水井测温在地热普查中的应用

利用水井测温方法确定恒温层温度,以恒温层的温度值作为湖顶地热异常区的下限值,用内插法勾绘温度等值线图,高于该下限值范围的即为地热异常区。曹县庄寨地区的地热普查证明该方法是快速有效的。     

沧东断裂第四纪活动性探测结果

根据人工地震探测结果,分别在天津东丽区山岭子村北、大港区中塘村和宁河县北淮淀村布设了三条钻孔剖面,对沧东断裂开展了钻孔勘探工作。经微体古生物鉴定和地层年代测试,确定了各钻孔第一、第二、第三和第四海相层的位置。通过以海相层为标志层的地层对比并结合中塘村BZ1孔古地磁测试结果,对沧东断裂的活动性进行了分析研究。结果表明,沧东断裂晚更新世以来没有发现活动的迹象,其最新活动年代可能在中更新世。如果以海河断裂为界,从位于沧东断裂北部的北淮淀钻孔剖面和位于南部的中塘钻孔剖面的地层对比发现,沧东断裂北段、南段活动性差异不大。同时,已有的一些研究表明,海相层的观测可能对地震信息反映较好。除沧东断裂探测外,天津南、北断裂、海河断裂对21口钻孔进行了海相层鉴定,目前开展的蓟运河断裂探测也将对海相层位置进行确定,这些结果,对利用咸水层观测地震信息的层位选择有很大帮助。     

河南省黄河流域黄土的发育特征及其古气候环境分析

为防治黄土土壤侵蚀和治理黄河,本文根据磁性地层学、年代地层学(热释光法),并结合岩石地层学,生物地层学和气候地层学等方法,对河南省黄河流域广泛分布的陆沉积黄土进行分析。将区内黄土划分为上更新统黄土(Q3^eol)、中更新统黄土(Q2^eol)、下更新统黄土(Q1^eol)。研究结果表明,不同时期的黄土,其岩性、结构、古地磁特性以及古土壤层数等有明显的差异。此外,不同时期黄土所含的值物孢粉组合特征亦不相同,从而反映了更新世冷暖交替的古气候环境特征。     

基于钻孔数据的三维地层建模关键技术

在基于钻孔数据进行三维地层建模方法中,钻孔样本间地层层序不一致导致建模时难以确定各地层的拓扑关系,快速准确地确定各地层层序和充分利用钻孔数据是建模的关键难点之一。拟通过综合考虑区域内所有钻孔数据,基于地质解释方法理论,以地层出现次数频率高原则进行全自动确定地层层序。首次引入子钻孔递归思想,利用表面建模方法,自下而上逐层创建三维地层模型,可确保钻孔数据不丢失且准确地应用于地层建模中,并能适应地层尖灭、地层超覆、透镜体等复杂地质构造。该方法地学意义明确,具有鲁棒性好、运行效率高及可操作性强等特点,算法已在同济曙光软件中实现,并已在多个实际地质建模工程中得到了验证。研究结果表明,该算法能充分利用已有钻孔信息,建模过程全自动完成,对复杂地层建模亦具有较强的适应性。     

基于压力拱理论的水下隧道合理覆岩厚度研究

建立了水下隧道流固耦合数值模型,通过正交试验优化计算方案,分析土岩复合地层和全断面岩层拱顶竖直方向上围岩压力拱的成拱规律,并据此提出以成拱临界板厚为判据求解水下隧道合理覆岩厚度的思路,建立水下隧道合理覆岩厚度回归模型,并通过BP神经网络模型对回归模型进行评价与校验,结合佛莞城际狮子洋隧道工程,进行了合理覆岩厚度回归模型的应用算例分析。研究表明：土岩复合地层上覆岩层岩性较好时,压力拱高度主要受覆岩厚度影响,上覆岩层岩性较差时,压力拱高度主要受上覆软土厚度影响;压力拱高度随覆岩厚度增加线性增加,达到成拱临界板厚时,逐渐减小随后趋于稳定,上覆岩层岩性越差,成拱临界板厚越大;全断面岩层压力拱高度随覆岩厚度的变化比土岩复合地层平稳。算例分析表明,以成拱临界板厚为判据建立的合理覆岩厚度模型能给出较优的覆岩厚度预测值,可为土岩复合地层水下盾构隧道的设计和施工提供参考。     

深部开采底板隔水关键层受局部高承压水作用破坏理论分析

大量实测地质资料与防治水实践证实,深部煤层开采底板含水层存在大量的局部高承压水区域,在强开采扰动下极易诱发底板突水灾害。基于“下三带”、“关键层”理论,将局部高承压水与底板隔水关键层简化为圆筒力学模型,分析研究隔水关键层在局部高承压水作用下的屈服破坏机制,得到了隔水关键层发生屈服的4个临界水压值公式;对各临界水压值进行区间划分,分析不同区间隔水关键层的屈服状态,确定了局部高承压水致使隔水关键层屈服破坏两个阶段的水压判据平衡方程,得出了奥陶系顶部岩层作为隔水关键层剩余隔水能力的计算表达式,并反演得到了开采深度上限、下限公式。结合九龙矿深部开采实际,对所建力学模型进行了验证与应用,进而提出了防止局部高承压水致灾的相关措施,对实现深部煤层安全带压开采具有重要的理论指导意义。     

