页岩储层非构造裂缝研究进展与思考

随着我国对非常规油气勘探理论的完善和技术的提高,页岩油气勘探开发不断获得突破,其战略地位也在不断上升。页岩储层的品质通常是制约其资源潜力的主要因素,其中裂缝是页岩油气富集、高产、稳产的关键。因此裂缝作为富有机质页岩储层重要的储集空间和渗流通道,其相关研究一直都是该领域内的重点。我国页岩储层内天然裂缝大量发育,而非构造裂缝同样比较发育,对页岩油气的富集和保存评价亦具有重要意义。目前对页岩储层构造裂缝的研究比较深入,而对页岩非构造裂缝的研究则相对薄弱。为此本文在充分调研近年来国内外页岩非构造裂缝研究成果的基础上,重点梳理了非构造裂缝的分类、识别与表征、主控因素、期次及演化序列等方面的研究进展。页岩储层非构造裂缝以成因和形态复杂、分布不规则、尺度较小为特征,依据成因机制差异可将其分为成岩缝、异常高压缝、层理缝和表生缝4个大类,它们的识别与表征目前主要还停留在定性描述的阶段;尽管不同类型的非构造缝主控因素存在差异,但均在不同程度上受控于沉积作用、成岩作用、矿物组分及含量、岩石力学性质,呈现出一定的共性。综合分析并指出了页岩储层非构造裂缝研究的关键问题及发展趋势:一是基于页岩储层岩心、薄片、成像测井、常规测井的典型特征,结合先进图像技术,建立不同类型不同尺度非构造裂缝综合有效识别与定量化表征新方法。二是针对页岩储层非构造裂缝的形成发育具有“多成因类型、多控制因素、多期次演化”的特点,并且页岩非构造裂缝的形成与演化与“古温压、古流体、古成岩”过程联系紧密。据此提出了利用页岩储层非构造裂缝中普遍存在的方解石等充填物的流体地球化学、同位素地球化学(C,O,Sr)及微区原位同位素年代学(U-Pb,Sm-Nd)等先进实验分析技术,综合确定页岩储层非构造裂缝形成时间和活动期次及演化序列是未来研究的关键手段。三是由页岩储层非构造裂缝发育程度与单因素主控因素之间的定性-半定量分析,向多个主控因素耦合控制下的非构造裂缝发育程度的定量研究方向发展,即采用数学方法确定不同主控因素对于裂缝发育程度影响的权重,并构建适合我国页岩非构造裂缝发育程度的综合指数与多个主控因素之间的定量关系模型。

泛非构造及其在中国大陆和邻区的表现

发端于非洲、进而扩展到整个冈瓦纳古陆,“泛非构造”是发生在新元古代晚期-早古生代期间、主要分布在冈瓦纳古陆范围内的构造-热事件,其表现既有陆块或板块间的缝合、碰撞,也有古老造山带的重新活化。泛非构造之后冈瓦纳得以形成,同时伴随其他大陆的裂解和全球海平面上升,并可在全球范围内形成早古生代的重要不整合。如今,中国大陆,直至亚洲、亚欧,陆续识别出一些泛非期构造的记录,如中国东北地区兴凯地块、佳木斯地块和布列亚地块,显示典型的泛非期变形-变质作用和花岗岩活动;其他一些地块和造山带亦显示泛非构造的影响,如华夏地块、塔里木地块以及青藏高原、中央造山带和中亚造山带,均有泛非期构造或事件的显示。中国境内几乎所有的早古生代造山带、部分的地块亦有泛非期事件或构造的记录。泛非期构造的影响几乎波及到了全球所有大陆,该事件的发生可能是多中心的。亚欧地区的泛非期记录可能源自冈瓦纳周缘的早期裂解、边缘陆块和造山带。泛非期构造的活动基本限于中、下地壳,可能是板内为主的一种过程,并与引张、剪切活动有关,而不限于狭义冈瓦纳内水平方向的挤压、拼贴。泛非期热事件记录或花岗岩侵位常常发生在新元古代早期片麻岩之中,并在泛非期记录之后可发生更为剧烈的加里东期构造,即加里东构造活动对泛非构造有很好的继承性。与泛非期记录有关的活动区可有相对稳定区与活动带的区分,并相间分布,两者在沉积建造、不整合性质、构造变形强度、变质作用、火山类型和岩浆作用均有显著区别。泛非构造与现代板块机制的活动密切相关。板块运动中会造成泛非构造带的俯冲、淹没或剥蚀,可能有隐藏或消失了的泛非构造带。冈瓦纳古陆内的泛非构造带容易成为后期中-新生代大陆裂解的部位,如大西洋的形成。

