甘肃甘谷裂隙泥岩剪切蠕变行为及其修正模型研究

岩石在长期荷载作用下表现出典型的蠕变特性,裂隙泥岩在长期荷载作用下的力学性质不同于完整岩石。对甘肃甘谷赵家窑滑坡钻孔取芯的裂隙泥岩开展剪切蠕变试验,探讨轴向压应力、预制裂隙长度等因素对试样剪切蠕变特征的影响。试验结果表明:轴向荷载和裂隙长度对试样剪切蠕变特征有明显的影响。轴向压应力越大,试样剪切蠕变变形越不明显;裂隙越长,试样剪切蠕变变形越显著。应力较低时,如Cvisc模型等蠕变模型能够较好反映泥岩的蠕变力学特性。而在加速蠕变阶段,大多数模型却不能准确体现泥岩蠕变曲线的非线性变化。改进的西原模型克服了传统模型不能对非线性蠕变特征进行描述的缺点,且模型参数较少,能较好地适用工程软弱岩体。不同载荷作用下泥质软岩试样剪切蠕变过程中,裂隙泥岩剪切破坏带形成表现为渐进与突发相结合。泥岩的剪切蠕变力学模型可解释泥岩滑坡的多种现象,边坡潜在滑移带内泥质软岩发生的剪切蠕变则是泥岩滑坡的内在诱因。

复杂应力路径下裂隙泥岩渗透演化规律试验研究

油气主要储集在岩石孔隙和缝洞内,深部复杂应力环境下储层岩石裂隙渗透演化直接影响油气的运移规律,是油气勘探开发的重要研究对象.为了解复杂应力路径下含裂隙岩石的渗透演化特性,利用高精度渗流−应力耦合三轴实验设备,对含随机分布裂隙泥岩开展了单试样−复杂应力路径加卸载过程中的渗透性演化试验研究,试验方案依次为:(i)围压递增条件下渗透性测试;(ii)渗透压力递增条件下渗透性测试;(iii)偏应力循环加卸载条件下渗透性测试;(iv)围压、偏应力同步增长条件下渗透性测试.结果表明裂隙泥岩中的渗流可视为低渗流速度的层流;裂隙发育丰富岩样(R2)渗透率及应力敏感性明显较高.渗透率随渗透压力、围压分别呈正、负的指数函数变化.偏应力加载导致渗透率降低,卸载引起渗透率上升,但整体呈不可逆降低;围压、偏应力同步增长引起渗透率呈下降趋势,并逐步趋于稳定;围压10.3 MPa作用下,渗透率基本保持恒定.由此,基于裂隙双重介质模型,考虑泥岩变形过程中裂隙系统和基质系统的相互作用以及外部应力作用下的裂隙膨胀变形,构建了裂隙泥岩渗透率演化力学模型;模型模拟结果与试验结果具有较好的一致性.相关成果可为裂隙泥岩渗透性演化预测和油气高效开采提供重要的理论依据.

异常超压带内开启泥岩裂隙的分布与油气初次运移

黄骅坳陷沧东－南皮凹陷下第三系异常超压带内开启泥岩裂隙的分布表明，具有开启状态裂隙的泥岩在垂向上集中分布在一定的深度区间，该带在横向上是区域性分布的。在开启泥岩裂隙带内，泥岩孔隙度、蒙脱石含量、残留总烃／有机碳及等指标较上下层段有较大幅度的减少。据此认为，异常超压带内泥岩裂隙产生后便进行大规模持续的排液，直至泥岩排液潜力趋于丧失裂隙才会闭合，该过程以一次性为主。开启泥岩裂隙带是油气初次运移的主要地带。

含裂隙泥岩注浆前后力学特性试验研究

采用直剪试验研究注浆前后泥岩裂隙面的闭合和剪切力学性质。试验结果表明注浆加固后泥岩裂隙面的力学性质出现了明显变化：1）注浆后的法向变形量较之注浆前减小了49%～57%；2）注浆后，剪切变形曲线出现了明显的峰值剪切强度和残余剪切强度；3）注浆后剪切刚度变大。注浆前后力学性质变化的原因在于：注入的浆液固化结晶后充填了裂隙的气、液空间，使裂隙面的凸起点接触转变为面接触，浆液结石体与裂隙凸起共同传递应力和抵抗剪切，提高了裂隙的抗剪强度。

泥岩裂隙的正演模拟方法研究

由于地震波波长远大于泥岩裂隙的尺度,因此只用Hudson散射理论建立泥岩裂隙的正演模型是不合适 的。根据Schoenberg的线性滑动理论、Hudson理论和HTI各向异性介质理论,将每条泥岩裂隙宏观上看作地 层中的一个柔性面,并用法向柔量和切向柔量来表示,柔量符合线性滑动边界条件,不同方向裂隙的切向柔量和 法向柔量可以进行矢量叠加。依据法向柔量和切向柔量与地层层速度的关系,讨论了利用线性滑动理论和 Hudson裂隙理论对泥岩裂隙进行描述的正演模拟问题,并对若干简单模型进行了计算,用成像测井资料对该模 型进行了验证。结果表明,用Schoenberg线性滑动理论和Hudson理论相结合建立起来的泥岩裂隙模型是正确 的。

藏北伦坡拉盆地下第三系泥岩裂隙（缝）储层初探

泥岩裂隙在伦坡拉盆地比较发育，是一类重要的特殊构造岩性储集层。通过对盆内的地质背景，沉积特征的研究，分析了牛二，三段，丁一段泥岩裂隙发育程度和发展状况，利用岩心，薄片及分析化验资料对泥岩裂隙储层的成因类型进行探讨；并综合运用了电测资料在纵向上对泥岩裂隙储层进行了识别，标定和追踪；对泥岩裂隙控制因素提出了一些粗浅认识。

