探地雷达在白洋淀湖底地层结构探测中的技术攻关与实践

白洋淀湖底地层调查对于白洋淀生态地质调查、湖底生态清淤及湿地生态保护具有非常重要的现实意义。为系统探明白洋淀湖底地层结构,从区域尺度对湖底地层实现完整刻画,为钻探调查提供精确的靶区数据支撑,创新了探地雷达应用范围,采用船载方式,透过水体开展了湖底地层勘查。剖析白洋淀湖底结构探地雷达勘探技术难点,分析了含底泥和不含底泥2种情形下水上勘探电磁波的传播特征和湖底原生地层的地球物理响应条件,建立了淀水+淤泥层+湖底原生地层的湖底简化结构模型。通过对比国内外主流探地雷达系统不同硬件设备的勘探能力与适应条件,优选出双皮划艇搭载50 MHz低频组合天线的工作模式,结合适用于水下电磁波弱信号提取的数据处理技术,获得了白洋淀湖底15 m深度范围的地层结构数据。结果表明,此种工作模式适用于湖区水深小于5 m的水域,原生地层电磁波整体呈现弱反射特征,湖底15 m深度范围内存在2~3组砂层反射界面。淤泥层会大大削弱湖底原生地层的电磁波反射强度。存在厚砂层的水域,电磁波会形成强反射波组,砂层展布形态刻画清晰,砂层厚度变化在0~3 m之间。本项研究实现了湖底地层结构建模分析、天线勘探模式优选、数据处理过程优化等技术集成。该技术成果为白洋淀淀区地下水与地表水三维地质建模提供了基础依据,为湖底地层钻探勘查提供了靶区支撑,有力推动了白洋淀湿地水-陆一体化探测技术方法体系的构建。

湖底隧道工程排水与消防系统设计

为将隧道受水灾和火灾可能性降至最低,以湖底隧道工程为依托,针对隧道排水与消防系统设计要点进行总结分析,应用排水与消防系统,能及早准确地预警水情与火灾,并实现即时现场报警与远程报警。该系统有效提升了隧道防汛预警和识别火灾的精准度以及应急抢险的智能化水平,能更好地保障人民群众的生命财产安全,可供类似隧道工程参考。

中国湖底扇研究现状与建议

湖底扇是中国国内重要的油气勘探领域之一。基于国内外文献分析,了解了中国国内湖底扇的研究历程,梳理了湖底扇概念、成因分类、相带划分等不同观点,总结了湖底扇层序发育位置、主控因素和储层物性等方面的整体认识。综合分析基础上认为,湖底扇是指沉积物以重力流方式堆积在湖盆浪基面之下的地质体;可划分为滑动/滑塌型、碎屑流型、浊流型、洪水型(或异重流型)和混合型(重力流-牵引流型)5种成因类型;4个亚相和10种微相的相划分方案相对合理;按断陷、拗陷和前陆三种盆地类型总结了湖底扇发育的主控因素;指出不同地区湖底扇储集物性的影响因素具有较大差异性;并就湖底扇形成机理、有利砂体和有利储层综合预测方面提出了后续研究建议。对未来湖底扇深入研究及指导勘探实践具有一定的理论和实践参考价值。

滇池湖底塌陷漏水隐患研究的问题与建议

持滇池漏水隐患点急变临灾推论和漏水隐患不成立否定意见的双方都做了大量的分析论证工作,并发表和提交了研究成果。但以地球系统科学、水工环地质学和地球探测技术科学的理论、原理和地质勘查认识问题的程序和规范来衡量,均不同程度地存在着概念性、系统性、规范性的错误或不足,主要表现在地质学概念及术语不清、水文地质调查研究不足、湖盆形成及演化历史研究薄弱、水文地质勘探验证欠缺等,从而导致各方推断依据皆不够充分。对这些问题,文章逐一进行了深入的分析,并根据区域自然地理、地质、水工环地质等调查(勘查)研究程度及资料,结合实际工作经验,对今后的研究提出了规范地质学基本概念、开展湖底洼地钻探试验及监测、系统开展综合研究和野外查证的具体改进建议。明确指出滇池漏水隐患成立与否,关键在于湖底洼地发生岩溶塌陷的风险,必须实施钻探验证才能得出科学的定论。

辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现

通过地层层序研究、古地貌恢复、锆石测年和地震资料分析等,从物源体系、古地貌、坡折体系和湖平面变化等方面探讨了辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段(东三段)湖底扇的发育模式,并对油气藏的特征及成藏模式进行了研究。研究结果表明:(1)辽中凹陷西斜坡东三段湖底扇砂体表现为“物源-坡折带-湖平面”控制的富砂模式;物源主要来自燕山褶皱带,其次为辽西凸起,大规模的物源供给和变质岩的母岩区为湖底扇的形成提供了碎屑物质和优质的储集砂体;沉积坡折带控制湖底扇重力流卸载位置,断裂坡折带形成的微古地貌变化控制局部砂体搬运方向和差异富集程度;湖平面变化与物源体系变化耦合形成的三角洲、湖泊和湖底扇沉积在空间上反复叠置发育,为岩性圈闭的形成提供了良好的保存条件。(2)旅大10-6油田湖底扇岩性主要为中—细粒长石岩屑砂岩,颗粒粒度较小,以重力流沉积为主;孔隙类型主要为原生粒间孔和溶蚀粒间孔,见少量粒内溶孔,孔隙发育一般,连通性较差;湖底扇发育具有垂向上多期叠置、平面上连片的特征,位于斜坡中部的中扇亚相具有明显的滑塌变形构造,是最有利的勘探相带。(3)旅大10-6油田湖底扇油藏是辽中凹陷西斜坡从构造圈闭勘探转为岩性圈闭勘探的重大发现,实现了渤海油田斜坡带古近系湖底扇型岩性油气藏勘探领域的重大突破,共发育11个油藏和9个气藏,油气藏相互独立、储量规模大、丰度高,探明油当量为3000×10^(4)t,原油物性好、探井测试产能高,为“汇聚脊-通源断层-顺向砂体”三元耦合成藏模式。

湖底隧道联络通道冻结加固施工技术研究

【目的】湖底隧道施工通常具有地质条件复杂、难度系数大、危险性高等特点,为研究冻结法在隧道下穿湖底联络通道中的施工技术要点,依托某实际地铁工程展开研究。【方法】结合地质勘察资料,综合湖底特殊地质条件及水文概况,设计采用冻结加固技术预先对周围土体进行处理,合理设计和优化开挖与构筑施工技术,对相关施工风险进行分析并提出解决措施。【结果】结果表明,冻结法施工具有较高的安全可靠性,且适用于各种复杂的水文地质,如软土、流砂以及高水压和高地压地层。【结论】本研究对城市地铁湖底联络通道的安全和有效施工具有一定的参考意义。

渤中凹陷断拗转换期湖扩—湖退型层序及其对规模湖底扇发育展布的控制

湖、海层序充填存在巨大差异,因此亟待建立具有湖底扇预测功能的层序模式,以便解决渤中凹陷深层东营组规模湖底扇成因类型与时空展布的勘探难题。文中利用地震和钻/测井资料在渤中凹陷深层东营组共识别出5个不整合面和4个最大洪泛面,并据此将其划分为4个沉积层序,每个沉积层序均发育早期湖扩(退积—加积式准层序组)和晚期湖退(进积式准层序组)2个体系域,构成湖扩—湖退型层序模式。规模水道型湖底扇主要形成于湖扩体系域,紧邻层序界面发育,出现在盆外远源大型水系和坡折前方缓坡背景下,是湖平面上升条件下充沛物源供给、活跃重力流和坡折地貌的综合响应,发育补给水道和末端朵叶2个亚相,其中末端朵叶发育朵叶核部、朵叶核缘和朵叶边缘3个微相。若规模水道型湖底扇与其他成藏条件相匹配,则能够形成大型岩性圈闭群,这是渤中凹陷深层最有利的大型岩性勘探目标。规模滑塌型湖底扇主要形成于湖退体系域,出现在盆外远源大型水系和坡折前方陡坡背景下或边界大断层下降盘,是湖平面下降条件下物源供给贫乏、重力流罕见和坡折地貌的综合响应,发育相对富泥的块体流沉积和相对富砂的砂质碎屑流沉积2个亚相。若是在汇聚背景和有利输导条件下发育的规模滑塌型湖底扇,也可形成大型湖底扇岩性圈闭群,这是渤中凹陷深层较有利的大型岩性勘探目标。

断陷湖盆沿层侵入火成岩、湖底扇砂岩体的定量化识别及预测方法-以海拉尔盆地乌尔逊凹陷为例

沿层侵入火成岩体和湖底扇砂岩体在地震波形上具有类似反射特征,将它们从地震资料中识别区分并实现定量化预测,是断陷湖盆岩性油气藏勘探面临的重大挑战之一。本文以海拉尔盆地乌尔逊凹陷为例,构建了沿层侵入火成岩体和湖底扇砂岩体的地质模型并开展了地震正演模拟,确定上述两种地质体与地震敏感参数高亮体之间的相关关系,建立了定量解释图版,最终实现了两种地质体的定量识别、分布预测。研究发现,高亮体值大于630代表了沿层侵入火成岩的地震响应,小于380即为泥岩,介于二者之间则是湖底扇砂岩体的响应。基于模型正演的高亮体地震属性,可以用于定量区分沿层侵入火成岩和湖底扇砂岩体;实钻证实了预测结果,该方法具有在类似地区推广应用的价值。

