高水压条件下大理岩破坏机理试验研究

锦屏二级水电站深埋隧洞中大理岩洞段处于高水压力和高应力环境中, 该段在施工过程中多次发生严重突水灾害。对该段大理岩的高水压条件岩石力学试验表明, 高水压条件下, 岩石应力-应变曲线在峰值应力附近出现明显平缓段, 应力降大, 岩石峰值强度及脆性破坏后破碎程度随水压力升高而升高, 岩石试件以压致拉裂破坏为主。基于高水压条件下裂纹周边应力解析分析, 认为裂隙中高水压力存在降低了裂隙尖端附近高应力集中效应, 与加载方向一定小夹角范围内的微裂隙尖端附近最大拉应力集中程度接近, 这使得岩石中应变能可进一步积累、压致拉裂型微裂隙数量进一步增加, 岩石呈脆性破坏, 并且破碎程度明显增加。研究工作对深埋隧洞突水灾害防治及强降雨诱发高速滑坡灾害预防具有重要的理论和现实意义。     

增强型地热系统压裂和开采方案研究

增强型地热系统(Enhanced Geothermal System, EGS)是一种通过介质循环(水或CO2)来提取深部低渗、高温岩体中地热资源并将其用来发电及供暖的工程技术集成。水力压裂是EGS储层改造的主要方式, 储层改造的好坏直接关系到EGS最终的产能状况, 因此针对具体地质条件选择合适的水力压裂方案具有重要意义。本文基于大庆莺深2井的测井资料, 根据其地应力及岩性变化情况选定EGS开采潜力储层, 采用水平井及张开型压裂的储层改造方式, 对潜力储层进行了多种压裂方案数值模拟分析, 根据压裂模拟结果建立三维水热耦合模型, 进行了EGS发电潜力评估分析, 最终得出莺深2井EGS开采的最优压裂方案和开采方案。研究结果得出:水力裂缝的几何性质主要受地应力、支撑剂粒径和砂比影响, 在EGS中宜采用低砂比、阶梯式的泵注程序。同时, 在采用一注两抽的三水平井开采模式下, 10条裂缝的最优注入速率是30kg,s-1, 运行20a的发电量是0.60～1.23MW。     

柴达木盆地西部跃进二号油田早渐新世沉积相研究

目前在柴达木盆地西部跃进二号油田沉积相研究工作中,存在对微相类型争议性大、展布特征不精细等问题,这些问题制约着油田高含水期的精细开发。因此,根据沉积学基本原理,采用地质相识别(包括岩石学标志和沉积构造标志)与测井相分析(包括自然伽马和自然电位的曲线特征)的综合研究方法,细化该油田早渐新世辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘、滨浅湖沉积亚相,得出水上分流河道、泛滥平原、水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂、分流间湾、砂坝、砂滩、滨浅湖泥10种微相。该套地层纵向从下至上具有完整的辫状河三角洲平原-辫状河三角洲前缘-滨浅湖的退积式正旋回相序。结合沉积微相平面展布和纵向相序,跃进二号油田早渐新世这套油藏存在2种类型的沉积模式:辫状河三角洲模式和湖泊模式。     

甘肃北山北部红石山地区泥盆系雀儿山群火山岩地球化学特征及构造环境分析

位于北山北部红石山地区雀儿山群的火山岩主要为一套中酸性火山岩,以安山岩、英安岩和流纹岩为主,属钙碱-碱性系列。地球化学研究表明:火山岩SiO2含量较高(62.29%~75.74%),MgO含量较低(<2.15%),全碱含量较高(Na2O+K2O为6.24%~9.2%),且K2O/Na2O<1。轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)呈现较强富集[(La/Yb)N=2.94~6.36],轻稀土内部出现较强分馏[(La/Sm)N=1.94~3.33],并且具有相当明显的Eu负异常(0.50~0.90);在微量元素方面,大离子亲石元素(LILE)相对高场强元素(HFSE)富集,具有明显的Nb、Ta、P、Ti相对亏损和Ba、Th、Zr、Ce、Sm相对富集。上述特征表明该火山岩形成于洋壳俯冲作用下的岛弧环境,可能与哈萨克斯坦板块和塔里木板块之间的古洋壳俯冲消减有直接的成因联系,在俯冲过程中洋壳含水流体引起上覆地幔物质的部分熔融,并在岩浆上升中经历了一定的分离结晶作用和上地壳物质的同化混染。     

