片状岩石全应力应变压缩过程及力学机制试验研究

为了解片状岩石的全应力应变压缩过程及力学机制,利用RMT-150C岩石力学刚性伺服试验系统,对绿泥石片岩和云母石英片岩进行压缩力学试验.基于试验结果,得到岩石全应力应变压缩过程,提出峰前压密、线弹性、微裂隙稳态扩展和微裂隙不稳态扩展4个变形阶段以及峰后应变软化、残余应力稳定两个变形阶段,分析岩石在各阶段的强度变形特性以及体应变、横向应变和轴向应变之间的关系;详细探讨压缩条件下水对试样物理力学性质的影响规律,重点对比峰值强度、弹性(变形)模量等指标的敏感程度和围压效应;并揭示片状岩石在压缩状态下的破裂模式,将整个破坏过程分为单一剪切破裂、鼓状破裂、Y字形破裂及平行劈裂4种形式.

湖相纹层状细粒岩特征、成因模式及其页岩油意义——以三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组为例

以三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组为例,通过高分辨率岩心图像扫描、常规薄片、扫描电镜、能谱分析等岩石学研究方法,结合微量元素、生物标志化合物等地球化学指标,对湖相富有机质纹层状细粒岩的岩石学特征、沉积成因进行了研究,并分析了其页岩油气/致密油气勘探意义。研究结果表明,纹层具有硅质碎屑富集层、碳酸盐富集层、凝灰质富集层及有机质富集层4种类型,通过组合可以形成3种层偶类型。有机质呈纹层状富集或分散状分布于碳酸盐纹层及凝灰质纹层中。缺少陆源碎屑供给的封闭盐湖沉积体系,形成了分层的古湖泊水体,加之湖底的热水活动和季风性气候共同控制了有机质的富集保存及湖相多元纹层状细粒岩的形成。由于该类细粒岩有机质丰度高,具有较好的生烃潜力,碳酸盐纹层微孔及纹层间微裂缝发育,使其具有丰富的储集空间类型,且脆性矿物含量高而易于后期压裂改造,具备形成页岩油气/致密油气的有利条件,勘探意义重大。

陆相泥质烃源岩液态烃生成-排出-滞留模拟实验及其地质意义

块状、层状和纹层状泥质烃源岩是陆相湖盆烃源岩的代表,为了查明它们在生油窗内排出和滞留液态烃的数量和组成,利用高温高压装置进行生排烃模拟实验,发现它们在生油高峰期,块状烃源岩液态烃排出率可达77.8%,层状和纹层状烃源岩液态烃排出率约55%。3种烃源岩排出和滞留液态烃差别明显的有:块状烃源岩排出液态烃γ-蜡烷/C31-藿烷比值小于滞留液态烃,而层状和纹层状烃源岩该比值是相反的。排出和滞留烃表现不一致的有(与岩性无关):轻质组分较重质组分更容易排出,排出液态烃Ts/Tm高于滞留液态烃,C29ββ/(ββ+αα)比值也是如此;三环/五环(萜烷)、ΣC27/ΣC29(胆甾烷)两个比值在排出液态烃内高、在滞留液态烃内低。反映成熟度和沉积环境的OEP和Pr/Ph等参数在排出与滞留烃内基本一致,也与烃源岩岩性无关。该文对于定量分析烃源岩油气生成与排出过程特别是油源对比具有基础地质意义。

东濮凹陷咸化湖盆优质烃源岩的发育特征及意义

采用岩石学及地球化学方法测试分析东濮凹陷咸化湖盆烃源岩,确定了咸化湖盆页岩及油页岩为优质烃源岩。其具有两层结构,主要由富含有机质的纹层和夹有黄铁矿的钙质纹层构成;生物标志化合物普遍具有奥利烷丰度低,伽马蜡烷丰度高,而C_(27),C_(30)甾烷相对丰富,姥鲛烷与植烷质量分数之比(Pr/Ph)低等特征,反映出强还原咸水沉积环境,有机质主要来自于水生生物。高生产力及盐水分层造成的强还原环境是造成东濮凹陷咸化湖盆优质烃源岩的形成与发育的主要原因。富集生烃灶将是效益勘探形势下的重点研究方向。

纹层状细粒沉积岩特征及主控因素分析——以渤海湾盆地东营凹陷沙四上—沙三下亚段为例

针对页岩油选区评价研究的需要,以东营凹陷为例,基于东营凹陷沙四上—沙三下亚段岩心、岩石薄片、钻井和录井资料,开展了纹层状细粒沉积岩特征及主控因素分析。对比现代和古代湖泊纹层状细粒沉积物,总结出东营凹陷细粒沉积岩中发育的5种纹层类型,包括粉砂质纹层、泥质纹层、碳酸盐纹层、富有机质纹层和混合纹层,分析了各纹层的成因及形成环境。将宏观和微观相结合,从物质来源、搬运动力和沉积环境3个因素为出发点考虑,认为构造、气候和物源共同决定纹层的发育特征:(1)从沙四上段到沙三下亚段,纹层状细粒沉积岩发育区自东向西迁移,与构造沉降中心的演化趋势一致,另外,不同的构造单元发育不同的纹层类型,富有机质纹层主要位于开阔湖中的深洼区和内斜坡,粉砂质纹层分布于中央背斜带和南部斜坡带,碳酸盐纹层位于内斜坡区,混合纹层位于中央背斜带和南部斜坡带,泥质纹层分布范围广泛,在以上构造带均发育;(2)干旱的气候条件容易形成碳酸盐纹层,沙四上亚段碳酸盐纹层相对更发育;湿润的气候更容易形成富有机质纹层,在沙四上和沙三下湖扩体系域中,富有机质纹层十分发育;(3)物源对灰质纹层的分布范围具有明显的控制作用。在此基础上,提出了沙三下亚段纹层状岩相的发育模式。