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组细粒湖底扇沉积及其页岩油储层意义

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷是我国页岩油成功勘探的代表性地区之一,但至今对页岩油富集层段二叠系芦草沟组的沉积相认识还存在分歧,存在浅湖与半深湖-深湖2种不同观点,并将其中的砂岩夹层识别为三角洲前缘远砂坝、浅湖滩坝沉积。通过岩心观察和砂岩粒度、测井相、储层物性分析等方法对二叠系芦草沟组沉积相特征进行了研究。研究结果表明,研究区湖盆内部以半深湖-深湖背景下湖底扇发育为特征,以细粒浊流为搬运-沉积机制;以透镜状-波状层理泥质粉砂岩-粉砂岩为主要岩相类型,其次是平行层理粉砂岩、递变层理粉砂岩和块状-递变层理细砂岩;其粒度累计概率曲线呈以悬浮总体为主的平滑上拱式,在C-M图上样品点分布于递变悬浮段。湖底扇包括席状朵叶、重力流水道-天然堤微相,分别表现为反、正沉积旋回。发育于湖底扇(尤其是广泛分布的席状朵叶微相)内部较多的粉-细砂岩夹层,以及作为细粒沉积中外源碎屑颗粒来源的浊流活动,造就了“甜点”储层“低黏土、高斜长石”矿物含量特点和溶蚀孔隙的大量发育,从而提高了细粒储层的储集性。本研究总结了细粒湖底扇的沉积物粒度细、砂层薄和频繁发育等特点,指明了“甜点”储层分布于细粒湖底扇发育的层段和地区,对研究区页岩油勘探具有指导意义。

北部湾盆地涠西南凹陷始新统流一段湖底扇发育特征及成藏模式

根据三维地震、录井、测井、岩心观察等资料,对北部湾盆地涠西南凹陷始新统流沙港组一段湖底扇沉积特征和主控因素进行了研究,并对该区岩性圈闭发育模式及油气成藏模式进行了刻画。研究结果表明:(1)涠西南凹陷A洼在流一段低位域和湖侵域发育湖底扇沉积体,其中,低位域湖底扇发育于一号断层附近,地震上表现为连续强反射特征;湖侵域湖底扇分布于洼中,地震上具有明显的丘状反射特征。(2)受物源供给和古地貌两大因素的控制,A洼流一段发育2期湖底扇沉积。低位域短轴方向物源供给少,一号断层下降盘为洼陷的堆积中心,发育小规模直接入湖的近岸水下扇体,并形成向物源区方向上倾尖灭的岩性圈闭;湖侵域物源供给逐渐增大,一号断层活动性减弱,A洼堆积中心逐渐迁移至洼中,扇三角洲前缘松散沉积物发生二次搬运,在洼中形成湖底扇,并形成向南斜坡翘倾尖灭的岩性圈闭和被二号断层遮挡形成的构造-岩性复合圈闭。(3)垂向运移条件是研究区岩性油藏成藏的关键要素,A洼烃源层上部发育受早期断层和晚期构造差异沉降两方面因素控制的微裂缝,为油气突破泥岩盖层垂向运移至“源上”岩性圈闭内并聚集成藏提供了良好的运移通道。该区具有“超压驱动、微裂缝运移、低势区汇聚”的成藏模式。

强制湖退期湖底扇沉积构型的多样性与砂体分布特征——以渤海湾盆地东营凹陷沙三段中亚段为例

针对目前关于陆相湖盆不同体系域内部重力流沉积的差异性研究薄弱的情况,以渤海湾盆地东营凹陷史深100地区古近系沙河街组三段中亚段为例,综合利用岩心、测井和三维地震等资料,分析强制湖退期湖底扇沉积构型特征及四级基准面变化对其发育的影响。研究表明,四级基准面上升期湖底扇以异重流成因为主,下降晚期滑塌成因比例逐渐上升。四级基准面从上升到下降,异重流成因湖底扇内部水道延伸距离持续减小,导致湖底扇的平面形态从高度沟道化的扇形向裙带状的扇形转变;此外湖底扇内部的分支水道复合体构型样式由垂向加积转为侧向迁移,单一水道的横向规模逐渐减小;朵叶体复合体的构型样式从侧向摆动型补偿叠置演变为加积型叠置,单一朵叶体的横向规模逐渐增大。该研究深化了高频层序地层中重力流沉积规律的认识,并为湖底扇油气藏精细开发提供了地质依据。

