鲁西南地区的红层岩溶及其水文地质意义

在收集大量勘探、建井和采矿资料基础上,结合室内的测试成果对鲁西南红层的物质组成、孔隙结构、岩溶形态及溶蚀机理进行了初步研究,并探讨了红层岩溶的水文地质意义,突破了过去认为红层贫水的观点．     

孔隙压力对岩样全部变形特征的影响

目的 研究了孔隙压力对剪切带图案及岩样全部变形特征的影响．方法 利用FLAC内嵌语言编制的FISH函数计算平面应变压缩岩样轴向、侧向、体积应变及泊松比．在峰前及峰后，岩石的本构模型分别取为线弹性模型及莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型．结果 随着孔隙压力的增加，岩样的破坏区域越来越广泛；剪切带倾角都接近于Arthur倾角；峰值强度及所对应的轴向、体积应变及侧向应变的大小均降低．当孔隙压力较低时，峰后应力-轴向应变曲线及应力-侧向应变曲线软化段斜率基本保持不变，根据单轴压缩条件下的解析解，这是由于岩样的破坏模式不随孔隙压力的增加而改变．结论当孔隙压力较高时，大量的单元发生破坏将消耗较多的能量，这使应力-轴向应变及侧向应变曲线软化段变平缓；岩样在轴向应变较低时就可获得较高的侧向变形量及泊松比，甚至负的体积应变．岩样失稳破坏的前兆的明显程度不随孔隙压力的改变而改变．     

渤海湾M油田低渗透储层成岩作用及孔隙演化研究

针对渤海南部海域M油田低渗透储层成岩作用以及孔隙演化规律进行理论及实践研究.利用薄片、储集层物性分析等资料,进行成岩作用和成岩过程中孔隙演化的定量分析.研究表明,M油田沙河街组三段以低渗储层为主,长石含量高、埋藏深度大及孔隙结构复杂等是导致储集层物性变差的重要因素;沙三段储层经过了压实、胶结、溶蚀及交代等成岩作用改造,目前已处于中成岩阶段A2、B亚期,其中压实作用造成原生孔隙大量丧失,是储集层物性变差的最主要原因.     

直罗油田储层孔隙结构及对油水分布的控制作用

通过对直罗油田延长组长２油层组储层孔隙结构及油水分布的研究，分析了直罗油田低渗硝岩储层孔隙结构特征对油水分布的控制作用，试图对长期困扰油田勘探与开发的油水分布及其影响因素问题作了初步探讨，结果表明，直罗油田延长组第二油层组孔隙类型以细小的次生孔为主，孔隙结构非均质较为严重，孔隙，喉道半径较小，孔喉分选较差，较差的孔隙结构导致油水分异作用较差，油水同出带厚度为１８５．７ｍ油层全部为油水混出的油水混合     

兖州矿区红层砂岩中自生绿泥石的产状和成因

运用带有Ｘ射线能谱仪的扫描电子显微镜,详细研究了兖州矿区上侏罗统红层砂岩中自生绿泥石的产状、成因及其水文地质意义．根据其在砂岩孔隙中的分布特征及其与颗粒骨架的关系,自生绿泥石的产状可分为网膜式,渡桥式和填隙式（玫瑰花状集合体）３种;依据扫描电镜图片中矿物间的赋存关系并参考其化学成分、矿物成分和成岩环境,自生绿泥石的成因被划分为高岭石蚀变形、钾长石蚀变形和酸性热液生成３类．     

渗流－应力耦合下深埋引水隧洞变形稳定性分析

隧洞开挖过程中,地下水渗流作用引起围岩应力重分布,其对围岩稳定性的影响不容忽视．依 托日照市沭水东调引水隧洞工程,基于渗流－应力耦合理论,利用ＭＩＤＡＳ－ＧＴＳ有限元分析程序,对 有无渗流作用下隧洞的开挖过程进行仿真分析,得出了隧洞开挖过程中围岩孔隙水压力分布及围 岩变形规律．计算结果表明：开挖使一定范围内的围岩孔隙水压力降低,并导致围岩内孔隙水压力 呈环形带状分布;渗流－应力耦合下围岩位移空间分布规律与未考虑孔隙水压力时相似,耦合作用 对拱顶的竖向位移影响最大．     

