新疆柯坪-巴楚地区碳酸盐岩构造裂缝发育的控制因素及油气勘探意义

构造裂缝发育程度是碳酸盐岩地区构造裂缝定量研究的重要方面,对碳酸盐岩裂缝油气藏的储层预测具有重要意义。论文基于野外地质实际考察,研究岩性、地层厚度、构造性质等因素对构造裂缝的影响,建立比较系统的构造裂缝发育分布规律,建立构造裂缝发育的地质模型。白云岩的裂缝密度明显大于灰岩类的裂缝密度。地层越厚裂缝密度越小,但裂缝规模较大。走滑断裂控制的构造裂缝的裂缝密度与距断裂的距离呈指数关系且存在"断裂控制的裂缝带","断裂控制裂缝带"与断裂的性质、规模和断距等因素密切相关。提出不同性质断裂"断裂控制裂缝带"宽度与断层破碎带宽度的比值K,这个比值的发现对断裂控制的裂缝油气勘探开发具有重要的应用价值。     

磁场资料在西昆仑地区构造研究中的应用

通过研究磁场资料,对西昆仑地区的断裂展布以及塔里木地块与青藏块体之间的接触关系进行了分析,认为柯岗断裂并未被NW走向的克孜勒陶—库斯拉普断裂所截,而是柯岗断裂阻止了克孜勒陶—库斯拉普断裂继续向NW方向延伸; 利用2.5D专业软件,反演了塔里木地块与青藏块体之间的关系,结果显示,双向对冲模式更能获得磁场资料的支持。     

联合剖面法在地下热水勘探中的应用

联合剖面法是勘查地下热水中一种比较简便的方法,近年来得到了广泛应用。应用此法并结合区域地质和构造特征,了解地热田地质结构、热储、盖层、热储类型等。根据联合剖面装置获得的低阻正交点,推断出断裂构造的位置,为确定井位及温泉开发利用提供重要依据。     

节理产状分组的k均值聚类分析及其分组结果的费歇尔分布验证法

裂隙岩体内的节理往往是变化的,有时甚至变化很大。测得大量节理产状以后,对其分组是一项基础性的工作,但是如何分组目前还没有很好的理论和方法。采用快速聚类分析的方法,将节理产状的样本数据划分为不同的簇,利用极大似然估计的原理,通过数值方法求解费歇尔概率分布模型的参数,并用皮尔逊检验说明了费歇尔逊概率模型的有效性。通过不同簇的概率模型计算及其簇心的分布特性比较说明了簇数分类的适度性。利用所提出的快速聚类分析方法及其推导的计算公式,可以方便地求解费歇尔分布的参数。结合皮尔逊检验,形成了解决这类问题的系统实用的方法。     

岩石力学参数对裂缝发育程度的影响

弹性模量(E)、泊松比(μ)及密度(ρ)是岩石的重要力学参数, 当其他条件一致时, 在一定程度上影响着裂缝的发育。以塔里木盆地某气田为研究区, 在造缝期古应力场分析的基础上, 利用储层裂缝数值模拟技术, 计算得到储层裂缝孔隙度; 再以裂缝孔隙度为指标, 分析岩石力学参数对裂缝发育程度的影响。研究结果表明, 裂缝孔隙度随弹性模量的增加而增大, 同等应力条件下, 弹性模量越大, 裂缝孔隙度越高, 破裂程度越大; 泊松比小于0.2时, 裂缝孔隙度随泊松比增加而逐渐下降; 泊松比超过0.2后, 裂缝孔隙度随泊松比增加而逐渐增大; 岩石密度对裂缝孔隙度的影响不大, 基本上可以忽略。      

