河北大麻坪超基性岩包体的岩石组构和地震波速各向异性

通过系统测定大麻坪尖晶石二辉橄榄岩、尖晶石方辉橄榄岩和含长二辉岩三类超基性岩包体中各主要矿物的晶格优选方位 (LPO) ,并用理论计算和实验测量得出地震波在岩石不同方向上的传播速度。结果表明 :1)大麻坪包体中橄榄石与斜方辉石的LPO方位关系与通常所见的[10 0 ]ol [0 0 1]opx,[0 10 ]ol [10 0 ]opx,[0 0 1]ol [0 10 ]opx不同 ;2 )大麻坪地区幔源包体的波速各向异性显著 ,岩石的波速各向异性特征与其宏观构造和微观组构一致 ,说明岩石组构是造成地震波速各向异性的决定因素 ;3)由地震波速推测的大麻坪地区的上地幔成分与包体出露的情况一致 ,即主体为二辉橄榄岩。

湖南道县辉长岩包体的组构与波速各向异性研究及其意义

辉长岩包体的主要造岩矿物斜长石、单斜辉石的组构测定结果表明 :条带状辉长岩的斜长石组构为结晶b轴的优选定向 ,推测其成因是在重力作用占主导并伴有低应力的情况下形成的。宏观呈块状的辉长岩 ,在微观组构上仍有定向线理存在。经由组构、岩石密度、矿物组成计算得到的理论波速各向异性与实测波速得到的一致 ,从而表明地震波的各向异性对矿物组构的强烈依赖性。推测道县辉长岩包体的波速各向异性反映了下地壳地震波的一般特征。其组构特征反映了该区中、新生代下地壳的变形特征。

致密砂岩波速各向异性及弹性参数随围压变化规律的实验研究

为研究致密砂岩储层弹性波速度各向异性及弹性参数随围压的变化规律，应用地质力学研究所从美国New England Reaearch Inc引进的Autolab2000岩石物性实验设备，对采自长庆油田延长组储层的3组典型致密砂岩，对其X、Y、Z三个方向分别取样，进行了不同孔隙介质（干燥、饱水及饱油）条件下弹性波速度随围压（5~180 MPa）变化规律的实验研究工作，得到了X、Y、Z三个方向分别在干燥、饱水及饱油时的弹性波速度，并对X、Y、Z三个方向的各向异性进行计算和对比分析.同时根据测得的弹性波平均速度得到样品的弹性参数随围压的变化规律，对实验曲线进行拟合，获得不同孔隙介质条件下弹性波速度、各向异性、弹性参数随围压的变化规律及其拟合公式.结果表明，垂直方向速度值最低，横波各向异性指数小于纵波各向异性指数；随着围压的增加，致密砂岩波速增大，其各向异性以幂函数形式减小，体模量、弹性模量、剪切模量和拉梅常数以对数函数形式有不同程度的增加，泊松比因所含介质不同而有不同的变化趋势，除个别线外，拟合系数皆在0.956以上.在围压高于140 MPa时，干燥、饱水和饱油状态下的泊松比皆在0.24左右.

四川LZ页岩储层现今地应力方向及主控因素——以龙一段为例

现今地应力场方向是影响页岩储层压裂改造效果的主要因素之一,进行现今应力场方向展布特征及其主要影响因素分析对页岩气开发应用具有重要的意义。利用古地磁结合波速各向异性法、微地震监测法、测井资料3种方法来判别地应力方向,对LZ地区地应力方向平面展布特征及主控因素分析。结果表明:宽缓向斜处3种解释方法都适用,准确度和可信度排序为岩心实验测试、偶极横波测井、电成像测井。断裂影响区域偶极横波测井不再适用,岩心实验测试结果可信度大于电成像测井。裂缝发育强构造变形区域对3种方法解释结果均有影响,需多种方法结合分析;LZ地区龙马溪组现今最大主应力方向变化范围在90°~125°。得胜、宝藏、云锦向斜的最大主应力方向在约115°,福集向斜最大水平主应力方向偏转最大,在80°~100°,可能与西侧华蓥山断裂逆冲兼具走滑有一定关系。断裂规模越大其扰动范围和强度越大。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级断裂最大扰动范围分别为1100、850、500、300 m。紧闭背斜褶皱变形区,受褶皱顶部派生的拉张应力影响,地应力方向沿着褶皱轴向偏转,靠近褶皱顶部,受拉张应力影响大,偏转角度最大。研究成果可为后期水平井井位轨迹优化及压裂改造工程提供理论支撑。