降雨条件下顺倾向煤系地层边坡稳定性的影响研究

煤系地层具有岩层软硬不均,层间胶结较差,风化速度快,遇水易软化,结构易破坏导致强度丧失等特点,特别是夹层中炭质泥岩或页岩具有强度低、易活化、易变性和渗透系数相对较小的特点,这决定了其对整体边坡的稳定性具有控制作用。文章分析了煤系地层边坡饱和、非饱和渗流降雨条件（降雨强度）、土性参数（夹层饱和渗透系数）以及边坡形状尺寸（坡脚、夹层倾角、夹层埋深）等因素对边坡渗流特点及稳定性的影响,发现软弱夹层与上下岩体渗透性差异性对边坡稳定性影响明显;软弱夹层埋置越浅,边坡越易失稳;降雨强度越大,边坡越易沿软弱夹层发生滑坡;并非坡脚越大降雨之后边坡的安全系数降低幅度就大,而是随着夹层倾角的增大,边坡的安全系数逐渐降低,边坡越易沿软弱夹层发生滑坡,这些认识对煤系地层边坡的设计和治理有重要的参考意义。      

鄂尔多斯盆地东南部上古生界层序地层格架及含气砂体沉积演化特征*

鄂尔多斯盆地长期存在“南油北气”的固有认识,晚古生代早期砂体不发育与分布规律不清的认识,长期制约了盆地东南部天然气勘探开发的步伐。因此,加强盆地东南部上古生界煤系含气地层地质方面的研究、尤其是层序地层与储集砂体成因研究,对进一步增储上产具有重要理论与实践意义。作者采用Vail经典层序地层理论与方法,对鄂尔多斯盆地东南部上古生界进行层序地层研究: 首先对层序界面进行识别,以岩性、旋回和沉积特征变化作为识别依据,并提出二级层序界面上下岩性组合变化巨大、二级界面之上叠置的低位砂厚度巨大的观点,共将本溪组—石盒子组划分为3个二级层序,11个三级层序;其次根据层序内部砂体堆积、迁移样式对体系域进行了划分。通过大量钻井的层序单元追踪对比与岩心精细描述,重点分析层序格架内主要含气层段本溪组、山西组及盒8段储集砂体的空间叠置关系,结合不同时期基准面旋回变化及其形成机制对其进行探讨,认为优势含气层段储集层中本2段具有障壁迁移、毯式连通,山2段具有低位控砂、面线连通,山1段具有侧向迁移、接触式连通,盒8段具有迁摆叠置、多向连通的特点。     

Lithofacies paleogeography mapping and reservoir prediction in tight sandstone strata: A case study from central Sichuan Basin,China

Sand-rich tight sandstone reservoirs are potential areas for oil and gas exploration. However, the high ratio of sandstone thickness to that of the strata in the formation poses many challenges and uncertainties to traditional lithofacies paleogeography mapping. Therefore, the prediction of reservoir sweet spots has remained problematic in the field of petroleum exploration. This study provides new insight into resolving this problem, based on the analyses of depositional characteristics of a typical modern sand-rich formation in a shallow braided river delta of the central Sichuan Basin, China. The varieties of sand-rich strata in the braided river delta environment include primary braided channels, secondary distributary channels and the distribution of sediments is controlled by the successive superposed strata deposited in paleogeomorphic valleys. The primary distributary channels have stronger hydrodynamic forces with higher proportions of coarse sand deposits than the secondary distributary channels. Therefore, lithofacies paleogeography mapping is controlled by the geomorphology, valley locations, and the migration of channels. We reconstructed the paleogeomorphology and valley systems that existed prior to the deposition of the Xujiahe Formation. Following this, rock-electro identification model for coarse skeletal sand bodies was constructed based on coring data. The results suggest that skeletal sand bodies in primary distributary channels occur mainly in the valleys and low-lying areas, whereas secondary distributary channels and fine deposits generally occur in the highland areas. The thickness distribution of skeletal sand bodies and lithofacies paleogeography map indicate a positive correlation in primary distributary channels and reservoir thickness. A significant correlation exists between different sedimentary facies and petrophysical properties. In addition, the degree of reservoir development in different sedimentary facies indicates that the mapping method reliably predicts the distribution of sweet spots. The application and understanding of the mapping method provide a reference for exploring tight sandstone reservoirs on a regional basis.     

上覆硬厚岩层破断运动及断顶控制

硬厚覆岩的破断与结构将发生显著的变化。针对汝箕沟煤矿二2煤层上覆厚层石英砂岩条件,采用现场实测、数值模拟、理论分析及现场试验等方法,研究了硬厚覆岩裂隙发育特征、破断运动、矿压显现特征及断顶控制技术,为硬厚覆岩工作面灾害防治提供了依据。研究表明,硬厚石英砂岩的微观结构致密完整,呈现大面积悬空、大步距破断运动,引起强烈的支架动载,甚至导致工作面风流逆转、沟通上部采空区隐形火区;硬厚岩层破断运移后产生明显的离层空间,并在开切眼上部和工作面上部及采空区中部形成覆岩主裂隙带,且发育高度大于经验计算数值,甚至与上方采空区沟通诱发灾害;实施开切眼深孔断顶爆破及降低工作面采高,有效缩短了硬厚岩层的初次破断步距,降低了支架动载及主裂隙带高度。