Time-dependent stress change during failure of rocks

The energy balance of a solid subject to fracture has been explored using heat and mass transfer equations with regard to the volumetric and superficial components. In the suggested model, brittle fracture of a cracked solid considered as a heterogeneous two-phase medium is described by an equation analogous to the Griffith’s criterion for propagation of a single crack. The derived equation is used, together with estimates of relative change in specific interface area, to study the respective change of free strain energy and pressure in rocks associated with failure.     

Estimation of hydraulic permeability considering the micro morphology of rocks of the borehole YAXCOPOIL-1 (Impact crater Chicxulub,Mexico)

Internal surface, formation factor, Nuclear Magnetic Resonance (NMR)-T2 relaxation times and pore radius distributions were measured on representative core samples for the estimation of hydraulic permeability. Permeability is estimated using various versions of the classic Kozeny–Carman-equation (K–C) and a further development of K–C, the fractal PaRiS-model, taking into account the internal surface. In addition to grain and pore size distribution, directly connected to permeability, internal surface reflects the internal structure (“micro morphology”). Lithologies could be grouped with respect to differences in internal surface. Most melt rich impact breccia lithologies exhibit large internal surfaces, while Tertiary post-impact sediments and Cretaceous lithologies in displaced megablocks display smaller internal surfaces. Investigations with scanning electron microscopy confirm the correlation between internal surface and micro morphology. In addition to different versions of K–C, estimations by means of NMR, pore radius distributions and some gas permeability measurements serve for cross-checking and calibration. In general, the different estimations from the independent methods and the measurements are in satisfactory accordance. For Tertiary limestones and Suevites bulk with very high porosities (up to 35%) permeabilites between 10⁻¹⁴ and 10⁻¹⁶ m² are found, whereas in lower Suevite, Cretaceous anhydrites and dolomites, bulk permeabilites are between 10⁻¹⁵ and 10⁻²³ m².     

地面核磁共振模型约束反演含水层参数

导电模型的地面核磁共振感应电动势是含水量的非线性函数.引入模型约束的迭代反演方法求解该非线性问题的反演.在反演过程中,根据理论公式计算迭代过程中灵敏度矩阵,并采用平坦模型和光滑模型两种约束.对均匀半空间、层状导电模型和实际数据进行了反演模拟,结果表明,模型约束迭代反演方法能从地面核磁共振感应电动势获得含水层较为合理的含水量及分布,且该结果可以从作为初始模型的均匀含水量分布反演得到.对无噪音数据,平坦模型和光滑模型约束对反演的含水量分布影响不大;但当数据存在一定的噪音时,平坦模型约束将比光滑模型约束获得更为精确的含水层参数.     

人工边坡潜在滑动面研究——以广州科学城某人工高边坡为例

运用强度参数的改变对边坡破坏面形迹影响不明显这一特点,在数值模拟过程中通过改变岩体强度参数,有效地获取潜在滑动面的位置和形态,较好地解决了滑动面搜索的难题。将该法应用于广州科学城某人工高边坡稳定性的研究,在三维数值模拟过程中,将强度参数大幅度折减,计算后获得各剖面的剪应变增量图,从这些图中可获得潜在滑动面。这与人们通常将此类边坡的中风化面作为滑动面存在较大差别。将该滑动面运用极限平衡法进行计算,计算结果显示各剖面的安全系数基本都大于1.2,边坡稳定但仍需要加固处理,与三维数值模拟结果相一致。由此认为用这种分析法确定出的潜在滑动面合理、计算结果可靠,可作为搜索边坡潜在滑动面并计算安全系数的方法之一。     

小波边缘分析建模波阻抗反演方法在煤层解释中的应用

受限于地震波主波长的1／4,常规地震处理难以分辨较薄煤层。基于模型的波阻抗反演虽然克服了厚、薄煤层计算问题．但因难以得到准确的高频部分,很多情况下反演结果的精度和分辨率往往不能满足地质预测的要求。小波边缘分析建模波阻抗反演方法是从地震数据中提取地震特征参数,用于建模并参与迭代反演。该方法即可以弥补反演过程中高频成分的误差,减少对钻井数据的依赖程度,得到较为合理的初始模型,又可提高反演的精度和分辨率．使反演结果更好的反映实际地下地质情况。利用该方法,对大井-将军庙及新疆红沙泉2个勘探区的侏罗系中统西山窑组含煤地层进行波阻抗反演,反演结果与钻井资料进行比较,其中大井一将军庙0802及0809号孔单煤层厚度误差分别为3％、8％．新疆红沙泉多煤层厚度及煤层之间的夹层厚度预测结果除B6煤层误差较大外,其它误差均小于7％．可见该反演方法的计算结果比较准确。     