泥岩地层盾构隧道下穿既有成昆铁路无预加固施工安全分析

新建地铁隧道下穿既有运营铁路时,如何在无预加固措施下保证新建隧道和既有铁路的安全,是施工的关键。文章依托成都轨道交通9号线一期工程元华停车场东出入场线盾构隧道近接既有成昆铁路工程,采用有限元软件模拟最不利工况下的工程安全性,通过主动托换补偿地层应力损失的可行性以及岩土物理力学参数变化的敏感性。研究结果表明,在泥岩地层、无预加固、有列车荷载作用、注浆压力控制在0.30 MPa及以上条件下,盾构隧道近接下穿既有成昆铁路施工时,能主动托换补偿地层应力损失,限制围岩塑性区发展,满足铁路线路轨道10m弦高低偏差矢度值≤±0.5 mm的管理规定,确保盾构近接施工时的安全。

泥岩裂缝油气藏勘探状况

随着世界石油工业的发展，一种特殊类型的油气藏——泥岩裂缝油气藏越来越受到人们的关注。泥岩裂缝油气藏是指在泥岩、页岩等岩石组合中，以裂缝为主要储集空间形成的特殊油气藏。这些裂隙的生成，往往与地层孔隙压力、各向异性的水平应力、断层作用、褶皱作用等密切相关。裂缝性油气藏的勘探将是油田新增储量的重要阵地和下一步勘探的重点目标。泥岩裂隙是一种特殊的裂缝性油气藏，由于这类裂隙储层的孔隙度很小，岩石物性参数变化不灵敏，并表现出很强的各向异性，勘探难度很大。这类油藏的储层结构以及渗流有其特殊性，给开发和其相应的评价带来极大的困难，但是它们的发现既增加了石油储量，也开阔了寻找石油的领域，而在开采上它们的潜力也不容忽视。随着勘探程度的不断提高，泥岩裂缝油气藏将成为油田勘探的新领域，具有较大的勘探潜力。

声波及井间层析与地震波衰减探究地面沉降机理——以成都地铁火车南站为例

利用场地内4个勘探孔,采用井间地震层析成像方法,并结合井间地震波衰减分析,查明了成都轨道交通18号线火车南站沉降原因。成都地铁火车南站基坑东侧泥岩声波速度比西侧低,且穿透泥岩的地震波低频能量强,高频弱,高频成份衰减大;而西侧穿透泥岩的地震波高频能量强,高频成份衰减小。说明基坑东侧,泥岩裂隙较发育,泥岩强度较低,西侧泥岩层则较完整。由于东侧有许多废弃地源热泵深井,泥岩在长期的热交换作用下使岩体产生物理风化。同时,地下水沿泥岩节理裂隙运动,进一步软化泥岩,降低岩体承载能力,导致地面沉陷。在传统的地震波层析成像中引入地震波衰减的分析更加有利于查明岩体性质,从而查明地面沉降病因,采取针对性的工程治理措施。

全方位P波属性裂缝检测方法

本 文总结了国外利用P波振幅和速度进行裂缝检测的方法原理，其本质是利用P波振幅和速度随 方位角的周期变化估算裂缝的方位和密度。但上述方法各有利弊，振幅随方位角变化法(RVA )能够反映薄层特征，但受噪声的影响较大，有时不稳定；速度随方位角变化法(VVA)比较稳 定，但只能识别大套储层，对于识别薄储层的分辨率不够。鉴于此因，文中提出了波阻抗随 方位变化(IPVA)检测裂缝的新方法，其理论依据是“在各向异性介质中，速度是方位角的余 弦函数，波阻抗(IP)也必然是方位角的余弦函数。”文中结合罗家地区的泥岩裂隙地震地质 特征，设计了10线256炮块状砖墙式全方位三维观测系统；在三维资料的保真、保幅和地表一致性处理的基础上，对原有的64次覆盖的CMP道集进行扩大面元，形成了512次超CMP道集 ；分别对9个方位角进行了速度分析、NMO校正、振幅标定、方位AVO叠加、方位波阻抗反演 、VVA(RVA)及IPVA裂缝属性分析。应用效果表明，IPVA法与RVA(VVA)法相比，得到的解的稳 定性和分辨率都较高。

松辽盆地古龙凹陷构造应力场弹-塑性增量法数值模拟

泥岩裂缝油气藏是大庆油田古龙凹陷主要的油气藏类型之一 ,构造裂缝储层在该类油气藏中占有重要地位。老第三纪末及现今的应力释放区是该区泥岩裂缝性储层的主要发育区。构造应力释放区的泥岩储层渗透条件得到改善 ,现今应力场控制着地层压力的分布。采用弹塑性增量的有限元法模拟了古龙地区青山口组地层老第三纪末与现今两期构造应力场。根据区域构造研究结果确定主应力方向 ,以确定应力场的分期。采用晶格位错密度法、水压致裂法及声发射法测定岩石的构造应力值 ,并作为构造应力场模拟的约束条件。由岩石力学试验测定岩石物性参数 (弹性模量和泊松比 ) ,根据区域沉积相带分析建立岩相地质模型。结合钻井及区域地质资料 ,对模拟结果进行分析研究 ,识别出古今四个应力释放区。其中他拉哈、新站两应力释放区的勘探程度高 ,绝大多数钻井资料印证了数值模拟结果的正确性 ;而葡西、杏西高西两应力释放区钻井资料较少 ,应作为潜在的裂缝储层勘探靶区。