神狐海域海底峡谷群脊部细粒浊积体分布范围及意义

利用广州海洋地质调查局在南海北部神狐钻探区采集的高分辨率地震数据,结合2007年第一次水合物钻探航次(GMGS01)获取的岩心资料,从宏观地震反射结构、微观岩心粒度特征两个方面对GMGS01区块内残留在峡谷群脊部的细粒浊积体进行特征识别和刻画。研究结果显示,似海底反射(bottom simulating reflectors,BSR)之上存在着2套特征不同的沉积单元,位于下部的沉积单元1表现为薄层杂乱透镜状的地震反射特征,对应于粒度C-M图版中与C=M基线近似平行的含水合物层段的样品,被解释为峡谷群脊部的细粒浊积体。选取穿过神狐海域峡谷群中第16条海底峡谷的8条测线为研究对象,能够揭示沉积单元1(细粒浊积体)自北向南的空间变化特征,从而进行分布范围的确定。神狐海域沉积过程分析表明,峡谷群脊部的细粒浊积体是北部小型水道侵蚀下伏沉积物并发生再搬运和再沉积的结果。利用区域性覆盖的二维地震资料,本次研究确定了小型水道的北部侵蚀边界。综合GMGS01区块细粒浊积体的地震反射特征、穿过神狐海域东部第16号海底峡谷自北向南的地震反射差异、研究区北部小型水道的侵蚀边界,本次研究利用两点确定一线和相似平行的方法,在整个神狐海域初步确定了峡谷群脊部细粒浊积体的分布范围。细粒浊积体沉积边界的识别,将为从深水沉积的角度探讨神狐海域水合物不均匀性分布提供依据,同时也能进一步揭示该区域峡谷群脊部水合物的成藏机制和富集规律。     

秦皇岛A油田河流相储层展布特征

秦皇岛A油田位于渤海中部海域,区内油气藏主要发育在新近系的明化镇组。明化镇组下段为曲流河沉积地层,具有很强的非均质性,使得注水开发收效不均匀,平面矛盾突出。选取Ⅲ2砂体为研究对象,利用40余口钻井资料和覆盖油田的三维地震资料对储层内部结构和平面展布特征进行了系统的分析。研究认为,Ⅲ2砂体是由两期点坝砂体叠置而成,每一期砂体在平面上由4~5个单一点坝顺向组合而成,点坝之间的溢岸沉积是导致储层非均质性强的主要因素,控制了剩余油的分布。油田的生产动态证实,注入水流动规律与点坝砂体的平面展布具有良好的对应关系,部分井区水驱效果不均衡,个别单井产能低下都能从中找到原因。     

天然气水合物战略形势图服务组件设计与实现

为加强天然气水合物勘探开发相关数据的利用率和可视化共享,提出了功能模块组合的概念,结合GIS技术和全文检索,将功能单元构建了天然气水合物战略形势图服务组件系统集成框架。在阐述了数据类型和图层组合的基础上,提出了基于C/S架构、组件的开发模式,利用GIS技术,Skyline Globe软件和海量图形显示技术进行了系统设计。结合实例,验证了天然气水合物战略形势图服务组件系统方面的有效性。     

