郁江走滑断裂带北部储集空间发育特征及主控因素

为探索走滑断裂破碎带储集空间发育特征和形成机理,综合应用野外露头、遥感影像和岩心测试资料,对郁江走滑断裂带北部储集空间进行识别刻画和量化分析,并探讨其发育主控因素。结果表明:郁江走滑断裂带北部破碎带在平面上可分为北部张扭段和南部压扭段,不同段储集空间发育特征存在差异,张扭段裂缝开度更大,压扭段裂缝长度、裂缝线密度、破碎区面积和洞穴面积更大,总体上,压扭段储集空间发育规模相对较大;走滑断裂带构造应力是决定优势储集空间发育的外部因素,岩层厚度和岩石矿物组成是控制储集空间发育的内部因素,岩层厚度大于1 m且碳酸钙含量低于70%的碳酸盐岩经压扭作用改造后,可形成缝洞型储集体有利发育区。

回风巷过断层破碎带围岩控制技术研究

为解决伊田煤业21510回风巷过断层破碎带可能发生的片帮、冒顶和巷道涌水等问题,分析巷道掘进地质条件,采用FLAC3D软件对巷道正常掘进和过断层期间垂直应力分布和塑性区发育进行数值模拟。结果显示,与正常区段相比,过断层掘进期间围岩应力和塑性区发育范围均明显增加,断层活化,掘进破坏影响范围扩大。采用循环注浆和“锚网索梁联合支护”方法进行围岩稳定性综合控制,并对控制效果进行观测,观测期内巷道左、右帮最大位移分别为7.22 mm和10.68 mm,顶底板移近量最大为21.9 mm,围岩控制效果良好。

顺北中部超深层断控缝洞型油气藏储集体特征与实践应用

超深层碳酸盐岩储层非均质性强,其内部结构受地震资料精度限制,规模储层预测和分布认识存在难度。选取顺北中部北东向断裂体系的顺北4号断裂带为研究对象,开展断裂构造破碎成储物理模拟实验、井震精细标定、模型正演、储集体表征、储集体地质模型研究,提出断裂面附近发育多个由空腔、裂缝带组成的多组缝洞集合体,建立了走滑断裂栅状储集体结构模式,阐明走滑断裂栅状储集体的成因机制与主控因素,构建了断裂带规模储集体“一体多栅”结构模型,形成了断控储集体空间定位与“一井多控、一井一靶、一井多靶”分类井轨迹设计方案。成果应用指导了顺北4号、顺北8号断裂带钻井轨迹设计,实现了断控缝洞型复杂油气藏的“少井高产”,新增一个百万吨产能新阵地,对我国其他盆地超深层断控型油气藏的勘探具有一定指导与借鉴意义。

碳酸盐岩地层断裂结构特征及油气地质意义——以青州云门山地区下古生界断裂为例

为明确济阳坳陷下古生界碳酸盐岩地层断裂结构对油气成藏的控制作用,文中选取青州云门山地区碳酸盐岩露头断裂进行野外地质考察,利用岩心、野外露头、分析化验等资料,对碳酸盐岩地层断裂结构及其控藏作用进行系统研究,建立了多期方解石胶结、泥质充填和“三元”断裂结构,揭示了3种断裂结构差异化控藏作用。研究认为:多期方解石胶结断裂结构对油气具有垂向输导和横向封堵双重作用,控制油气沿大型油源断层两侧断块圈闭选择性成藏;泥质充填断裂结构对潜山油气成藏具有明显的封堵作用,控制油气在不同的断层-不整合油藏中大规模富集成藏;“三元”断裂结构具有破碎带和裂缝带输导、角砾岩带封堵的双重作用,控制油气主要沿油气来源方向的断层下盘呈梳状富集成藏。断裂结构差异化控藏模式将为济阳坳陷下古生界碳酸盐岩潜山油气勘探提供理论依据。