河南双河油田核三段储层的成岩演化特点

双河扇三角洲为高建设型的扇三角洲复合体，由于物源、流向比较稳定，继承性和规律性较强，总体表现为下大上小的迭瓦状退复式沉积。双河油田核三段储层砂岩沉积以后，经历了温和的地演化过程，在压实、蚀变、胶结、交代及溶解作用下，岩石矿物成分、孔隙结构等都相应的得到改造，使原始沉积特征发生了较大的变化，砂悄岩类由于杂基少，孔喉较大，隙间水易于流动，压溶作用，石英、长石的次生加大，早期碳酸盐、铁方解石、铁石云石、重晶石的依序胶结和交代，次生孔隙的生成都比较明显，可以发育成良好的储层。     

松辽盆地龙西地区泉四段砂岩成岩序列及孔隙演化特征

通过岩芯观察、镜下薄片、扫描电镜和X衍射分析等资料,对松辽盆地龙西地区泉四段砂岩的岩石学特征、成岩作用类型、成岩阶段划分和成岩共生序列及孔隙演化特征进行了研究。结果表明:龙西地区泉四段主要为长石质岩屑砂岩,局部为岩屑质长石砂岩;经历的主要成岩作用类型有压实作用、自生石英胶结作用、自生黏土矿物胶结作用、碳酸盐胶结作用、交代和溶蚀作用等;龙西地区泉四段砂岩为中成岩阶段A期,且细分为A1和A2亚期;随着成岩演化,压实和胶结作用使得原生孔隙减小,而溶蚀作用使得储层孔隙结构得到改善;孔隙类型由缩小粒间孔组成变为由缩小粒间孔和溶蚀粒间孔组合组成。     

测量储层多孔介质孔隙度及其分布的新方法

为了对储层岩样的孔隙结构和孔隙度分布的深入研究,应用工业CT技术,提出了一种测量储层岩样孔隙度及分布的有效方法-CT密度差测量法,并对某油田岩样进行了实际测量.结果说明,采用CT密度差法测量孔隙度及分布是有效的,与常规方法相比较,具有快速、精度高、不伤害岩样并能模拟油藏条件测量等特点,是检测储层岩样性质和跟踪地层流体的先进手段.     

泥质细砂岩材料破坏与强度衰减研究

为了认识真实的岩石材料破坏和强度衰减规律,通过多组常规的单轴压缩试验和不同围压下的三轴压缩试验对泥质细砂岩的材料破坏过程和抗压强度进行了实测．把前面试验破裂形成的不规则岩块浇注在混凝土制成的“剪切壳”中,运用XJ-1型携带式剪切仪进行了自行设计的压剪试验,获得了岩块在压剪过程中的剪切力一压应力关系曲线,以此来测得破裂岩块的自身材料强度．通过对比先前压缩试验得到的极限莫尔包络线,研究了破坏前完整岩样与破坏后损伤岩块间的强度变化．讨论了不同试验方法,损伤程度,尺寸效应,材料异性对岩石强度衰减的影响．结果表明,岩石在破坏过程中环向应变与体积应变在峰后近乎以直线形式增长,岩块抗剪强度表现出尺寸效应,岩样伴随着破裂演变材料强度发生衰减．     

Analysis of microscopic pore structures of rocks before and after water absorption

Hydrophilic characteristics of rocks are affected by their microscopic pore structures, which clearly change after water absorption. Water absorption tests and scanning electron microscopic (SEM) experiments on rock samples, located at a site in Tibet, China, were carried out. Changes of rock pore structures before and after water absorption were studied with the distribution of pore sizes and fractal characteristics of pores. The results show that surface porosities, fractal dimensions of pores and the complexity of pore structures increased because the number of new small pores produced increased or the original macropore flow channels were expanded after rocks absorbed water. There were points of inflection on their water absorption curves. After water absorption of other rocks, surface porosities and fractal dimensions of pores and complexity of pore structures decreased as the original pore flow channels became filled. Water absorption curves did not change. Surface porosity and the pore fractal dimensions of rocks have good linear relationships before and after water absorption.     

