Effect of Overpressure on Rock Frame and Its Implications for Overpressure Evolution

Overpressure is a hot topic in the study of sedimentary basins. It is important in generation,maturation migration,and accumulation of hydrocarbon,but the effects of overpressure on rock frame have not been investigated. In this study,experiments were carried out to study the effects of overpressure on rock frame structures using five core samples from the Junggar basin,Northwest China. The deformations and velocities for the samples were measured at different effective pressures related to non-equilibrium compaction and fluid expansion overpressure mechanisms. The results show that the effect of overpressure on rock frames gradually increases when the effective pressure drops down to a certain value (called critical pressure). Moreover,non-equilibrium compaction mechanism has more effects on rock frames than fluid expansion mechanism under the same effective pressure. Furthermore to study rock frame structural changes,we use Kuster and Toks?z's expressions to simulate the effective aspect ratios of inclusions α (penny shapes) for different effective pressures. The results show that the α decreases dramatically when the effective pressure decreases from the critical pressure. Changes of α can be interpreted as responses to the rock frame changes when grains conform one another by rotating and self-adjusting. However,different mechanisms of overpressure have different effects on rock frames. The rock frame can be affected more easily by overpressure in shallow regions generated by non-equilibrium compaction mechanism. Once this kind of rock frames are preserved after overpressure releases to a normal hydrostatic pressure,they can be identified by their specific rock frame characters. This method provides a new way to study overpressure release and fluid migration and accumulation.     

晚中生代沂沭断裂带左旋韧性剪切与岩浆迁移规律

沂沭断裂带内部的岩浆侵入与断裂活动关系密切,开展沂沭断裂带内部岩浆年代学研究,对于沂沭断裂带构造背景研究具有积极的参考意义。选取沂沭断裂带内部的莒县浮来山正长岩体、边部的莒南官坊石英正长岩体及侵入该岩体的闪长玢岩脉,开展岩石学及年代学研究。首次发现晚中生代沂沭断裂带左旋韧性剪切,获得浮来山岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(125.1±1.7) Ma,官坊岩体年龄为(125.6±2.0) Ma, 发生韧性变形的闪长玢岩脉年龄为(122.8±2.1) Ma。获得的125 Ma岩浆活动年龄与沂沭断裂带东侧的五莲变质核杂岩快速剥露(122~128 Ma)、诸城断陷盆地快速沉降的时间相吻合,该时期沂沭断裂带处于岩石圈减薄与破坏强烈的时期;闪长玢岩脉的122.8 Ma结晶年龄,与五莲变质核杂岩后构造岩体(石场、坊子岩体等)结晶年龄一致,该时期沂沭断裂带处于弱伸展状态,同时也说明胶东半岛岩石圈减薄具有时间上的一致性。晚中生代时期,沂沭断裂带两侧岩浆活动具有逆时针迁移的规律,这一规律可能与伊佐奈岐板块向欧亚板块俯冲的方向、角度、速度的变换有关。     

塔里木盆地北部坳陷寒武系烃源岩特征及热演化史模拟

寒武系烃源岩是塔里木盆地北部地区海相油气最为主要的来源,长期以来—对这套烃源岩发育特征研究多停留在全盆地或单一区块分析,给油田资源评价带来了诸多不确定性.利用野外露头和新井钻探取心,在分析寒武纪沉积环境及构造格局基础上,总结北部凹陷寒武系烃源岩的发育及分布特征,对所采样品选取多参数进行评价,然后通过盆地模拟软件模拟寒武...     

地质钻探垂钻定向纠偏控制的工程实现与实验分析

理论提出的纠偏方法需反复进行实验验证方可应用于实际工程,然而垂钻纠偏控制过程复杂,操作难度大,所需时间长、资金庞大,直接将所提方法放置现场调试是不可取的,而仅采用计算机仿真对算法进行验证也有一定局限性,因此发展和研究纠偏控制工程实现方法十分必要。本文以地质钻探钻进过程定向纠偏控制的工程实现为导向,首先分析并给出实际纠偏工艺过程以及纠偏控制的特点与目标;然后总结基于模型预测控制的纠偏控制问题与优化目标,结合笔者早期的一些纠偏控制理论研究,分别阐述不同纠偏工况下的纠偏控制方法;其次开发定向纠偏控制系统,用于集成纠偏控制算法,使得算法能够应用于实际工程;最后设计纠偏控制实验,以验证纠偏控制算法的工程适用性。实验表明,所提纠偏控制方法能够有效应用于实际纠偏过程,并应对和完成多种纠偏任务。     

