膨胀性泥岩应力-应变关系的试验研究

通过应变控制式固结不排水三轴试验,测定并分析了膨胀性泥岩的应力-应变关系以及强度变化特性,结果表明,膨胀性泥岩的应力-应变曲线呈应变软化型,泥岩中的裂隙结构面等是影响泥岩强度的重要因素,说明了膨胀性泥岩不同的破坏模式对应着不同的应力-应变曲线;还说明了峰值强度、残余强度以及残余强度比是随围压的变化而变化的;孔隙水压力变化分为3个阶段。通过控制不同的剪切速率的固结不排水三轴试验,研究和分析了应变率对应力-应变关系、强度变化特性以及孔隙水压力的变化     

高速铁路膏溶角砾岩深埋隧道支护荷载确定方法

合理的支护荷载确定方法是膏溶角砾岩深埋隧道设计和施工过程中的关键科学问题。以石太客运专线太行山隧道累计穿越4 410 m膏溶角砾岩地层为依托,通过现场支护荷载量测试验,统计得到初支围岩压力和二衬接触压力。采用泰沙基理论、比尔鲍曼理论、谢家烋理论、铁路隧道设计规范和普氏理论共5种方法分别计算围岩压力,并与现场实测值相比较。结果表明：围岩压力以竖向为主,泰沙基理论值与现场实测统计值最为接近;围岩压力在竖向、水平分布模式不同于传统计算方法,推荐竖向压力采用双峰型或均匀分布,水平压力采用折线型分布;初支和二次衬砌共同承担荷载,二衬分担比例为50.1%。研究成果可为高速铁路膏溶角砾岩以及类似地质条件深埋隧道修建提供参考。     

断裂对泥岩盖层破坏程度综合定量研究方法及其应用

为了研究断裂在油气聚集与保存中的作用,在断裂对泥岩盖层破坏作用机理及影响因素研究的基础上,采用断裂断距与泥岩盖层厚度比较和断层岩排替压力与泥岩盖层排替压力比较的研究方法,建立了一套断裂对泥岩盖层破坏程度的综合定量研究方法。并选取构造盆地徐家围子断陷营城组14个火山岩气藏中的断裂为例,对其对火山岩气藏泥岩盖层破坏程度进行了综合定量研究,结果表明,徐家围子断陷营城组14个火山岩气藏断裂对泥岩盖层的破坏程度仅个别较强其余以弱为主,有利于天然气的聚集与保存,这是断陷营城组火山岩中能找到大量天然气藏的一个重要原因。这一应用结果表明该方法用于断裂对泥岩盖层破坏程度综合定量研究是可行的。     

基于自平衡法的泥岩地基中大型灌注桩的承载特性分析

采用自平衡试桩法对龙华寺松花江特大桥1号墩的大型钻孔灌注桩进行了试验研究,得出单桩竖向抗压极限承载力〉53102kN,泥岩地层极限侧阻力可达336kPa。对两根试桩Q－S曲线、桩侧土层位移－摩阻力曲线、桩端荷载－桩端位移曲线及试桩受力－桩端阻力曲线形态和数值进行对比分析,发现成孔时间长,泥浆比重大,孔壁泥皮厚,会导致桩侧摩阻力降低,且侧阻力发挥所需的桩土间相对位移增大。     

勘探早期断层封闭性快速评价方法及应用

断层垂向和侧向封闭的主因是剪切型泥岩涂抹发育且保持连续性。SSF为断距与其范围内泥岩厚度的比值、物理模拟和野外露头均证实,当SSF大于一个定值时,泥岩涂抹失去连续性,断层垂向开启。海拉尔-塔木察格盆地塔南凹陷断层遮挡型油藏控藏断裂垂向封闭与开启临界SSF值为5.0,塔南凹陷大部分控圈断裂垂向封闭,能够有效封堵油气。但必须考虑断层形成时间和后期活动性质,盆地回返抬升期形成的断裂不容易形成剪切型泥岩涂抹,断层反转造成泥岩涂抹封闭失效。卷入到断裂带中的泥质不仅是剪切型泥岩涂抹,还有砂岩中硅酸盐,因此SSF不完全代表断裂中泥质含量。SGR是表征断裂带中泥质含量最有效的参数,可以弥补SSF对评价砂-砂对接窗口的不足。将断层遮挡油藏油层对应的断层面最小的SGR值作为断层侧向封闭的临界,将临界SGR值对应的断距称之为风险断距,断距低于风险断距的断层侧向封闭风险性很大。利用这2种方法可以在勘探早期对断层圈闭风险性快速做出评价,以减少钻探风险性。     