顺北油田顺北4号断裂带中段断控储集体连通性评价

顺北4号走滑断裂带断控储集体类型多样,各储集层空间位置,影响储集体连通能力,制约不同部位油井产量。通过探讨一种在钻前评价目标储集体连通能力的方法,对顺北4号走滑断裂带中段断控储集体连通性展开评价。结果表明,顺北4号走滑断裂带中段断控储集体共划分为4个分隔单元,各分隔单元内部洞穴连通率均超过50%,高角度裂缝延伸,垂向洞穴累计厚度大,连通能力较强,分隔单元3与分隔单元4内部的有利目标获取高产概率较大。

塔里木盆地顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层特征及成藏模式

顺北油气田为塔里木盆地重要的产油气区。根据钻井动态、岩心分析、测井、地震等资料,结合酸化压裂曲线及试井资料等对塔里木盆地顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层的特征及成藏模式进行了研究。研究结果表明:①顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层是伴随走滑断裂发育的一类特殊储层,垂直于断裂带发育,由基岩-裂缝带-洞穴带有序排列组成的多组缝洞集合体,洞穴带和裂缝带是其主要的储集空间,地震上的识别特征为断裂-串珠-杂乱强反射。②研究区规模较大的断控缝洞型储层的改造曲线具有初始泵压低、最大压降大,停泵压力低等特征,北东断裂体系的①号、④号、⑧号断裂带的钻井压力恢复曲线均呈“W”-箱形形态。③按照地震响应特征和试井压力恢复曲线形态可将研究区的断控缝洞型储层划分为洞穴型和裂缝型两大类,按试井压力恢复曲线形态可细分为裂缝-多洞穴型、裂缝-洞穴型、洞穴-裂缝型和裂缝型4类。④研究区断控缝洞型油气藏油源来自于玉尔吐斯组,沿走滑断裂运移,以孔洞和裂缝为储集空间,盖层为致密碳酸盐岩和巨厚泥岩。

塔里木盆地奥陶系缝洞型碳酸盐岩岩溶储层成因及勘探启示

以岩心薄片、实验分析数据、钻录井、测井、地震等资料为基础,按照储层成因机理对塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶储层进行了分类,并对各类储层的分布、储集空间类型及主控因素进行了系统分析。研究结果表明:(1)塔里木盆地奥陶系缝洞型岩溶储层按成因可划分为5类,分别为(准)同生岩溶储层、层间岩溶储层、顺层岩溶储层、潜山(风化壳)岩溶储层和受断裂控制岩溶储层。(2)(准)同生岩溶储层分布于台缘或台内礁滩相,有效储层在台缘连片发育,在台内零星分布,由颗粒灰岩因海平面下降而短期暴露淋溶形成,基质孔和溶缝、溶洞均发育,通常叠加后期层间岩溶作用或潜山岩溶作用,从而形成复合型岩溶储层。(3)层间岩溶储层发育于内幕区,与碳酸盐岩层系内部中短期的平行或微角度不整合面相关,呈准层状分布,储集空间以洞穴型为主,裂缝-孔洞型和孔洞型次之。(4)顺层岩溶储层与潜山周缘的斜坡背景、先存孔隙和裂缝有关,环潜山周缘呈环带状分布,以洞穴型和裂缝-孔洞型为主,90%以上的溶蚀孔洞及洞穴通过断裂及裂缝相连通。(5)潜山(风化壳)岩溶储层发育于潜山区,与中长期的角度不整合面相关,受断裂和裂缝影响大,准层状分布,峰丘地貌特征明显,根据围岩岩性分为灰岩潜山岩溶储层和白云岩风化壳岩溶储层,灰岩缝洞系统发育、基质孔不发育,白云岩缝洞欠发育,以白云岩晶间溶孔、裂缝为主。(6)受断裂控制岩溶储层主要发育于内幕断裂发育区,缝洞发育埋深大、规模大、跨度长,沿断裂呈栅状分布,以裂缝-孔洞型为主,断裂-洞穴型次之,断裂和裂缝越发育,溶蚀孔洞和洞穴也越发育,单井试油产能更高更稳定。(7)研究区岩溶储层在内幕区大量发育,主要为顺层岩溶储层和受断裂控制岩溶储层,勘探潜力大。

