煤岩水力压裂裂缝扩展形态试验研究

通过室内水力压裂物理模拟试验系统,对大尺寸原煤进行了水力压裂模拟试验,根据水力裂缝的空间展布形态分析了煤岩储层水力裂缝的延伸规律,揭示了网状裂缝的形成机制。结果表明：水力裂缝易在弱层理处分叉和转向,发育的层理和裂缝系统等结构面为压裂形成裂缝网络提供了前提条件。泵压曲线呈现出的频繁波动是煤岩内产生网状裂缝的一个显著特征。水力裂缝的起裂与延伸有4种基本模式,裂缝网络的形成多为这4种基本模式的组合。地应力差异系数和泵注排量对煤层水力裂缝形态有较大影响。较小的地应力差异系数更利于网状裂缝的形成;较高的压裂液排量易形成相对简单的裂缝形态,导致压裂改造效果较差。该试验方法和试验结果可为现场水力压裂参数设计和优化提供参考和依据。     

波—流相互作用机制与复合流的沉积构造鉴别标志*

波—流相互作用是复杂水动力条件下流体相互作用的主要方式之一,由波—流相互作用形成的复合流沉积是目前沉积学在流体相互作用这一领域研究较多的一种沉积类型。以已有的文献为基础,对波—流相互作用下细砂级颗粒的运动机制进行了综述,预测了波—流相互作用的沉积特征,总结了复合流的沉积构造鉴别标志。取得的主要认识有: (1)波—流相互作用总体上属于衰弱流(waning flow)悬浮沉积,其微观的沉积机制可分为5种: 越过崩落点的喷射沉积(S1)、残余涡动沉积(S2)、未到崩落点的喷射沉积(S3)、背流面的崩落沉积(S4)、垂直降落沉积(S5);(2)波—流相互作用的沉积过程总体上受悬砂量和沉积时间的控制,5种微观沉积机制在不同的悬砂量和沉积时间条件下可形成不同的沉积机制组合,从而导致不同的底床形态;(3)复合流沉积构造鉴别标志主要有: 复合流波痕、复合流层理、爬升型复合流层理、不对称丘状交错层理、准平行层理和频繁交替的不能充分发育的浪成波纹层理与流水层理等6类。上述认识对于复杂水动力条件下的沉积学研究及对深水、浅水沉积环境的识别均具有重要的意义。     

富有机质页岩天然裂缝研究进展

天然裂缝是富有机质页岩油气储层的重要储集空间和主要渗流通道,影响页岩油气的富集、保存、单井产能及开发效果,天然裂缝发育规律研究对富有机质页岩油气勘探开发具有重要意义.本文在调研近年来海相和陆相富有机质页岩裂缝研究成果的基础上,综述了富有机质页岩天然裂缝的成因类型、发育特征、主控因素以及评价与预测方法等方面取得的最新进展,讨论了富有机质页岩天然裂缝今后重点研究方向.富有机质页岩天然裂缝分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝3大类6小类,其中层内张开裂缝、穿层剪切裂缝、顺层剪切裂缝和水平层理缝是其主要的裂缝类型.页岩构造裂缝的发育程度主要受脆性矿物含量、有机质含量、高脆性页岩层厚度、构造、地层倾角和流体压力等因素的控制,页岩水平层理缝的形成与发育程度主要受有机质含量、纹层类型、纹层数量、纹层厚度及后期构造抬升等因素的影响.由于陆相页岩与海相页岩的沉积环境不同导致的矿物组分、岩相变化及有机质热演化程度等方面的差异,使得陆相页岩与海相页岩裂缝的发育特征明显不同.与海相页岩裂缝相比,通常陆相页岩裂缝的分布型式更复杂,构造裂缝规模更小,穿层剪切裂缝和顺层剪切裂缝的发育程度低.页岩裂缝的评价与预测目前...     

江苏中部潮汐层理所记录的环境信息研究

关于潮滩上水平互层层理的成因机制,有人认为每次潮水涨落形成一个层理,但也有人认为江苏中部潮滩上的水平互层层理为半月天文潮的产物。为了弄清这个问题,在江苏中部东台市梁垛河闸附近潮滩上带7个地点设置了12块沉降板。     

华北中南部地区石盒子群沉积环境研究新进展

华北地区石盒子群的沉积环境长期以来一致存在较大的争议,大多数研究者认为该时期完全为陆相沉积,也有一些学者在该地层中发现了海相沉积物。本文着重对鲁西、河南等地区石盒子群的奎山砂岩进行岩石学、沉积学、地球化学等指标研究,在该砂岩中发现了冲洗交错层理,并在该砂岩中上部发现了海绿石的存在。通过详细分析奎山砂岩中海绿石的显微特征、元素地球化学特征,并进行比较研究发现,华北地区奎山砂岩中海绿石的化学成分、含量与国内外古代的海相、过渡相海绿石基本一致,推断其为滨浅海富氧环境的产物。华北地区奎山砂岩中发育的沉积构造和所含海绿石的元素地球化学特征,揭示了该时期曾发生过海侵,反映了石盒子群沉积期沉积环境的复杂性。华北地区石盒子群奎山砂岩中上部海相沉积环境的确定,可能改变华北盆地二叠纪以来单纯为陆相沉积的认识,这为精细研究华北地区中晚二叠世的盆地格局、充填演化及恢复古地理景观,提供了新的思路和重要依据。     