歧口凹陷滨海地区沙一段远岸湖底扇沉积特征及形成机制

歧口凹陷滨海地区沙一段时期主要发育重力流沉积,为厘清其沉积特征及有利砂体展布规律,通过岩心观察、粒度分析等方法对重力流沉积进行研究,认为研究区发育的重力流沉积主要为滑塌型远岸湖底扇,在港西凸起带上砾岩或砂砾岩指示了补给水道的存在,多条顺向发育的断裂所形成的多级断阶古沉积环境是导致远岸湖底扇多级发育的主要形成机制,其物源供给是远岸湖底扇发育的物质基础。基于此构建了歧口凹陷滨海地区沙河街组沙一段远岸湖底扇的沉积模式,明确了远岸湖底扇有利砂体的空间展布规律。该研究对进一步明确沙一段远岸湖底扇砂体有利储层微相类型和预测有利储层分布具有积极意义,为该区下步油气勘探提供了沉积学支撑。

莱州湾凹陷沙三段低位域湖底扇沉积特征及水道构型

莱州湾凹陷沙三段低位域发育断裂斜坡背景下的湖底扇,具有明显地震反射外形,但湖底扇内部结构杂乱,砂体垂向叠置关系及平面富集位置在勘探及早期评价阶段难以预测,基于钻井、测井、分析化验及三维地震资料,依据湖底扇重力流水道流变学性质及流体浓度分类的原则,将湖底扇水道砂体成因搬运机制分为滑动、滑塌、碎屑流、浊流,其中碎屑流分为泥质碎屑流和砂质碎屑流,结合不同成因搬运机制的水道砂体地震反射特征,在湖底扇不同相带识别刻画5种沉积结构单元,分别是叠覆型水道、复合型水道、水道侧翼、单一型水道及水道间,并通过模型正演验证不同单元分类可靠性及富砂差异。结果表明,内扇叠覆型水道发育多期滑动-滑塌沉积,储层总体厚度大,中扇低部位复合型水道发育砂质碎屑流储层物性好,二者均为油气勘探实施钻探的有利部位,外扇储层发育程度较低。来自肯东凸起物源的高建设性辫状河三角洲为湖底扇提供大量砂质基础,坡折带与古地貌共同控制湖底扇沉积搬运机制和水道走向及水道类型。

基于首次湖泛面的叠前波形指示反演在深层湖底扇储层预测中的应用

苏北盆地盐城凹陷ZJD地区深层扇三角洲砂岩沉积属于事件性沉积,采用叠后反演方法无法有效识别深层扇三角洲相薄砂岩,而采用“沉积模型+波形分类+地震驱动”的方式进行叠前波形指示反演,根据叠前波形指示反演得到的杨氏模量和v_(P)/v_(S)对深层砂岩进行定量描述以及含气检测则是有效的方法。首先,利用“两定+一验”方法识别首次湖泛面,即根据测井、地震以及岩心等资料在纵向上确定沉积旋回边界、确定框架模型,并根据不同模型下反演结果验证首次湖泛面的界线是否合理,建立更为合理的沉积模型并根据沉积模型初步划分波形样式;再根据与砂岩厚度相关性高的波形结构参数对波形做进一步分类,确定不同厚度和不同期次砂岩波形旋回结构样式;最后,采取“人工干预+机器学习”的方式确定最终波形样式,并将前期确定的时窗界限、波形分类数、样本数等关键参数作为约束条件加入到叠前波形指示反演过程中,使预测结果在纵向上和平面上符合实钻井揭示的扇三角洲相砂岩沉积规律,进一步降低叠前波形指示反演的随机性。该方法能够预测研究区厚度大于3 m的砂岩,平均误差为11.77%,依靠预测结果部署的井均钻遇气层,提高了研究区深层含气砂岩预测精度。