莺歌海盆地中央坳陷带成藏体系的盖层评价及控藏作用

莺歌海盆地是我国南海重要的天然气探区。通过对莺歌海盆地中央坳陷带不同成藏体系典型气藏和含气构造的精细解剖,评价了盖层的有效性及控制因素,并分析了盖层对天然气成藏的控制作用。研究结果表明:(1)莺歌海盆地中央坳陷带浅层和超浅层成藏体系中,盖层的封盖有效性受到盖层、底辟构造及底辟构造活动伴生断裂的共同控制;中深层成藏体系中普遍存在异常高流体压力,且断裂不太发育,盖层水力封闭是控制油气差异富集的关键因素。(2)浅层和超浅层成藏体系内,脆性盖层保持封盖有效性的临界断接厚度为86~98 m;中深层成藏体系内,盖层的封盖有效性可以通过水力破裂压力系数进行评价,当系数大于1时,意味着盖层已发生破裂或具有极强的水力破裂的风险。(3)整体上中央坳陷带超压诱发的水力破裂是中深层盖层封闭失效的根本原因,深层天然气通过水力破裂通道运移至浅层,最终经断裂调整至超浅层成藏,气源充足的条件下,超浅层及浅层气藏主要集中分布在底辟的顶部,而中深层气藏主要集中分布于底辟翼部及斜坡区。

顺北油气田奥陶系断控体结构模式研究

顺北油气田奥陶系目的层埋深普遍在8000 m左右,三维地震资料采集面元25 m×25 m,地震资料分辨率较低,导致顺北油气田奥陶系鹰山组断控体油气藏难以精细刻画与表征。结合常规测井、电成像、远探测、取芯等资料,开展不同应力作用下断控体结构分析、断控体油气藏破碎裂缝带、破碎角砾带、断裂空腔分布研究。结果表明:断控体油气藏主要储集空间来自多期构造活动叠加改造形成的断裂空腔、角砾间孔隙、构造裂缝,不同应力机制决定断控体的发育程度,拉张背景易形成断裂空腔及裂缝带,挤压背景易形成破碎角砾带及裂缝带;断控体常发育典型的核带结构,裂缝带的宽度范围较大(0.35~1.64 km),且分布范围广,角砾带的宽度范围次之(0.44~0.93 km),且分布范围中等,断裂空腔的宽度范围最小(0.25~0.35 km),且分布范围小,主要集中在局部拉张应力区。

软岩巷道过断层预注浆加固技术及效果评价

为了预防上海庙矿区掘进巷道遇断层突水,以新上海一号煤矿治理FD5断层破碎带为例,说明了断层和巷道掘进区域顶底板水害问题,提出了“垂向钻孔超前预注浆+连排隔水帷幕”的治理思路,针对胶结疏松的的弱富水软岩岩体结构对注浆改造方案进行比选,择优选择了地表垂向钻孔预注浆方案;根据巷道掘进区域煤层和断层的空间关系布置了3排钻孔形成连排隔水帷幕。参考东部岩溶隔水帷幕经验,变更设计了适合此矿区的钻孔结构等施工工艺和各项注浆参数。注浆结束后采用单位吸水率、注浆终压、抽水试验水位观测、注浆体取芯和注浆量变化等方法对注浆效果进行综合评价。结果表明,对于侏罗系煤田弱富水软岩中断层预注浆,垂向钻进注浆改造方案可以有效保证巷道掘进的安全,减弱涌水强度。

临湖铁矿开采采场围岩裂隙演化规律及防治水技术研究

压占资源的安全开采是当前矿区生产的难点之一。以往对于水体、建筑物、铁路下的矿产安全开采研究以煤矿居多,而铁矿山的研究甚少,特别是水文地质条件复杂地区。为解放被地表水体压占的铁矿资源,在深入分析水文地质条件的基础上,以某临湖铁矿为例,利用“下三带”理论、塑性力学公式和岩石力学模拟等,对铁矿矿段开采进行应力、位移分析及导水裂隙带预测,探究了含断层矿层开采造成的采场围岩裂隙演化规律以及断层的导水能力变化情况。结果表明,上盘岩层底端因为断层而出现应力集中现象,最大应力达到11.53 MPa。围岩应力在采掘扰动作用下发生较大范围改变,造成底板破坏带最大达到1.91 m。而断层带及其附近隔水性能变化极小,未造成工作面与湖水沟通。提出采用矿井充填、隔水层再造以及底板注浆改造等方式来防治临湖铁矿水害。研究成果可以为该铁矿水害防治及后续开采方式优化提供依据,同时也为类似矿区提供借鉴。