水岩作用与泥质斜坡失稳机理分析

作为重要的地质营力之一,水岩作用对斜坡失稳的孕育作用是显著的。主要探讨了水岩作用机制及其对斜坡失稳的贡献,表明水岩作用不仅能够引起岩石结构强度及变形行为的不断恶化,而且能够加剧斜坡的失稳进程,进而说明水岩作用是泥质斜坡失稳的最主要因素之一。     

湘鄂西地区上震旦统陡山沱组页岩微观孔隙特征及主控因素

随着中国页岩气研究的不断深入,页岩储层微观孔隙特征的研究越来越受到众多学者重视。为了深入了解湘鄂西地区上震旦统陡山沱组页岩孔隙特征,综合利用扫描电镜、氩离子抛光-场发射扫描电镜、氮气吸附/脱附试验以及核磁共振试验等对页岩孔隙特征进行定性观察和定量表征,并结合有机地球化学分析数据以及岩石矿物全岩定量分析结果,探讨页岩孔隙发育的主控因素。结果表明:湘鄂西地区上震旦统陡山沱组页岩发育6种孔隙类型,主要有粒内孔、粒间孔、黏土矿物层间孔、有机质孔隙,还可见部分黄铁矿晶间孔以及微裂缝;页岩孔径大小主要分布在2~5 nm之间,以中孔隙为主,还发育少量微孔隙和大孔隙,峰值在2~5 nm之间的孔隙是页岩孔隙体积的主要贡献者;页岩孔隙结构类型以板状孔等狭缝形孔为主,还发育部分圆筒形孔、锥形管孔等;总有机碳主要控制页岩微孔隙、中孔隙的发育,黏土矿物含量主要影响页岩中孔隙的发育,而脆性矿物含量控制页岩大孔隙的发育。     

高煤阶煤岩孔隙结构分形特征研究

分形理论为定量描述储层非均质性提供了重要的手段, 而煤层具有独特的孔隙 - 裂隙双重孔隙, 其是否具有分形特征以及如何表征其分形特征亟待进行深入的研究。通过借鉴砂岩分形特征研究和分形维数计算的方法, 对沁水盆地南部5块煤样压汞曲线进行了研究。结果表明, 所研究煤样孔隙结构具有分段分形特征, 具有孔隙半径r<0. 1μm, 0. 1μm< r<1 0μm和r>1 0μm三个分形区间。据此, 可将研究区块煤岩孔隙按大小分为三类: 小孔和微孔( r<0. 1μm) 、 中孔和大孔( 0. 1μm< r<1 0μm) 和割理( r>1 0μm) 。从整体趋势上看, 对于不同煤样, 分形维数越大, 其孔隙度、 渗透率越小, 孔隙分选性越差, 非均质性越强; 对于同一煤样在不同分形区间中的分形维数越大,其孔隙半径在该区间内的分选性越差, 即非均质性越强。     

红层软岩变形特性及基床系数取值试验研究

岩体变形特性及基床系数与基础内力、最终变形量和变形的均匀性直接相关,合理确定基床系数值对高层特别是超高层建筑至关重要。以成都市某超高层建筑论证为依托,针对建筑物持力层中风化泥质软岩,在井下平洞内进行不同压板尺寸和形状的平板载荷试验,并取得原位试样进行室内岩块单轴抗压强度、常规三轴压缩试验和直接剪切试验,根据室内及原位试验资料分析了岩体单轴抗压强度、弹性模量、承压板尺寸与基床系数的关系。结果表明：地基基床系数具有随地基岩石单轴抗压强度增加而增加的趋势;较小承压板试验数据离散性较大,较大压板试验数据离散性较小;如果红层软岩基床系数按照规范建议的黏土或砂土经验公式进行修正,会引起较大误差;红层软岩（中等风化泥岩）地基的基床系数与载荷板尺寸间呈双曲线型经验关系,据此建议对建筑物红层软岩地基基床系数进行修正;对红层软岩采用500 mm方形承压板试验获取的基床系数离散性较小。     

偏碱性矿井水演化过程中的水岩作用

针对中国淡水资源相对贫乏、煤矿开采不同程度地使水资源受到污染的现状,以阜新矿区为例,应用水文地 质学和水文地球化学原理,研究煤矿开采条件下偏碱性矿井水演化过程中的水岩作用。结果表明:地层为碱性岩 石和煤层含硫量偏低使矿井水酸碱度大于7,呈偏碱性。偏碱性条件使铁离子质量浓度降低,同时促进了氨氮硝化 反应进行,使矿井水中硝酸盐和亚硝酸盐质量浓度增加。偏碱性条件也可能是造成氟质量浓度超标的主要原因。 煤岩层地球化学特征是本地区偏碱性矿井水形成的基础,水岩作用对矿井水各组分的变化具有重要影响。     