若尔盖碳硅泥岩型铀矿成矿规律及控矿因素分析

西秦岭南亚带的若尔盖碳硅泥岩型铀矿床是中国重要的十大铀资源基地之一,但是在加大找矿深度、扩大资源量以及矿床成因等方面仍然存在一系列的问题。通过多年的详实野外勘查和研究,总结出了若尔盖地区硅泥岩型铀矿的矿体形态、产出特征及空间分布规律,即矿床主要产于下志留统一套浅变质硅质岩、灰岩、板岩层中,矿体形态呈似层状、透镜状、扁豆状,矿体严格受岩性、构造、硅灰岩组合体3要素控制; 提出了“断裂构造-硅灰岩组合体-岩性界面”3要素组合控矿的成矿规律,以及“组合成矿”和“深源流体”对若尔盖铀成矿起主导作用的新认识。     

松辽盆地古龙凹陷构造应力场弹-塑性增量法数值模拟

泥岩裂缝油气藏是大庆油田古龙凹陷主要的油气藏类型之一 ,构造裂缝储层在该类油气藏中占有重要地位。老第三纪末及现今的应力释放区是该区泥岩裂缝性储层的主要发育区。构造应力释放区的泥岩储层渗透条件得到改善 ,现今应力场控制着地层压力的分布。采用弹塑性增量的有限元法模拟了古龙地区青山口组地层老第三纪末与现今两期构造应力场。根据区域构造研究结果确定主应力方向 ,以确定应力场的分期。采用晶格位错密度法、水压致裂法及声发射法测定岩石的构造应力值 ,并作为构造应力场模拟的约束条件。由岩石力学试验测定岩石物性参数 (弹性模量和泊松比 ) ,根据区域沉积相带分析建立岩相地质模型。结合钻井及区域地质资料 ,对模拟结果进行分析研究 ,识别出古今四个应力释放区。其中他拉哈、新站两应力释放区的勘探程度高 ,绝大多数钻井资料印证了数值模拟结果的正确性 ;而葡西、杏西高西两应力释放区钻井资料较少 ,应作为潜在的裂缝储层勘探靶区。     

湖北金山店矽卡岩型铁矿田硫同位素特征及其地质意义

矿集区或矿田尺度硫同位素的空间分布特征研究不仅具有重要的理论意义,而且对找矿实践具有重要的指示作用。本文对金山店矿田范围内的矽卡岩型铁矿床开展了系统的硫同位素研究工作,发现该矿田内矽卡岩型铁矿床中的黄铁矿(+15. 1‰~+25. 6‰)、硬石膏(+24. 9‰~+31. 5‰)和石膏(+27. 5‰~+30. 4‰)均具有富集重硫同位素的特征,明显不同于岩浆热液矿床中这些矿物的δ~(34)S值组成特征,且硬石膏和石膏的δ~(34)S值与三叠系嘉陵江组地层中沉积石膏的δ34S值较为接近,暗示金山店矿田内矽卡岩型铁矿中的硫可能主要来自于含膏盐地层。含膏盐地层广泛参与了金山店矿田中矽卡岩型铁矿的成矿作用,对成矿作用产生了重要的影响:大量硫酸根(SO_4~(2-))的还原过程可以将成矿体系中的Fe~(2+)氧化成Fe~(3+),导致大量磁铁矿的形成;含膏盐地层与流体作用形成大量的盐溶角砾岩,有利于加速成矿流体与围岩之间的水岩作用,并提供容矿空间。系统的对比研究发现,大冶地区的矽卡岩型铁矿和矽卡岩型铁铜矿的赋矿地层、热液硬石膏/石膏规模和硫同位素值组成均存在明显的差异,暗示这些矿床的成矿围岩存在显著的差异。鄂东矿集区尺度的硫同位素等值线所揭示的空间变化规律具有重要的找矿指示作用:在天青石矿区(如狮子立山)或附近可能具有寻找大冶式矽卡岩型铁矿床或铁铜矿床的潜力,而在硬石膏/石膏发育的矽卡岩型铁矿区(如金山店铁矿田和程潮铁矿)或附近则具有寻找狮子立山式热液天青石矿床的潜力。     

软泥岩井眼弹塑性变形的拉格朗日元法计算

首次将大变形原理引入井眼及其围岩弹塑性变形计算,应用拉格朗日元法对塑性泥页岩地层的井眼缩径问题进行分析求解。拉格朗日元法能够计算材料非线性和几何非线性问题,采用常用的摩尔-库仑强度准则对所选择的计算模型进行拉格朗日元分析计算,求解出井眼的收缩变形、井眼围岩位移场分布以及井眼围岩塑性区的分布规律。      

用地震压力预测技术研究临清坳陷（东部）泥岩压实与油气运移

地层流体压力异常是含油气盆地存在的一个普遍现象。由于地层异常压力与油气的运聚关系密切,因而研究其分布特征对于寻找隐蔽油气藏有指导作用。文章针对临清坳陷勘探程度低,探井密度小的特点,利用地震层速度从区域上对泥岩压实进行了研究,并用等效深度法计算了地层流体压力,分析了异常流体压力带的纵向,横向和平面分布特征及油气运移的趋势,结合地质特征,推测了油气的有利聚集带。