基于流固耦合理论的页岩水力压裂数值分析

水力压裂是一个涉及多相材料相互作用的复杂问题。针对岩石固相提出岩石应力平衡有限元方程,建立液相流动方程和质量守恒微分方程,推导水力压裂岩石流固耦合系统有限元方程。阐述计算模型,对裂缝的发育和扩展过程进行分析,并与实际试验结果进行对比,证明了计算结果的合理性。分析弹性模量对裂缝的影响情况,计算结果表明,随着弹性模量的增加,裂缝高度越来越小。     

大牛地气田上古生界压力封存箱与储层孔隙演化

针对大牛地气田二叠系和石炭系泥岩发育高压封存箱,与之相对应层段的砂岩具异常高孔隙这一现象,通过对砂岩高孔隙段的发育现状、成岩作用特征和不同阶段压力封存箱形成与储层孔隙演化关系进行研究后认为:①砂岩高孔隙发育段主要分布在上、下石盒子组、山西组,层位性强,具可对比性,与相应层段泥岩"欠压实"密切相关;②该区压力封存箱开始发育于砂岩正常压实之前,压力封存箱的形成,极大限制了层内的流体流动,阻碍了砂岩的进一步压实和胶结作用,从而对下石盒子组砂岩原生孔隙的保护有积极作用;③箱内山西-太原组烃源岩有机质成烃的有机酸性水溶蚀对形成次生孔隙最为有利;④晚成岩作用期砂岩内部异常高孔隙压力抑制了成岩作用的发生,使孔隙空间得到了有效保护;⑤烃源岩生烃过程中产生的超高压,引起砂岩破裂形成裂缝,不但增加了储层渗透性,也成为天然气运移的主要通道和成藏动力;⑥由于压力封存箱的封闭,溶蚀的物质不能有效带出系统,溶蚀与充填的消长影响,在盒3、盒2段成藏过程中,气水重力分异,对上部盒3、盒2段成藏有利,但对下部盒1、山1、山2段次生孔隙保存不利,同时对其成藏也有消极影响。     

吉林延边地区新田石英闪长岩U-Pb年代学与岩石地球化学研究

对延边地区新田石英闪长岩进行锆石U-Pb年代学、岩石地球化学分析。获得石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为139±2 Ma,属早白垩世。岩石地球化学特征表现为过铝质高钾钙碱性;稀土元素总量较低,轻稀土元素相对富集、轻重稀土分馏较明显,较弱的负Eu异常,大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr)与活泼的不相容元素(U、Th)富集,高场强元素(Nb、Ta、P、Zr、Hf、Ti)亏损,微量元素比值总体接近地壳平均值,反映岩浆源区为下地壳。结合地球化学特征与区域构造演化背景,认为新田地区石英闪长岩岩体形成于与太平洋板块俯冲相关的活动大陆边缘环境。早白垩世早期是区内一个较重要的俯冲阶段,中酸性岩浆侵位活动较为发育。     

青海省沱沱河地区楚多曲铅锌矿床流体包裹体特征及矿床成因探讨

青海省沱沱河地区楚多曲铅锌矿为近年来发现的一处大型铅锌矿床。铅锌矿体主要呈脉状产出,主要受控于切割碳酸盐岩地层的陡倾断裂。通过对系统流体包裹体研究,结果表明,石英中流体包裹体较为发育,主要为气液两相包裹体。成矿流体均一温度为160~220℃,盐度w(NaCl)为8%~10%,密度为0.90~0.95g/cm3,具有低温、低盐度、低密度的特征。估算成矿压力为11~13MPa,深度为1.1~1.3km,属浅成深度。成矿流体δD为-96.4‰~122.1‰,δ18 OH2O值为2.1‰~9.5‰。综合区域构造背景、铅锌矿体形成特点、流体包裹体特征及矿石组构等相关信息,认为楚多曲铅锌矿矿床成因类型为受断裂控制的中低温热液脉型铅锌矿床。该认识可极大拓展青海省沱沱河地区铅锌矿的找矿潜力,具有重要的研究意义和实用价值。     

辽宁省开封沟金矿流体特征、锆石U-Pb年龄及矿床成因研究

辽宁清原开封沟金矿床位于华北克拉通北缘清原花岗-绿岩地体内,矿体为石英脉型,控矿构造为北东东向浑河断裂及其次级断裂.流体包裹体有气液两相、含CO₂三相和纯CO₂包裹体3种类型.气相成分以CO₂为主.流体包裹体盐度较低,介于0.35%~19.55%（Nacl质量分数）之间,平均为6.55%.均一温度介于110~390℃之间,平均247℃,属于中温热液矿床.开封沟金矿成矿压力估算为26~91 MPa,平均61 MPa;成矿深度为2.7~8.2 km,平均5.7 km.成矿早阶段流体为富CO₂的高温流体.主成矿阶段富CO₂型和气液两相流体包裹体共存,发生了以CO₂逸失为特征的不混溶或沸腾.成矿晚阶段主要为气液两相包裹体.稳定同位素研究结果表明矿床成矿热液来源为幔源C-H-O流体分异之后的岩浆热液.与成矿密切相关的花岗斑岩体锆石U-Pb年龄为200.1±1.5 Ma,7个点的加权平均年龄为200.2±0.84 Ma,形成于燕山早期.成矿综合研究表明,开封沟金矿床成因类型属造山型金矿.     

鄂尔多斯盆地上古生界低压异常研究中应注意的几个问题

通过对鄂尔多斯盆地上古生界砂泥岩压实特征、压力成因的研究,结合上古生界不同岩性的组合关系分析,认为上古生界非烃源岩与烃源岩、砂岩和泥岩的地层压力成因有明显区别。非烃源岩系统泥岩的异常高压主要由“非均衡压实”作用产生;而生气作用是烃源岩增压的关键因素,同时也是上古生界天然气运移、成藏的主要动力源;砂岩与泥岩弹塑性有明显差别,构造抬升剥蚀成为砂岩降压的主要机理,而对泥岩影响有限,石千峰-上石盒子组非烃源岩目前仍具明显非均衡压实特征,多处于高压异常,而储层表现为低—正常压力,目前上古生界为一个高低压相间共存的复杂压力系统。上古生界压力的形成与演化历史表明,对于上古生界用流体势的高低来研究互不连通砂体之间的区域运移可能并不适宜。利用Berg临界烃类柱高度的公式计算,上古生界储层能引起天然气运移需要的最小连续气柱高度在22.07 m～67.36 m,远大于砂岩的单层厚度(5 m～15 m)。从天然气的生产能力、天然气聚集、成藏角度分析,山2段毛管中值压力平均值小于6.21MPa、砂岩厚度大于4 m以上的优质储层,才具有聚集、成藏和产出天然气能力,而排驱压力大、孔隙结构差、厚度小的砂岩,由于成藏动力小于成藏阻力,难于形成具规模的气层。