柯坪硫磺沟奥陶系(纹层状)古钙华的特征及石油地质意义

天山南缘从柯坪阿恰经巴楚三叉口到巴楚五道班的100余公里的316国道北侧的奥陶系中发育了一条1~2km宽的碳酸盐岩岩溶带。在该带的鹰山组中发育了一条900m宽的风化壳沉积(古土壤)和约30多个大型古溶洞。其中以硫磺沟2号溶洞最为典型,该溶洞位于一个很窄的倾角大于70°的走滑断裂带内,古钙华一般产在溶洞和裂缝中,作为充填体出现。硫磺沟2号溶洞的古钙华多呈黄褐色-黑色,普遍含石油。古钙华纹层发育,根据结构、颜色及形态等可以分为六种,分别为层状纹层、波状纹层、包壳状纹层、束状纹层、丘状纹层或半球形丘状纹层和杂乱纹层,这些纹层的形态和结构特点反映了其成因与菌藻或微生物有关;构成纹层的方解石主要为针状、柱状、细晶状和粗晶状等。钙华方解石晶体之间缝隙和孔隙非常发育,是良好的储集空间和运移通道。物性研究表明,硫磺沟2号溶洞古钙华的孔隙度介于3.81%~13.91%之间,平均7.21%,从孔隙度值来看属于致密储层(10%);但渗透率很大,介于(2.99~87.60)×10^(-3)μm^2之间,平均48.99×10^(-3)μm^2,从渗透率看是一种较好的储层。出现这种"反常"的情况与古钙华特殊的内部结构有密切关系,钙华以晶间缝为主,具有紧密堆积的结构,虽然孔隙度不大,但是晶间缝在三维上构成了网络系统,导致渗透性很好,被称之为"致密高渗"储层。通过对塔里木盆地北部柯坪奥陶系露头硫磺沟2号溶洞及现代九寨沟溶洞的研究,发现岩溶过程中的化学沉积形成的钙华具有重要的石油地质意义,主要表现在两个方面:一是钙华是很好的储集空间;二是钙华具有一定的生烃能力。文章旨在探讨塔里木盆地奥陶系露头钙华相、钙华岩石学及钙华地球化学证据,以支持钙华的形成过程和形成环境的解释、及对塔河油田奥陶系缝洞油气藏的储集空间和油气成藏意义。

碱性长石微结构特征与岩体冷却速率的关系

前人的研究(主要为实验研究)表明:岩体冷却速率越慢,隐纹长石出溶叶片周期越大。但笔者在研究中发现:如把不同地区的不同岩石按冷却速率的变化梯度排列起来,其隐纹长石出溶叶片周期变化为:熔结凝灰岩中300nm±,熔岩流中150nm±,较窄岩脉中100nm±,较宽岩脉中50nm±,火山颈相次火山岩中12nm±。可见随着冷却速率的变慢,碱性长石出溶叶片周期反而变小,这明显与前人的实验结果相矛盾。该结果可能由两个因素造成:一是以往的实验结果只是对由拐点分解形成的出溶叶片周期的研究,不适用于解释由非均匀成核及均匀成核形成的叶片周期;二是由于各个岩体各自的影响因素改变了它们的冷却速率。

细粒岩搬运机制及形成环境研究进展

结合前人对水槽实验的研究等,探索出细粒物质的搬运模式,主要包括絮凝作用与浊流搬运,并由此明确细粒沉积岩中各组分的来源及沉积过程;根据纹层细粒岩的特点,研究细粒沉积岩的形成环境;总结岩石沉积的古气候条件,建立细粒物质的研究规范。在未来的研究中,注重学科方法交叉研究,古生物学和地球化学相结合,兼顾理论突破与方法创新,充分利用各种实验手段,对细粒沉积岩进行系统的、科学的分类,建立细粒沉积岩分类体系,完善针对性的研究方法,重建古沉积环境以及较为合理的沉积模式,更好为页岩油气的勘探开发服务,探索细粒沉积岩的工业价值。

软质岩、片状风化岩、碎裂岩等地基承载力取值探讨

岩石地基承载力,一般根据岩芯单轴抗压强度试验结果,经过一定的折算得出。但在实际工程中,软质岩、片状风化岩、碎裂岩等因取样困难、风化崩解、制样扰动等原因,导致或无法制样进行岩芯单轴抗压试验,或岩芯单轴抗压强度缺乏代表性。对软质岩、片状风化岩、碎裂岩场地岩石地基承载力取值的实际困难和风险进行了分析,指出验槽阶段检测单位提供的岩石单轴抗压强度存在的问题。在分析地基受力、岩芯抗压、原位载荷试验关系的基础上,提出了软质岩、片状风化岩、碎裂岩场地岩石地基承载力,必须结合试验数据、地质环境等进行综合评价,提供地基承载力的区间范围的建议。