非连续Kummer边值问题解的相似构造法

根据边值问题解的相似构造理论,研究了带一般转移条件的非连续Kummer方程边值问题的解式,构造并证明了该问题的相似结构解,实例验证了该方法的有效性,结果图展示了解对边界条件的依赖性。

Nature:一个构造板块的走滑基底

2015年2月5日，《Nature》发表一篇题名为“地球科学：一个地震构造板块的走滑基底”（Earthscience：Theslipperybaseofatectonicplate）的文章。文章指出，当太平洋板块下沉到新西兰下方时，板块基底高分辨率成像揭露了一条10km厚的通道，该通道将板块从上地幔底部分离出来。

造非3的倍数的奇数阶全对称幻方的通元公式和直接填数法

文章利用线性取余变换的有关理论,给出了造任意非3的倍数的奇数阶全对称幻方的一系列通元公式和直接填数法。

基于QOCA软件的GNSS连续站中非构造噪声剔除方法研究

连续GNSS变形监测是地壳形变监测的主要方法,在连续站位移时间序列中存在着非地壳内部动力因素造成的非构造噪声。采用QOCA软件的analyze_tseri与pca模块对36个GNSS连续站位移时间序列进行分析处理,剔除连续站中的共模误差,获取了位移时间序列中的周期性参数信息,将其中的周期性等非构造噪声剔除,令GNSS连续站水平运动速度的精度提高了约0.3 mm/yr,垂直方向运动速度的精度提高了约0.6 mm/yr,得到相对真实的地壳形变信息,为地壳的形变研究提供了重要的基础数据。

人防地下室与非人防地下室相关构造区别

现代住宅小区及相关公共建筑工程设有人防地下室。针对16G101–1、16G101–3、07FG01图集中,人防地下室与非人防地下室的构造节点,对易混淆易出错的地方进行对比分析,供施工人员参考。

基于非稳态扩散的复合煤体能量失稳致灾研究

在我国由于地质构造作用的影响,导致煤层中多存在原生结构煤和构造煤分层的现象;而构造煤的存在导致复合煤层突出危险性急剧增加,这严重制约我国煤矿安全生产。根据软硬复合煤体瓦斯的扩散状态,模拟分析了非稳态扩散复合煤体的力学失稳规律;建立了非稳态扩散的吸附瓦斯膨胀能计算模型,探讨了稳态扩散和非稳态扩散对于吸附瓦斯膨胀能的影响,从能量角度分析了吸附瓦斯膨胀能对突出的控制作用,阐释了非稳态扩散复合煤体的突出失稳致灾机制。结果表明:复合煤层中构造煤的存在能够增加其邻近原生结构煤的塑性破坏程度,提高了原生结构煤塑性区内的瓦斯运移速度,进而增加煤与瓦斯突出危险性;非稳态扩散条件下原生结构煤和构造煤的吸附瓦斯膨胀能是稳态扩散条件的0.50~0.57倍和3.36~3.38倍,复合煤层中由于构造煤的存在导致原生结构煤内部裂隙-基质系统间产生巨大的瓦斯浓度差,使得原生结构煤基质内部的吸附瓦斯迅速解吸,增加邻近原生煤中吸附瓦斯膨胀能,进而使得复合煤层的突出危险性显著增加。

一类非齐次核有界积分算子的反问题

基于有界算子的本质之一:当原象集有界时象集一定有界,提出算子有界的反问题,即当算子T的象集有界时,如何判断其原象集有界.先引入算子反向有界的概念,再利用权函数方法和实分析技巧,讨论积分算子反向有界的等价参数条件,并给出反向有界积分算子的构造定理.最后给出一些特例.

