顺层页岩边坡稳定性离散元分析

以承张高速某顺层页岩边坡工程为依托,首先采用单轴压缩模拟实验与宏观力学参数值对比的方法确定出边坡各岩土层的细观参数。进而建立其离散元模型,分析其稳定状态,并对其失稳过程进行研究。结果表明:边坡中的全风化页岩层向下滑动,并在坡脚堆积;强风化页岩层和中风化页岩层未发生滑动,滑动面为全风化页岩层与强风化页岩层的交界面。模型中出现的裂纹主要以压裂纹为主,且主要分布在全风化层,而其他两层未产生裂纹。离散元模拟结果与赤平投影法分析结果一致。该模拟结果对工程的设计、施工具有指导意义。     

陆相沉积盆地泥页岩含气量影响因素探讨—以潍北凹陷为例

页岩气以游离态和吸附态赋存于泥页岩中,泥页岩含气量的多少是页岩气资源潜力评价的重要指标,也是勘查开发过程中最重要的制约因素。该文利用潍北凹陷大量实测数据,分别建立泥页岩含气量与有机地化参数、储集物性参数、矿物成分等相关关系图,探讨各参数与泥页岩含气量的相关性和影响因素。研究表明:含气量与有机碳含量相关性最好,相关强度达到中等正相关;孔隙度与含气量无相关关系;岩石密度与含气量、有机碳含量均具有中等程度的负相关。提出了间接获取泥页岩含气量的方法和手段,为准确地评价页岩气资源潜力提供依据。     

饱水和天然状态下页岩滞后效应及阻尼特性研究

运用RLW-2000型微机伺服岩石三轴试验机,对饱水状态和天然状态页岩在不同围压下进行三轴循环加卸载试验,分析了两种含水状态页岩的力学特性和滞后效应,并基于能量原理讨论了阻尼比演化规律。试验结果表明：随循环次数增加,累积残余应变逐渐增加,相对残余应变先降低,后趋于稳定区域,直至破坏前急剧增加;饱水页岩的加卸载变形模量均比天然页岩小,加载变形模量整体比卸载变形模量小;在加载和卸载阶段,均出现应变始终滞后于应力的现象;饱水页岩的滞后效应比天然页岩更明显。提出了考虑滞后效应的能量计算方法,较以往能量计算的误差更小。最后基于能量原理对阻尼比的计算公式进行修正,发现饱水页岩的阻尼比比天然页岩大。阻尼比的变化较好地反映了页岩损伤机制,可作为预判页岩失稳破坏的重要指标。     

含钾页岩的矿物及钾组分含量的转换计算——以宣化烟筒山含钾页岩为例

北方长城系有四个含钾页岩层位,远景资源量丰富。通过对河北宣化烟筒山含钾页岩化学成分中钾组分和其中含钾矿物中的钾组分的转换计算,认为除硅酸盐钾之外,还存在有少部分游离于硅酸盐矿物结构之外的钾组分。初步推断非硅酸盐钾组分是以K 离子形式在粘土中呈吸附状态存在。此问题的提出,将有助于该矿产资源勘查评价和资源的综合开发利用。     

白垩纪黑色页岩与海水含氧量变化——以西藏南部为例

黑色页岩具有特殊的沉积学、古生物学和有机地球化学特征，主要表现在生物组合和丰度的变化、有机碳含量的增高与碳稳定同位素的偏移等方面。具有丰富有机质来源的高生产力表层水是黑色页岩中富有机碳沉积物形成与埋藏的先期条件。白垩纪中期黑色页岩在全球广泛分布，是Cenomanian/Turonian期界线事件的最重要标志。在西藏南部的C／T界线处，浮游有孔虫种一级的绝灭速率达34％，底栖有孔虫的绝灭速度达50％；有机碳含量偏高；δ^13C出现2.74‰的正向偏移；生物扰动几乎消失，微小钻孔黄铁矿化；有孔史房室充填有黄铁矿微球丛；诸多其他地球化学指标亦存在不同程度的异常，这些特征说明当时海洋不同深度水层处于不同强度的贫氧至缺氧状态，同时沉积的黑色页岩是缺氧环境中有机碳大量保存的结果。该现象发生的原因是白垩纪中期的海平面上升和气候变化的影响。西藏特提斯海古海洋条件的变化明显受全球和区域性海平面上升的影响，由此形成的白垩纪中期黑色页岩具有全球一致的特征。     

藏南江孜地区白垩系海相红层中红色页岩的颜色成因

白垩系大洋红层(Cretaceous Oceanic Red Beds,CORBs)在我国西藏江孜地区广泛发育,以床得组最为典型.本文以床得组红色页岩为研究对象,通过电子探针背散射电子像观察和成分定量分析、主量元素分析、X射线衍射分析,结合CBD(Citrate Bicarbonate Dithionite)提取铁氧化物前后漫反射光谱分析,认为床得组红色页岩中的铁氧化物只有赤铁矿,没有其它铁氧化物,赤铁矿是唯一的致色铁氧化物.电子探针背散射电子图像显示,赤铁矿分为结晶好和结晶差的两种形态.CBD提取前后反射光谱红度的变化,指示结晶差的赤铁矿的致色作用要远大于结晶好的赤铁矿,主要是细分散状、结晶差的赤铁矿造成了床得组红色页岩的红色.赤铁矿是同沉积一成岩早期阶段的产物,赤铁矿形成所需的铁来源于陆源输入.     