初至层析静校正在复杂山地三维地震勘探中的应用

随着地形高差增大、地貌单元多变、近地表模型复杂,目前被广泛应用的初至折射静校正的精度已无法满足精细勘探的要求。初至层析静校正技术,由给定的初始模型进行正演,用射线追踪方法得到初始模型的初至波,利用该初至波和实际拾取的初至波进行比较,计算地表模型的修正量,反复迭代求得准确的地表模型。山西省国阳新能股份有限公司二矿390水平九采扩区地表标高940～1100m,地貌单元复杂,在对该区资料处理时,利用初至层析折射静校正,经9次迭代计算后,真实地刻划出近地表模型。在二种静校正技术对比中,初至折射静校正不但近地表模型精度低于层析折射静校正,而且其叠加剖面精细程度也远低于层析静校正,如在初至折射静校正叠加剖面同相轴上呈现的凹凸形态,在层析静校正叠加剖面并无显示,且后者剖面的信噪比也比前者明显提高。     

三维地震小面元采集技术在晋城矿区的应用

依托“西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术”工程,对晋城矿区进行了旨在提高小断层,小陷落柱探测能力的高密度三维地震勘探。根据面元选择因素及该区地质任务,采用5m×5m网格进行野外数据采集;考虑炮检距、方位角、覆盖次数、排列片横纵比及煤层埋深（350～500m）等因素,采用中点放炮、60道接收,24次覆盖（横向4次,纵向6次）的8线16炮束状观测系统,基岩中激发。原始资料经同一处理流程后,获得5m×5m×1ms、5m×10m×1ms、10m×10m×1ms及2.5m×2.5m×1ms不同单元的三维数据体多个,通过对比可以发现小断层,小陷落柱在其小面元叠加时间剖面、顺层切片及相干切片都有清晰的反映。实例说明,小面元采集技术可以提高对小构造的纵、横向分辨能力,满足山区对三维地震精确勘探的要求。     

小面元三维地震勘探技术在西山屯兰矿南五采区的应用

屯兰矿南五采区地形复杂,最大高差达271m,地表大面积为第四系黄土覆盖,激发困难。为探索研究小面元三维地震勘探技术的应用效果。在常规三维地震勘区域内划出1km^2,采用5m×5m小面元进行采集。在地震数据采集过程中,采取了加大激发井深、提高覆盖次数、减小CMP面元网格和加大接收排列等技术措施,做到“四小三高、二中一深、两个等高面”。通过插值、抽线及扩大面元处理。获得2．5m×2．5m×1ms、5m×5m×1ms、5m×10m×1ms、10m×10m×1ms以及不同叠加次数的三维数据体。资料解释工作主要是在5m×5m×1ms、2．5m×2．5m×1ms两个数据体上进行,解释落差大于或等于5m的断层6条,落差3～5m的断层8条;查明长轴直径20～30m的陷落柱4个。30～100m的陷落柱1个,大于100m的陷落柱3个。与相邻区常规三维地震比较,小面元三维地震勘探有利于对小陷落柱、小断层的控制和解释。     

三维地震技术在煤层顶板稳定性研究中的应用

龙固井田为全隐蔽的华北型煤田,位于巨野煤田中部,其首采扩大区主采煤层为3号煤层。考虑3煤层顶板稳定性主要受其顶板的构造信息和岩性信息影响,因此首先依据三维地震勘探综合解释成果及波阻抗反演解释成果对二者进行定量化,然后对波阻抗数据进行归一化处理,使得波阻抗数据和量化后的构造数据具有相同的变化范围及等量贡献。在此距离范围内构造和岩性的权值各为0．5,依此生成综合因素煤层顶板稳定性隶属度。分析3煤层顶板以上10m、20m处的综合因素煤层顶板稳定性隶属度图可以发现,该区3煤层顶板稳定性比较好。且其稳定性主要是受构造因素控制,岩性因素相对影响较小。     

基坑潜水疏干的简化计算在昊华水泥厂中的应用

以流线、流面、汇点的概念为基础,对稳定流双井干扰和直线隔水边界附近涌水量理论公式进行对比分析,提出了二个虚拟界面,其中虚拟界面Ⅰ,运用流线、流面的性质,流线方程等给出证明;虚拟界面Ⅱ则通过半无限条形降落漏斗的分析,应用元流和总流的能量方程得到流量为零,流线为零的平面。在同样条件下,条形无限涌水量是半无限潜含水层涌水量的二倍。应用总流能量方程对三种情况水头损失的分析,解释了这种关系存在的合理性,得出虚拟界面Ⅱ,并以此得出该界面内的最大残余水头计算公式。将基坑降水运用虚拟界面简化为扇形,条形半无限含水层,从而实现单井预测,该方法应用到昊华水泥厂基坑降水中,预测效果理想。