黑色页岩力学特性及各向异性特性试验研究

为了研究黑色页岩的力学特性和各向异性特征,对下寒武统牛蹄塘组黑色页岩行地化参数分析,牛蹄塘组黑色页岩的脆性矿物成分高达79.01%;利用扫描电镜获得页岩的微观结构,牛蹄塘组黑色页岩具有明显的层状沉积特征和层状薄片矿物结构。利用东北大学和长春朝阳试验仪器有限公司联合研制的ROCKMAN207系统对不同层理角度的黑色页岩试样进行三轴压缩试验,获得黑色页岩试样的全应力–应变曲线和破坏模式,并对比分析围压和层理角度对黑色页岩力学行为和破坏模式的影响。结果表明:(1)黑色页岩应力–应变曲线无明显的孔隙、裂隙压密阶段,峰前应力–应变曲线近似为直线段。(2)黑色页岩的破坏模式与围压条件和层理面角度有关,低围压条件下,黑色页岩破裂后易形成较为复杂的裂隙网络;轴向加载方向与黑色页岩层理平行时,易形成复杂的裂隙网络。(3)黑色页岩具有波速和强度各向异性的特征,随着层理角度的增加,黑色页岩的波速呈现降低的趋势,黑色页岩各向异性强度特征曲线形状近似为U型;黑色页岩的强度各向异性系数随着围压的增加逐渐降低。

复杂断块构造的地应力场研究——以海拉尔盆地贝尔凹陷希3断块为例

根据贝尔凹陷希3断块的井孔崩落资料以及差应变和波速各向异性法得到的地应力测量数据,采用有限元约束优化反演法,对希3断块的三维地应力场进行了模拟,探讨了断层对地应力场的影响以及断块构造的地应力分布特征.研究结果表明:断层附近的地应力分布主要受邻近断层的影响,且与扰乱程度、断层的几何尺寸和距离断层的远近等因素相关.不同类型断层的纵向延伸加剧了纵向上地应力场分布的复杂性.这一现象在单断式断块油气藏有所体现,在双断式、三断式以及断阶式断块油气藏中表现得尤为突出;断层对应力方向的扰动作用在弹性模量高的硬地层中更为剧烈.离散"点"的实测值不能全面反映断块构造应力场全貌,三维数值模拟是断块油气藏地应力场定量分析的有效手段.

一种简化的差应变地应力测量技术

差应变分析法是一种理论基础可靠的常用地应力测量方法,然而受测试条件限制以及测试技术难度等因素的影响,目前该方法的实际应用受到了一定限制。针对这一现状,在差应变分析法的理论基础上,以古地磁岩心定向技术为基础,引入岩石波速各向异性分布特征与地应力方向的相关原理,提出了一套简易可行的室内地应力测量新方法,即:主方向差应变分析法。该方法根据岩石波速分布特征确定出水平主应力的方向,依据水平主应力方向来制备差应变实验岩样并进行实验。和常规差应变分析法测量结果相比,该方法测量所得地应力大小的相对误差一般小于3%,地应力方向的误差一般小于5°。实例研究表明,该方法降低了实验技术难度,测量精度满足工程技术要求,具有推广价值。

川西坳陷盐井沟构造沙溪庙组现今地应力方向

川西坳陷盐井沟构造沙溪庙组属于低孔、低渗储层,现今地应力方向的研究是该区人工压裂获效的基础。通过追踪川西坳陷历年天然地震P波方向,结合相邻构造现今地应力方向的研究成果,对研究区现今地应力方向进行了分析和判断;在此基础上,通过单井取心古地磁定向实验和波速各向异性实验,进行现今最大主应力方向的测定和计算。结果发现,计算获得的现今地应力方向与天然地震和相邻构造上地应力方向具有一致性。综合各种资料及实验分析成果,判定研究区沙溪庙组现今地应力方向为北西向。

构造变形对现今地应力方向的影响

现今地应力场方向是油气藏开发方案编制、储层改造、注水开发等需要考虑的关键因素之一,针对构造变形对局部应力场方向的影响进行了研究。首先利用反映区域现今地应力场方向的各种资料确定了盐井沟构造沙溪庙组所在区域的现今地应力方向;利用钻井岩心进行了岩心古地磁定向、波速各向异性等实验,分析了构造核部钻井中现今地应力方向,对比发现井点处现今地应力方向与区域地应力方向不吻合,发生明显偏转;通过计算构造变形派生应力并与区域现今地应力场进行矢量叠加计算,认为现今地应力方向的偏转主要受构造变形所致。研究表明局部构造变形是造成现今地应力方向变化的一个重要因素,研究必须考虑大幅度变形构造上现今地应力方向。

中国地幔结构及物性研究的进展

对2004—2007年中国地球物理学家在地幔内部结构和物质性质方面的研究工作进行了总结.对地幔结构的地震波速度成像,地幔介质的各向异性,地幔间断面,地幔对流,以及地幔介质物性进行了综述,指出了各方面的主要内容,使用的主要方法和主要结果.从这4年的研究可以发现,一些原有的研究领域工作更加深入,方法更加先进,而且进行了广泛的国际合作,合作的范围也逐渐扩大,方式多样,并出现了一些新的研究方向.