不同应变率单轴加载条件下页岩的各向异性力学行为

基于静载条件下的常规力学试验可以证明,页岩层理面的存在是导致其力学行为各向异性的主要原因,而应变率的变化势必也影响着页岩各向异性特征的变化。为探究应变率对页岩各向异性力学行为的影响,分别在10-4 s-1、5×10-4 s-1、10-3 s-1和10-2 s-1 4种应变率条件下对不同层理角度的页岩进行单轴压缩力学试验。研究表明:（1）页岩弹性模量的各向异性程度随应变率升高而减弱,泊松比的各向异性程度受应变率的影响不明显;（2）页岩峰值强度随应变率升高而增加,其中45°~60°试样应变率敏感性最强,页岩的强度各向异性度随应变率升高而降低;（3）随着应变率升高,层理面对页岩破坏模式的控制作用得到削弱,破坏模式的各向异性程度减弱。总体而言,页岩的各向异性力学特征随应变率升高而减弱,研究结论有助于页岩力学行为的深入理解。     

单轴压缩下龙马溪组页岩各向异性特征研究

层状页岩的各向异性在页岩气开采中十分重要,以龙马溪层状页岩为研究对象,对不同层理方向取芯、平行于层理面取芯的页岩进行了电镜扫描和单轴压缩试验。结果表明:页岩的微观描述、单轴压缩参数各向异性明显;应力-应变曲线属于Ⅱ类曲线,且5个阶段不明显;破坏类型主要有3种:0°~15°时为竖向劈裂型张拉破坏,30°~60°时为沿层理弱面的剪切滑移破坏,75°~90°时为穿切层理面的剪切破坏,取芯角度不同,对应的曲线之间差异较大。与层理面成30°时单轴抗压强度最小,0°和90°附近相对较大;弹性模量和纵波波速相关性较好,都随着角度的增加而减小;平行于层理面取芯的样品其横观各向异性不明显,可近似看作横观各向同性体;微裂隙发育、独特的破坏类型是造成各向异性的主要原因。     

北京周口店雾迷山组碳酸盐岩风暴沉积序列研究*

北京周口店地区中元古界雾迷山组以含硅质条带的白云岩为主,发育不规则硅质砾屑。这些硅质砾屑形态各异,具有强烈扰动的迹象,目前对其成因解释一直存在争议,如泄水构造、冲刷构造、震积岩、风暴岩等。文中选择北京周口店地区黄山店村恒顺厂剖面为研究对象,通过野外精细的沉积学分析,系统描述了岩性及沉积构造特征,确定了该套沉积地层发育典型的碳酸盐岩风暴沉积序列。该风暴沉积序列自下往上可分为5段: A段,为风暴前正常沉积的中厚层状泥晶白云岩;B段,具口袋构造的侵蚀冲刷面及硅质砾屑,为风暴高潮期产物;C段,灰色硅质条带白云岩,普遍发育平行层理和波状、丘状、洼状交错层理,是风暴衰减期产物;D段,灰白色薄层状泥晶白云岩,代表了风暴间歇期的正常沉积;E段,含硅质团块白云岩,为正常天气下海水局部扰动形成。该剖面上递变层理几乎不发育,结合侵蚀冲刷面特征、砾屑高含量以及杂乱堆积方式,认为该套沉积为典型的近原地风暴沉积。结合古地理资料,推测研究区在雾迷山组沉积时期可能处于热带海洋环境,热带气旋引发的频繁风暴潮导致了近原地碳酸盐岩风暴沉积的形成。上述研究成果不仅补充了燕山地区雾迷山组的风暴沉积记录,而且为该时期华北板块的古地理、古纬度和古气候研究提供了重要的沉积学证据。     

层状侵入体韵律层理形成过程的定量模拟——以四川攀枝花层状岩体为例

层状侵入体的韵律层理是一种特殊的岩石构造,长期以来其成因倍受关注,成因假说很多。本文在综合这些观点关于岩浆物理,化学性质的研究,尤其是在岩浆房地对流特征研究成果的基础上,提出了新的成因解释,认为固化带前锋处矿物的结晶,熔浆组分的扩散及固化带前锋本身的推进等３个因素的相互耦合是形成韵律层理的主要机制,这个过程是发生在一定过冷却条件下的,在这种定性认识基础上,笔者提出了旨在对韵律层理形成过程进行模拟计