过渡相煤系泥页岩纳米级孔隙结构非均质性表征及主控因素——以淮南煤田二叠系为例

纳米级孔隙是煤系页岩气赋存的重要场所,具有很强的非均质性。为了研究海陆过渡相煤系泥页岩储层孔隙结构非均质性,对淮南煤田二叠系山西组和下石盒子组泥页岩钻孔岩芯样品进行总有机碳、镜质体反射率、全岩和黏土X射线衍射分析、场发射扫描电镜及低温液氮吸附实验,获得泥页岩有机地球化学、矿物组分、孔隙结构参数,采用孔隙结构相对偏差、FHH分形模型来评价储层孔隙结构非均质性及主控因素。结果表明:储层孔隙类型以黏土矿物片层间的平行板状孔、狭缝状孔及粒间的锥状孔为主,孔隙尺度主要为介孔,其次为微孔和宏孔;孔隙结构具显著分段分形特征,由于与煤储层高度相似而划分为渗透孔隙(r＞7.5 nm)和吸附孔隙(r≤7.5 nm),渗透孔隙复杂程度强于吸附孔隙;微孔越发育,孔容越小,比表面积越大,分形维数越大,孔隙结构越复杂,非均质性越强;过渡相煤系泥页岩储层孔隙结构非均质性主要受控于不同沉积环境及成岩演化下矿物组分差异,随着黏土矿物含量的增加和脆性矿物含量的减小而增大;与下石盒子组相比,山西组黏土矿物含量更低,导致分形维数较低,孔隙结构复杂程度偏弱,比表面积和平均孔径的相对偏差较小,孔隙分布较均匀,非均质性相对弱,对页岩气的储存、解吸和扩散更有利,可考虑优先开采。     

岩土体孔隙结构研究中的CT图像处理方法比较

为了更深入地揭示岩土体的力学特性及内在规律,对黏性土、岩石和泡沫混凝土等材料的CT扫描图像,分别采用灰度法和二值化法计算孔隙分形维数,研究了岩土体孔隙率与孔隙分形维数间的关系,对比讨论了这两种方法在孔隙结构分形特性研究的特点和适用性。结果表明:二值化法的处理效果取决于阈值的选择,并且采用以试样原始孔隙率为基准进行试算校核的阈值计算方法简单并且有效;而灰度法则较好地保留了更多的原始图像信息。对于不同的岩土体材料,其孔隙率与二值化法所得孔隙分形维数间均呈较好的幂函数关系。采用灰度法时,岩土体孔隙分形维数随其孔隙率的增大呈现微弱增大趋势,近似线性关系。总体来看,两种处理方法均可用于岩土体孔隙结构分形特性研究但各有优劣,应根据研究对象去选择适用的方法。     

古风化壳孔隙与裂缝发育特征及其油气地质意义

通过总结前人研究结果,利用数据整理、薄片观察等方法对古风化壳中孔隙和裂缝的发育规律进行了分析,并探讨了古风化壳结构的油气地质意义。研究结果表明,发育完全的古风化壳具有风化黏土层和半风化岩石的分层结构;半风化岩石中部孔隙和裂缝较发育,向上向下规模逐渐减小,至风化黏土层大孔隙和裂缝不发育。通过实例汇总认为,影响半风化岩石孔缝系统发育程度的主要因素包括风化基岩的岩性、风化的时间和强度、风化壳形成时期的剥蚀厚度和古风化壳的埋藏深度以及裂缝孔隙的充填特征。风化黏土层岩性致密,对油气的保存具有建设性作用;半风化岩层中部的孔缝连通体,既为油气运移的良好通道,也可作为油气聚集的有效储层。     

中低煤阶煤层气储层孔隙结构分段分形特征

为明确韩城、保德区块煤岩孔隙结构分形特征,基于火柴棍模型,推导了新的分形特征表征方法,并利用扫描电镜实验和压汞实验数据对新方法进行验证,在此基础上研究了中、低煤岩孔隙结构分形特征。结果表明,火柴棍模型更能精确表征中、低煤阶煤岩的双重孔隙结构特征。在双对数坐标中,进汞饱和度与毛管压力成双线性关系,即以半径1 μm为界,中低阶煤岩孔隙结构具有分段分形特征,孔隙和裂缝具有不同的分形区间和分形维数。韩城、保德区块裂缝分形维数和孔隙分形维数分别在2.80~2.98和2.17~2.33,且裂缝分形维数随孔隙分形维数增加而增加,两类分形维数均随平均孔隙半径、孔隙度和渗透率的增加依次降低。表明煤岩分形维数可以作为储层评价的关键指标,分形维数越小,储层物性越好。煤岩分形维数能够表征其孔隙结构的非均质性,分形维数越大,孔隙结构非均质性越强。韩城、保德区块割理、裂缝的分形维数远远大于孔隙分形维数。