高阳矿21108材料巷过断层支护技术应用

以高阳煤矿21108工作面材料巷为对象,基于工程地质条件提出锚杆索+钢筋网+钢带联合支护技术,并对锚杆长度、直径、间排距和锚索间距等技术参数的合理性进行计算,工程应用表明:采用联合支护技术后,巷道顶围岩变形量较小且处于允许范围内。

南秦岭北部裂陷带铅锌矿床控矿机理

以典型铅锌矿床为例,从岩浆侵入和铅锌矿形成的时空耦合性,控矿构造及其演化特征,矿石Rb-Sr,S,Pb同位素测试等方面分析研究南秦岭北部裂陷带铅锌矿床控矿机理。铅锌矿床受纵向褶断带与横向隆起带交汇部位形成的“成矿结”下部预测中-晚三叠世隐伏岩体斜向上涌形成的“被动”隆断带控制,岩体沿深大断裂上涌刺穿并连通上部纵向线状背斜倒转翼古道岭组灰岩与星红铺组千枚岩之间“硅钙面”附近形成的层间滑脱、负压、扩容构造带,铅锌成矿热液虹吸入负压构造空间内聚集成矿;成矿后期岩浆及构造的进一步活动,导致控矿褶断裂进一步发展和演化变形,铅锌之赋矿构造也得到再次疏通和拓展,铅锌矿体随之发生重熔、迁移、再聚集成矿。分析论证隐伏岩体涌入与铅锌矿床控矿构造的形成、发展、演化和矿体重熔、迁移、再聚集成矿的控矿机理,提出南秦岭北部裂陷带铅锌矿床成因类型和成矿模式。

回采巷道掘进过断层破碎带防治水技术研究

巷道掘进过导水断层时容易出现围岩淋水量大、涌水甚至突水等情况,制约巷道掘进效率并存在较大的安全风险。以3500运输巷掘进过F23断层为工程实例,提出综合采用超前注浆、强化支护以及壁后注浆方式进行防治水,通过超前注浆实现掘进轮廓线外20 m以及底板30 m范围内加固、封堵,在原有锚网索支护基础上采用U型钢架补强支护降低围岩变形量、避免产生新的导水裂隙,通过壁后注浆实现淋水点封堵。现场应用后,3500运输巷得以安全通过F23断层破碎带,在后续使用断层破碎带段未有涌水情况,取得较好的防治水效果。

瞬变电磁超前探查水体技术分析与应用

煤矿井下因采掘空间有限,对巷道掘进方向上一定距离的未知区域地质条件和水文地质条件的探测具有一定的影响。针对东古城煤业21301工作面回风顺槽掘进至通尺326 m处时出现了顶板淋水的问题,为了保证巷道安全顺利掘进,快速探查掘进头前方的区域是否具有低阻异常区域,进行瞬变电磁超前探测,查出顶板前方120 m范围内存在倾向向上的富水异常区,后实施钻探验证,确定了巷道顶板涌水为断层破碎带造成的富水异常区,经过疏放,回风顺槽安全通过了该小断层,保证了矿井的生产安全,为矿井防治水提供了资料。

逆断层倾角对出线井深基坑变形特性的影响及控制分析

通过大量实际基坑工程研究可知,逆断层等薄弱地层与基坑开挖方向呈现的夹角对基坑的变形影响较大.运用Midas GTS NX岩土软件与工程实际监测相结合的方式,分析逆断层破碎带与基坑开挖方向夹角呈0°、30°、45°、60°时的基坑变形情况,总结不同夹角下基坑地表沉降和围护结构水平位移的变化特性.通过数值分析,研究超前预注浆加固措施对逆断层破碎带区域变形控制的效果.