斯通利波在渗透地层和裂缝带的反射及透射: 解析和数值方法模拟对比

声波测井常用斯通利波来评价储层渗透性能和识别地层裂缝,描述声波在渗透性地层中的传播需要求解Biot孔隙弹性波动方程.本文采用有限差分方法来求解测井斯通利波在渗透地层和裂缝带的反射及透射问题.综合利用有限差分法和一维等效波数法研究和分析了不同层厚、孔隙度和渗透率下单个和多个渗透地层的斯通利波反射及透射系数以及变化规律,两种方法计算结果对比验证了一维等效波数法在0~2 kHz范围内的可靠性.对于等效波数法难以模拟、更为复杂的裂缝带模型,利用有限差分方法分析和研究了在不同渗透率、轴向和径向延伸长度下裂缝带的斯通利波反射和透射系数及其变化特征.本文结果表明: 斯通利波在渗透裂缝带中激发的流体渗流是一种穿透深度有限的趋肤效应,因此要达到0.1 m以上的探测深度,需要使用较低的激发频率(0~2 kHz),低频段内的斯通利波反射和透射系数对井壁附近裂缝带的渗透性能均有响应.随着渗透率升高,斯通利波反射系数在低频明显升高,透射系数在高频降低显著; 在高于Biot特征频率的频段,反射和透射系数曲线随渗透率升高呈复杂变化,与孔隙流体从渗流到波动的变化相关.本文的方法和结果有助于分析和解释斯通利波在裂缝型渗透地层的传播特征,为识别此类地层和评价其渗透性能奠定理论基础.

     

基于二维散射变换的湖相碳酸盐岩储层厚度预测方法研究

济阳坳陷沙四段湖相碳酸盐岩受湖盆内沉积环境和构造运动等因素控制, 储层厚度变化大, 非均质性强, 油气开发难度大.为了准确预测湖相碳酸盐岩储层的厚度, 本文提出一种基于二维散射变换和随机森林的储层厚度预测方法.首先, 引入二维散射变换提取地震时频属性, 该变换是在二维小波变换的基础上, 通过迭代小波分解和非线性操作来实现的.与传统的二维小波变换对比, 散射变换提取的时频属性具有局部形变稳定性以及对噪声鲁棒性的优点, 有助于提高储层厚度预测的准确率.在此基础上, 在有限测井数据的条件下, 利用随机森林算法建立多尺度时频属性与测井解释厚度之间的非线性关系, 实现湖相碳酸盐岩储层预测.模型数据的预测结果表明, 与基于传统地震振幅属性的厚度预测和基于二维小波变换的储层厚度预测对比, 本文所提的厚度预测方法具有最优的性能.叠后三维地震数据的预测结果表明, 与基于传统地震振幅属性的厚度预测和基于二维小波变换的储层厚度预测对比, 本文所提方法的厚度预测结果与实际钻井数据误差更小, 提高了储层厚度预测的精度, 清晰刻画了灰礁、灰滩与灰泥等三种沉积亚相的空间展布, 有利于后续井位部署和优化.

     

基于测井与地震多属性分析神狐海域天然气水合物分布特征

我国在神狐海域钻探发现了高饱和度天然气水合物,由于该地区受迁移峡谷影响,水合物在空间的分布变化较大。本文把测井数据和地震数据相结合识别了BSR并解释了侵蚀面等层位,沿水合物稳定带底界提取多种属性,并对属性结果进行优化分析。发现振幅类属性对水合物显示较为敏感,不同站位水合物矿体展布特征不同。在W19井和SC-02井水合物矿体呈马蹄状分布,W18井矿体呈斑点状分布,分别位于埋藏水道天然堤的局部高点和水道头部高点上,矿体形态与构造高点形态一致。测井异常指示的水合物层在SC-02井伽马值较高,而W18和W19井水合物层伽马值较低,表明不同站位含水合物层泥质含量不同。而地震解释和属性分析发现水合物层位于一个规模较大的气烟囱构造上部,流体运移是控制该区域水合物成藏的重要条件,气体组成分析表明热成因气为水合物的成藏提供重要气源。