断陷湖盆水道型湖底扇沉积储层预测——以莱州湾凹陷沙三中亚段为例

渤海湾盆地莱州湾凹陷沙三段发育大型水道型湖底扇岩性圈闭,成藏背景较好,勘探潜力较大,但湖底扇沉积特征不明确,储层分布难以精细刻画,制约了勘探的进程。因此,在地震沉积学、沉积学理论指导下,提出了以不同重力流水道类型地震相分析为基础优选敏感属性,平面剖面结合精细刻画湖底扇的展布,最终确立有利储层发育区的技术思路,以期为研究区湖底扇型岩性油气藏勘探部署提供有利的支持。分析认为,湖底扇水道具有中−弱振幅、杂乱反射特征,与湖相泥岩的平行连续、强振幅反射具有明显差异,以此为基础优选分频倾角相干和基于灰度共生矩阵的地震结构属性及神经网络波形分类技术对湖底扇边界以及内幕水道进行刻画。其中,限制水道复合体及叠置水道复合体砂岩厚度大,两类水道发育区域是研究区的有利储层发育区。限制水道复合体分布在F1断裂坡折带下,水道厚度及宽度较大;叠置水道复合体分布在F2断裂坡折带下。

阿克库勒地区三叠系湖底扇沉积及其主控因素

综合应用地震、测井、岩心、粒度分析等资料,对塔里木盆地阿克库勒地区中、上三叠统湖底扇沉积特征及其主控因素进行分析。结果表明:研究区发育富砂型、富砾型两类湖底扇,二者在发育背景、沉积特征、控制因素及含油性等方面存在明显差异;富砂型湖底扇发育于研究区南部辫状河三角洲前方,物源为远源搬运,供给充足,规模大,分选中等,主要受古地貌控制,发育相对稳定;富砾型湖底扇仅在研究区北部轮台断裂附近发育,属近源搬运,规模小,粒度粗,分选极差,主要受断裂控制,具有阵发性特点;物源条件、古地貌以及触发机制的差异性控制了不同湖底扇的沉积特征;在富砂型湖底扇中发现了大量的油气藏,相对富砾型湖底扇更具有较大的油气勘探潜力。

湖底隧道土压平衡盾构施工技术分析

【目的】随着地下空间资源开发与利用的加快,不同地质条件下的隧道工程也逐渐增多,对其施工技术进行分析研究十分必要。【方法】以某地铁隧道湖底标段为研究对象,采用土压平衡盾构进行施工,结合地质条件及相关工程经验,分析并讨论隧道施工中遇到的风险及解决方案。【结果】结果表明:对于此类特殊地质环境,用改良的撕裂刀代替常规盾构机刀头及采取合理的防水措施,可以提高30%的施工掘进效率。【结论】本研究对类似湖底隧道施工的绿色化施工、智能化施工具有一定的参考价值。

湖底双线隧道曲线段盾构相向平行推进施工技术研究

双线隧道掘进多采用盾构同向先后施工方法,湖底曲线段盾构相向平行对穿方法极为少见。以苏州市轨道交通8号线济学路站-中间风井区间为依托,对盾构湖底曲线段相向平行推进的关键技术进行研究。实践表明,湖底曲线段两盾构相向平行推进方法安全可行;盾构曲线段相向平行交汇施工时,停机盾构机土仓压力宜增加0.01 MPa,推进盾构机速度宜在20~30 mm/min;对脱出的先停盾构机盾尾前10环管片进行拉紧,每5环打1道环箍使其对管片进行支撑,能有效减小盾构机间的相互影响;湖底曲线段两盾构相向平行施工相互影响较小,交汇段成型隧道错台变化最大为2 m,隧道收敛及拱底沉降情况良好。相关经验可为类似工程提供参考。

超长超宽湖底隧道运营期结构不均匀沉降研究

湖底隧道应长期处于水底的特点,有观点认为隧道不均匀沉降在建设期结束时基本沉降稳定。实际运营期隧道结构受软土地基、外部环境、荷载作用等影响,仍会有潜在不均匀沉降槽,容易引发结构损伤、裂缝、渗漏水等病害。基于此,本文依托实际10公里超长超宽湖底隧道工程就产生纵向不均匀沉降展开研究,研究了隧道不均匀沉降产生的原因和影响,通过有限元数值模拟,确定了不同沉降因素引起的沉降量,并深入剖析了超长超宽隧道沉降裂缝发生部位和区域。

松辽盆地嫩江组大型陆相坳陷湖盆湖底水道的发现及其石油地质意义

松辽盆地属于大型陆相中生界含油气盆地,通过高分辨率三维地震资料分析,首次在中央坳陷区大庆长垣嫩江组一段湖相泥岩中发现了发育完整的大型湖底水道系统,该系统由3个主干水道和4个末梢分支水道构成,沿大庆长垣自北向南延伸,水道系统延伸最大直线距离71km,水道最大宽度600m。研究认为该水道系统可能为河流直接入湖而形成,电测解释和岩心观察表明水道砂体具有很好的含油气性。因此,这一水道系统的发现为在松辽盆地中央坳陷区广泛发育的湖相泥岩中寻找油气储层提供了一个新勘探领域,具有极其重要的石油地质意义。