富水断裂带优势劈裂注浆机制及注浆控制方法研究

注浆是处治隧道塌方、突水突泥等地质灾害的有效手段,但对于岩体结构多样、结构面发育的富水断裂带,注浆理论及控制技术尚不成熟。基于富水断裂带内部岩体结构,建立了注浆概念模型,提出了优势劈裂注浆概念。基于广义宾汉流体本构方程,建立单一平板优势劈裂注浆扩散模型,推导了考虑浆液流变特征的优势劈裂注浆扩散控制方程。由方程可知,注浆速率、注浆压力及浆液黏度是影响注浆扩散的3个主控因素。深入分析了优势劈裂注浆过程中3个主控因素对注浆扩散的影响规律,基于此提出优势劈裂注浆控制方法,形成了注浆压力差异控制、控制液动态调节及注浆速率梯度控制3项关键技术,促使浆液在优势结构面内控制性扩散。研究成果成功应用于江西省某隧道断裂带塌方处治工程中,取得良好治理效果,对隧道断裂带地质灾害控制理论研究和工程实践具有一定指导意义。

断层破碎带深部区域地表预注浆加固应用与分析

为提高巷道穿越断层破碎带区域围岩强度,解决巷道坍塌失稳问题,并为后期巷道锚固支护提供基础,利用地表预注浆对顾北煤矿巷道穿越F104断层破碎带深部区域局部岩体进行加固。注浆前期表现出泄压特征,注浆压力无法上升;采用分段–间断–重复注浆策略,可使前期注入浆液固化充填大开度的吸浆通道,防止浆液过度扩散,并为浆液注入较小裂隙创造了条件,实现对目标区域充填密实度的最大化。注浆后断层破碎带中心段浆液结石体呈丝络状分布,偶见水泥结石体粗脉;两侧边缘岩芯的浆液结石体呈脉络状分布。注浆增加了围岩完整性,加强了破碎岩体的相互镶嵌作用,提高了巷道掌子面稳定性;地表注浆对区域围岩裂隙进行充填胶结,减少了裂隙自由面空间,泥岩渐近泥化得到有效遏制,间接提高围岩强度;极破碎围岩注浆后浆–岩结石体表现出类混凝土状特征。地表预注浆使巷道稳定性得到有效保证,极大提高了岩体的自身承载能力及抗变形能力,开挖成型巷道表面收敛位移及收敛速率显著减少。

井下断层地质破碎带巷道堆积体垮落形态

针对断层地质破碎带在发生瓦斯爆炸灾害时导致巷道垮塌的问题,分析了断层破碎带的地质特征和垮落堆积体特征,依据自然平衡拱理论和弹塑性理论,推导了垮落体冒空区高度、宽度与堆积体范围计算公式。堆积体横向最大失稳宽度和纵向最大冒落高度,均与巷高、巷宽、侧向应力系数、碎块充填体的似内摩擦角有关。堆积体范围为断层破碎带长度、堆积前区和堆积后区三者之和。该研究为实施救援前预判巷道垮塌形式、救援时效、制定相应救援方案提供理论和技术支持。

东濮凹陷庆祖集地区断裂对油气成藏控制作用浅析

庆祖集地区位于东濮凹陷西部斜坡带,发育NNE向、NE向和NW向3组张性正断裂系统,其中自西向东发育的五星集、石家集和长垣3条NNE向东倾基底大断裂系统是该区的主要断裂系统,将庆祖集地区分割成3个NNE向斜列式断阶结构,即Ⅲ台阶、Ⅱ台阶和Ⅰ台阶,Ⅱ台阶和Ⅲ台阶受断层控制,形态变化较大。3组断裂对油气成藏的控制作用存在明显差异。通过对主要断裂控制地层发育、沉积体系、烃源岩演化作用的分析,结合油藏发育特征,指出庆祖集地区具NNE向断裂控制不同台阶之间油气富集规模、NE向断裂控制各台阶内部局部构造油气富集程度、小断层控制局部构造内油藏分块性的断裂控油规律,并据此提出庆祖集南部地区为下步有利勘探区带,对地质条件类似地区的勘探有一定借鉴意义。