大爆破水(气)氡观测在野外进行的并得到了令人鼓舞的结果。人工爆破产生的应力波确实能引起地下水(气)中氡浓度发生变化,但变化比较复杂,很难用一个模式进行解释。为了进一步研究在低频振动作用下氡浓度变化的特点和机理,首先开展了土壤气体中氡的振动实验。岩石破裂时声发射有极宽的频带。岩石标本的滑动产生约100赫的声发射,弯曲和拉伸产生100—1000赫的声发射;而岩石受压产生微破裂时的声发射为10~5—10~6赫,人工爆破和微震的体波频率相似,一般为几赫或十几赫,最高为几十赫、而地震时已记录到的声发射为50—70赫,有的为数百赫。因此,低频振动实验有极宽的频带可供选择。     

力学加载时岩石中析出的挥发份可能是震前水文地球化学异常源(大规模模拟试验结果)

地震预报中最重要的理论和实践问题之一是前兆水文地球化学异常形成的物质来源。力学加载过程中岩石析出的挥发份是这种来源之一。用50000吨压力机进行了大规模模拟试验,结果揭示了大块玄武岩和花岗岩样在受到循环增加的单轴压力直至破裂时(对玄武岩和花岗岩分别为75和180兆帕),水、氡、汞和氦有规律地析出。发现前兆性岩石破裂伴随岩石中挥发份的析出。这些组份的前兆特性与它们的化学性质及其在岩石中存在形式有关。力学加载时水的排出随载荷增加而逐渐增加。氦在裂隙形成的早期阶段析出。将排气资料和体积应变及声发射资料对比表明,大部分氡在雪崩型破裂作用阶段和震源形成的动力阶段析出,而汞主要在样品临破裂前的动力阶段排出。     

γ射线CT放射性废物桶检测技术综述

γ射线CT是近年来应用日益广泛的一种非破坏性放射性废物桶检测技术。该技术能够实现对被测对象中放射源的识别、定量与定位, 为放射性废物的进一步处置和管理提供依据。本文简述了γ射线CT放射性废物桶检测技术的应用背景, 对其数学模型、系统设计、主要性能指标及其影响因素等进行了总结和阐述, 详细介绍了其放射性活度图像重建算法与校正方法等关键技术的相关研究进展, 并对其未来的发展方向进行了展望。     

共和盆地干热岩地热资源的成因机制:来自岩石放射性生热率的约束

共和盆地位于青藏高原东北缘,是我国重要的干热岩地热资源赋存区之一.成因机制研究是干热岩地热资源研究中最为基础与核心的工作之一,也是干热岩地热资源潜力精细评价和合理开发利用的重要依据.本文基于98块采自共和—贵德盆地岩石样品的放射性生热率数据,分析了盆地主要岩性岩石的放射性生热率分布特征,讨论了共和盆地干热岩地热资源的成因机制,并初步建立了干热岩地热资源的成因模式.研究表明,共和盆地恰卜恰地热区沉积岩（以泥岩和粉砂质泥岩为主）放射性生热率为1.21~2.02 μW·m^-3,平均值为1.67±0.29 μW·m^-3;以花岗岩和花岗岩闪长岩等为主的基底岩石的放射性生热率介于1.17~5.81 μW·m^-3之间,平均值为3.20±1.07 μW·m^-3.贵德盆地扎仓寺地热区沉积岩（以砂岩和泥质砂岩为主）放射性生热率为1.83~2.40 μW·m^-3,平均值为2.13±0.23 μW·m^-3;基底花岗质岩石的放射性生热率介于0.92~6.49 μW·m^-3之间,平均值为2.81±1.40 μW·m^-3.测试数据显示共和—贵德盆地基底花岗岩不存在高放射性生热率异常.但是,新生代以来印度—欧亚板块持续性陆-陆碰撞作用造成的壳内放射性生热元素富集层增厚,导致了花岗岩放射性生热率的热贡献量同步增大（30.3~40.5 mW·m^-2）,因此,花岗岩放射性生热可为共和盆地干热岩地热资源提供稳定的壳内热源基础.基于放射性生热率数据和热流配分研究,结合研究区已有地质-地球物理研究资料,本文认为壳内部分熔融层作为附加热源为共和盆地干热岩地热资源提供了重要的附加热流贡献.在此基础上,本文初步构建了共和盆地干热岩地热资源成因模式：加厚地壳花岗岩放射性生热与壳内部分熔融层供热.