塔里木顺托果勒地区地应力方位的室内求取

确定地层地应力地理方位对油气资源的高效开发具有重要的意义,通过提出的利用波速各向异性结合古地磁岩心定向来确定地应力地理方位的新方法研究了塔里木盆地顺托果勒地区的地应力方位分布情况。现场应用表明:顺托果勒地区最小水平地应力方位布局较为清晰,大致以NE走向分布;新方法测试结果具有较高的精度和可靠性,可为该区块的勘探、开发提供重要基础数据支撑;且具有岩心利用率高、可操作性强、成本低等优点,具有很好的推广应用价值。

地应力测井解释方法及其可靠性对比

为了对比井壁崩落法、诱导裂缝法和波速各向异性法在地应力方位解释中精度差异,系统阐述了测井地应力方位分析的理论基础、解释方法和影响因素。结果表明,基于成像测井资料的钻井诱导裂缝法和井壁崩落法解释G6井在沙河街组三段最大水平主应力SH优势方位为70°~80°,与邻井微地震监测反演结果相一致。波速各向异性法和基于地层倾角测井资料的井壁崩落法解释SH优势方位为80°~90°。测井地应力方位解释精度不同程度地受天然裂缝、断层和地层倾角等因素影响,综合分析认为钻井诱导裂缝法解释SH方位结果最为准确。基于地层倾角测井的井壁崩落法解释SH方位在研究区有约10°的误差。波速各向异性法解释SH方位时,具有一定的局限性,需要进一步校正。

镇泾油田地应力状态研究

本文以镇泾油田为例,通过波速各向异性法及粘滞剩磁法对其地应力方向进行确定,同时,利用差应变分析法对研究区地应力大小进行测量。研究结果表明:镇泾油田平均水平最大主地应力为北东81.6°,梯度为0.0198MPa/m;平均水平最小主应力方向为北东171.6°,梯度为0.0161MPa/m。

砂岩和页岩弹性波性质的实验研究进展

砂岩和页岩的弹性波性质是通过地震资料推断储层物性和流体分布的基础.岩石波速测量常用超声波(10^(5)~10^(6)Hz)脉冲法,低频岩石物理实验技术的发展为研究弹性波在岩石中的衰减和频散奠定了基础.本文系统总结了前人在高频和低频下测量砂岩和页岩弹性波性质的方法和实验结果,并结合矿物弹性性质和岩石物理模型,分析了压力、温度、矿物组成、孔隙结构、流体、频率等因素对岩石波速和衰减的影响.由于孔隙和微裂隙随压力增加而逐渐关闭,干燥砂岩和页岩的P波和S波速度在低压下随压力非线性增加,高于临界压力呈线性增加.干燥岩石样品的波速随温度增加而缓慢线性降低,频散效应可以忽略.而含流体砂岩和页岩的衰减和频散受温度、压力、流体饱和度、流体黏度、孔隙结构和频率等多种因素的影响,含流体砂岩和页岩的泊松比和逆品质因子Q^(-1)显著高于干燥样品.低压下砂岩的波速与孔隙度负相关,而影响页岩波速的因素更为复杂,页岩的波速、衰减和频散的各向异性都高于砂岩.将跨频段岩石物理实验与数字岩石物理技术相结合,可为勘探地球物理的方法创新和资料解释提供可靠依据.

斜长角闪岩弹性和流变性质的高温高压实验研究

对来自浙江陈蔡地区的天然斜长角闪岩在高温高压下进行了弹性波速和流变性质的实验研究.波速实验发现,细粒和中粒斜长角闪岩的纵波波速沿线理方向(X)的传播快于沿面理法向(Z)的传播;在800或600 MPa及550℃的高温高压条件下,细粒和中粒斜长角闪岩的波速各向异性仍较高,分别约为7.83％和9.77％,其平均纵波波速约为6.77和6.64km/s.在高准静水压力作用下,当温度升至750℃之后,不同方向上传播的岩石波速都开始大幅度下降.高固定围压和低固定应变速率(500MPa,1×10-4/s)的三轴流变实验发现,细粒斜长角闪岩的变形随温度的升高经历了脆性破裂(<650℃)、半脆性破裂、碎裂流动直至塑性变形(>800℃)这样一个基本过程.韧性变形域内流变强度随温度的增加而逐渐下降,且在750—800℃间强度急剧下降.对两类实验前、后的样品进行显微和探针分析,认为脱水熔融是引起波速和强度在高压(静水压、围压)、750℃之后大幅下降的主要原因之一.

构造变形对现今地应力方向的影响

现今地应力方向在油气行业具有举足轻重的地位,在油气藏开发方案的编制、储层的改造以及注水开发的过程中,都需要考虑到现今地应力方向的因素。而现今地应力方向又极易受到构造变形的影响,因此,分析和研究构造变形对现今地应力方向的影响具有很强的现实意义,并且在分析其影响时也应该注意采用多种测量方法进行测量,对影响因素的考虑也需要保证全面、合理。本文将从地应力方向研究现状入手进行分析,并阐明构造变形所在区域现今地应力方向的确定。以期为后续施工提供更加严谨、可靠的理论支持,促进工程更加安全、稳定的进行。