多空隙组合地质单元渗流理论分析与试验

岩体通常是以孔隙岩石为基质并包含各种成因的裂隙和溶隙的复杂多空隙组合地质材料。为研究孔隙-裂隙-溶隙多空隙组合介质的渗流特性,在简要介绍多孔介质渗流Darcy定律、平板窄缝流Poiseuille定律和圆形管道流Darcy-Weibach理论的基础上,分析了几种孔隙-裂隙-溶隙组合情况的多空隙介质渗流特性,推导出相应组合的等效渗透系数KE,给出了描述多空隙组合介质KE的一般表达式,讨论了影响各种空隙组合KE的主要因素。以普通砖模拟岩石基质,通过砖身钻孔填充及砖间缝隙填充,试验模拟了岩溶岩体和裂隙岩体中溶孔和裂隙填充后的渗透情况。试验结果与所推求理论公式计算出的KE在同一量级且误差很小,很好地验证了所推导的多空隙组合介质渗透系数表达式的有效性。     

不同倾角多层节理深部岩体开挖变形破坏规律模型试验研究

深部资源开发中地下洞室围岩稳定控制必须面对峰后碎裂岩体的变形和破坏问题,目前深部多裂隙岩体开挖强卸荷引起的围岩变形破坏规律尚不清楚,常导致大体积塌方、大变形等重大工程事故。采用大尺度三维模型相似试验系统,分析具有不同倾角的多层节理的岩体在高地应力下开挖变形破坏规律。试验结果表明：裂隙倾角较小时,隧道上、下侧围岩主要发生大变形,左、右侧围岩呈现分层破裂现象,随着裂隙倾角增大,破裂区从洞室左、右两侧逐渐扩展到洞室全周,顶部岩体越容易发生大体积滑塌;隧道围岩由内向外应力和位移值呈波动状分布;洞周塑性区范围随裂隙倾角增大而增大,裂隙倾角越大,洞周塑性区越容易与洞室上、下侧裂隙面连通。该研究为保障深部工程的安全修建与运营提供了试验基础。     

Universal hydrofracturing algorithm for shear-thinning fluids: Particle velocity based simulation

A universal particle velocity based algorithm for simulating hydraulic fractures, previously proposed for Newtonian fluids, is extended to the class of shear-thinning fluids. The scheme is not limited to any particular elasticity operator or crack propagation regime. The computations are based on two dependent variables: the crack opening and the reduced particle velocity. The application of the latter facilitates utilization of the local condition of Stefan type (speed equation) to trace the fracture front. The condition is given in a general explicit form which relates the crack propagation speed (and the crack length) to the solution tip asymptotics. The utilization of a modular structure, and the adaptive character of its basic blocks, result in a flexible numerical scheme. The computational accuracy of the proposed algorithm is validated against a number of analytical benchmark solutions.     

Cohesive‐frictional model for bond and splitting action of prestressing wire

This paper presents a numerical procedure for bond between indented wires and concrete, and the coupled splitting process of the surrounding concrete. The bond model is an interface, non‐associative, plasticity model. It is coupled with a cohesive fracture model for concrete to take into account the splitting of such concrete. Bond between steel and concrete is fundamental for the transmission of stresses between both materials in precast prestressed concrete. Indented wires are used to improve the bond in these structural elements. The radial component of the prestressing force, increased by Poisson's effect, may split the surrounding concrete, decreasing the wire confinement and diminishing the bonding. The combined action of the bond and the splitting is studied with the proposed model. The results of the numerical model are compared with the results of a series of tests, such as those which showed splitting induced by the bond between wire and concrete. Tests with different steel indentation depths were performed. The numerical procedure accurately reproduces the experimental records and improves knowledge of this complex process. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

松辽盆地徐家围子断陷芳深9井区火山岩储层裂缝预测

本文在松辽盆地北部徐家围子芳深9井区构造地质、石油地质及构造应力场分析的基础上,对早白垩世嫩江组末期、晚白垩世明水组末期和现今三个构造时期在营城组火山岩地层中的构造应力场进行了三维有限元数值模拟,进而分析了三维构造应力场在裂缝预测分析中的应用,研究结果与构造地质、石油地质分析结论相一致,对油气勘探开发具有指导意义。