川东南盆缘常压区页岩裂缝脉体特征及古压力演化

为了查明川东南盆缘常压页岩气区五峰组页岩裂缝脉体记录的古温度及古压力特征,揭示常压页岩气区储层压力降低的主要影响因素和页岩气散失机理.以松坎地区五峰组黑色碳质页岩裂缝脉体内的流体包裹体为主要研究对象,通过显微镜光学观察、阴极发光测试、包裹体测温和激光拉曼分析,结合埋藏-生烃-热史模拟,对裂缝脉体中的气-液两相盐水包裹体和高密度甲烷包裹体进行了系统研究.研究表明:松坎地区五峰组裂缝中主要存在着两期脉体充填,M1裂缝脉体形成时间距今约103~86 Ma,脉体较宽、阴极发光颜色为橘红色,其内甲烷包裹体捕获压力为82.6~91.5 MPa,反映燕山中期盆缘地区页岩气藏处在超压状态;M2裂缝脉体生长于M1裂缝脉体两侧,形成时间距今约90~72 Ma,脉体较窄、阴极发光颜色为暗红色,其内甲烷包裹体捕获压力为43.6~47.3 MPa.综合分析认为,川东南盆缘松坎地区五峰组在燕山期经历了由超压至常压的转变.燕山期以来的抬升剥蚀与褶皱变形导致地层内大量页岩气沿着滑脱层发生侧向运移和散失,地层压力快速下降.燕山晚期时,盆内稳定构造区页岩气藏仍处于超压状态,而盆缘地区已降至常压.      

基于Hoek-Brown的岩石横观各向同性屈服准则研究

为了描述岩石强度的各向异性特征,通过引入材料的微结构张量,考虑单轴抗压强度σ_cβ随层理倾角β而变化,提出了基于微结构张量的修正Hoek-Brown屈服准则。开展不同层理倾角(0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°)的页岩试样不同围压(0、5、10、15和20 MPa)下的三轴压缩试验,结果显示,页岩峰值强度与层理倾角β呈"U"形曲线关系,在围压较低时呈"肩"形曲线关系,弹性模量E_t和泊松比ν对围压不敏感,其平均值随层理倾角β的变化关系分别呈倒"U"形、"肩"形。页岩的微观和宏观破坏图像表明,其破坏模式受围压和层理倾角双重控制。试验值与模型预测值的对比表明,修正的Hoek-Brown屈服准则可较好地对页岩强度的各向异性进行模拟。同时,采用Koteshwar千枚岩、Koteshwar板岩、绿泥石片岩等层状结构岩石的单轴和三轴压缩试验数据,进一步验证了提出的修正Hoek-Brown屈服准则对多数具有层理结构的横观各向同性岩石峰值强度模拟具有普遍适用性,并对屈服准则在试验数据较多和较少情况下的峰值强度模拟效果进行了评价。     

水泥固化剂提高风积沙承载性能试验

沙漠风积沙稳定性差,采用水泥作为固化剂进行风积沙固化,是改善风积沙性质和实现风积沙资源化利用的有效手段.以取自内蒙古库布齐沙漠的风积沙为材料,制备3％含水量的重塑风积沙,掺入水泥固化剂并充分拌匀而形成固化风积沙,开展水泥固化风积沙的抗剪、抗压和抗拔承载性能试验.结果表明,水泥掺量对固化风积沙黏聚强度的提高程度要大于内摩...     

金属矿物的反应动力学与地球化学意义

概述了动力学实验的技术方法和金属矿物的反应动力学研究进展。动力学实验使用的三种基本化学反应装置是间歇反应器（ＢＲ）、活塞流反应器（ＰＦＲ）和混合流反应器（ＭＦＲ）,确定速率定律的数学方法包括积分法、微分法和混合法,以微分法中的初始速率法应用最广。目前主要研究了水溶液中黄铁矿氧化、黄铁矿和黄铜矿形成、晶质铀矿和磁铁矿溶解的速率定律和反应机理,发现：（１）酸性溶液中黄铁矿的氧化速率对Ｆｅ３＋和Ｏ２浓度呈分数依赖并受表面反应的控制;（２）低于３００℃时黄铁矿不能从溶液中直接成核,而需初始地通过ＦｅＳ先驱物的硫化生成,ＦｅＳ与Ｈ２Ｓ反应形成黄铁矿的速率方程为二级;（３）磁黄铁矿或黄铁矿与Ｃｕ２＋反应均可形成黄铜矿,前者经历了一系列准稳的Ｃｕ Ｆｅ硫化物的中间物,后者的速率方程为表观一级并受表面反应的控制;（４）酸性ｐＨ时磁铁矿的非线性溶解行为可采用表面反应扩散输运耦合的收缩核模型（ＳＣＭ）来描述。有关动力学实验成果完善和深化了对矿床中黄铁矿、黄铜矿的形成机理和风化壳中磁铁矿的稳定性等方面的认识。将来的实验研究将向更多的金属矿物和高温高压领域发展。     

基于web的重磁网格数据处理系统设计及其实现

云计算为地质行业软件提供了新的发展方向,笔者采用云计算技术,研发了一个基于web的在线重磁网格数据处理系统,使得用户无需安装即可便捷获取滤波、延拓、导数计算等数据处理功能.该工具采用了三层架构设计,分别为展现层、计算服务层和逻辑控制层.其中展现层利用web2.0前端技术开发,提供用户交互界面及数据可视化功能.计算服务层封装了一系列网格数据处理算法,用于处理用户提交的数据处理任务并返回数据处理结果,该层包括滤波计算、频率域向上延拓方法和差分迭代向下延拓算法等.逻辑控制层连通展现层和计算服务层,根据用户提交的数据处理请求调用所需算法并返回计算结果.我们利用RGIS软件对比检验了系统可用性,通过不同计算平台对比,验证了系统的跨平台适应性.