流体包裹体在研究柴达木盆地东北缘石炭系页岩油气成藏中的应用

正近年来,流体包裹体已成为常规油气地质领域研究油气成藏期次和时间、成矿流体性质、来源、油气运移充注途径和古地温恢复等方面的关键技术方法(卢焕章等,2004)。目前,流体包裹体并未被广泛应用于的页岩油气藏研究中,主要是因为页岩油气储层中的成岩矿物普遍过于细小,给包裹体的测试带来了极大的困难,困扰了流体包裹体研究在页岩中的发展。但是,以往的研究发现,页岩     

基于饱水页岩地震频段岩石物理测试的地震响应频散特征分析

页岩储层由于骨架和孔隙结构的微观非均质性,能够在地震频段内引起波诱导的孔隙流体流动相关的弹性频散和衰减,但声波测井和实验室超声实验测量频率段远超地震频段,不可避免产生测量速度和衰减差异。这里基于澳大利亚惠灵顿地区的页岩岩心在干燥和水饱和条件下地震频段的弹性和衰减测量结果,考虑频变反透射系数和衰减对地震波反射的影响,针对不同层厚的页岩储层开展地震响应计算,并利用Wigner-Ville分布时频分析技术讨论了页岩频散、衰减性质及层厚对其地震响应规律的作用。对于无明显速度频散和衰减的页岩储层,顶、底反射振幅的频变属性受调谐效应控制,主要呈现出低频异常和陷频特征;而对于速度频散和衰减强烈的储层,顶、底反射振幅的频变属性同时受到调谐效应与储层本身频散衰减性质的作用。干燥和含水页岩储层地震响应的频变性质差异有助于加深对含流体页岩地震响应特征的理解,而基于地震频段实测数据正演和时频分析技术,对于提高页岩的地震勘探精度和流体识别具有重要的作用。     

湖相致密油资源地球化学评价技术和应用

湖相致密油或页岩油资源量和可采性评价关键问题:一是在什么地方;二是有多少;三是有多少可采出。本文讨论了解决这3个问题的关键性地质技术和理论。湖相致密油勘探层空间分布识别的关键是高有机丰度源岩层段和含油夹层精细识别。利用源岩测井地球化学评价技术可识别出湖相地层中不同w(TOC)区间的源岩层段,利用氢指数(I_H)与w(TOC)的相关性,可实现湖相源岩层非均质性精细表征。湖相致密油勘探层油的赋存形式分为两类:一是致密油勘探层中砂岩、粉砂岩和碳酸盐岩夹层中的油,呈游离态;二是富有机质源岩中的油,包括了吸附态和游离态。吸附油在目前的技术条件下难以开采,现阶段真正有工业价值的是游离油。根据实际地球化学数据可标定出源岩中游离油量和吸附油量模型,从而可计算出游离油量、吸附油量和总原地油量。致密油流动性控制了其可采性,而源岩成熟度和生烃转化率是控制烃类流动性的关键。利用湖相高丰度源岩(w(TOC)>2%)I_H演化可较高精度地标定源岩的成熟度和转化率。以泌阳盆地为例展示了如何从源岩生烃模型和实际岩石热解数据预测页岩油的流动性。     

致密油与页岩油内涵、特征、潜力及挑战

致密油是当前全球非常规石油发展的亮点领域,页岩油是未来非常规石油发展的潜在资源。基于国内外页岩层系液态烃地质特征系统研究,提出致密油与页岩油的"甜点区"分布,应着眼烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性"六特性"匹配评价;并指出中国有利页岩层系的特点是液态烃TOC2%(S12mg/g),纹层状页岩或致密砂岩、致密碳酸盐岩,孔隙度较高(致密油储集层孔隙度大于10%,页岩油储集层孔隙度大于3%),脆性矿物含量大于40%,含油饱和度60%~90%,较低原油黏度或较高地层压力,天然裂缝发育;对比北美有利页岩层系地质特征表明,北美有利页岩层系液态烃TOC大于4%,呈纹层状页岩或泥灰岩,孔隙度大于7%,脆性矿物含量大于50%,含油饱和度50%~80%,API40°及压力系数大于1.30,天然裂缝发育。围绕中国陆相致密油与页岩油沉积储集层,初步提出陆相细粒沉积分布模式、陆源碎屑与湖相碳酸盐岩混合成因的储集层岩石分类方案,初步预测技术可采资源量致密油约(20~25)×108t,页岩油约(30~60)×108t。陆相湖盆细粒沉积成因与分布、致密储集层微-纳米级储集空间结构、页岩层系液态烃充注及流动机制、页岩层系液态烃地球物理响应模型、资源潜力及"甜点区"评价预测等,将成为新时期非常规油气地质面临主要挑战与创新重点。