监察机关不移送起诉制度的规范化构造

作为监察机关处置权的延伸,不移送起诉可被视为监察机关的一种独立处置类型。对此,《监察法实施条例》初设了“情节较轻不移送”“不需要追究刑责不移送”两种情形。不移送起诉的制度设置契合了监察机关在腐败治理中的主导地位,所实现的非罪化处置后果有利于指引被调查人配合监察机关的反腐败调查,提高反腐败工作效率,但基于法治要求亦需要防范“以纪代刑”风险。从制度构造而言,监察机关不移送起诉的立法规定存在适用要件不清、出罪后替代处罚措施不明、监督制约机制缺乏、救济手段不足等弊端。规范监察机关不移送起诉权,在根本上需要防范不移送起诉权滥用风险,完善监察机关不移送起诉的监督制度。具体而言,应在立法上将不移送起诉的案件范围限于轻微犯罪,明确不移送起诉的实体和程序要件,配套制定不移送起诉后的非罪化处罚替代措施以及对原有处分的加重处罚规则,在此基础上设置不移送案件的内部提级监督程序,并构建“监察—司法”衔接中的权利救济制度。

基于非平稳相似性系数的构造导向滤波及断层检测方法

不连续地质体(如断层)的自动检测一直以来都是叠后地震数据解释中的关键问题之一,尤其在三维情况中尤为重要.然而,大多数边缘检测和相干算法都对随机噪声很敏感,随机噪声衰减是叠后地震数据解释的另一个主要问题.针对构造保护去噪和断层检测问题,本文基于非平稳相似性系数完善一种构造导向滤波方法并且提出一种自动断层检测方法,形成了一套匹配的处理技术.该构造导向滤波既能够有效地衰减随机噪声又可以很好地保护地震资料中的断层等信息不被破坏,增强地震剖面中弯曲、倾斜同相轴的连续性.根据地震数据局部倾角走向,利用相邻道构建当前地震道的预测,通过预测道的叠加得到参考道,计算预测道与参考道之间的非平稳相似性系数可以设计出数据驱动的加权中值滤波.另一方面,预测道与原始道之间的非平稳相似性系数能够用于带有断层指示性的相干分析.这两种方法都基于构造预测和非平稳相似性系数,但是使用不同的调节参数和处理方案.理论模型和实际数据的处理结果证明了本文提出构造导向滤波和断层检测方法的有效性.

东营凹陷下第三系低位域沉积及非构造圈闭

低位域是一个层序地层学概念 ,即发育在I型层序界面之上、初次水泛面之下的 ,常由盆底扇、斜坡扇和低位楔状体组成的体系域。由于控制低位域发育的坡折带类型不同 ,低位域的沉积体构成也就有所不同。北部陡坡断裂坡折带发育以冲积扇、小型低位三角洲、近岸水下扇和浊积扇为特征的低位域 ;东部东营三角洲沉积坡折带 ,发育以斜坡扇、低位三角洲和水下扇为特征的低位域 ;南部缓坡带 ,低位域以低位三角洲和低位滨浅湖相沉积为主。在这些低位域中 ,发育了不同类型的非构造圈闭 ,北部和南部坡折带为超覆型地层圈闭 ,东部沉积坡折带发育岩性圈闭。经过对这些圈闭的精细描述和初步评价 ,认为含油气前景比较乐观 。

非构造形变对GPS连续站位置时间序列的影响和修正

GPS观测得到的地壳形变场通常包含有构造形变与非构造形变二类信息,去除其中的非构造形变信息对于有效运用GPS数据研究构造形变场至关重要.本文运用国际卫星对地观测资料及各类地球物理模型,定量计算海潮、大气、积雪和土壤水、海洋非潮汐4项负荷效应造成的地壳非构造形变,并以此研究和修正这些非构造形变对中国地壳运动观测网络GPS基准站位置时间序列的影响.研究发现此4项负荷效应,特别是大气、积雪和土壤水,对于测站垂向位置的影响显著.通过模型改正可以使测站垂向位置的RMS降低～1mm,占其总量的～11%.对于垂向时间序列的周年项部分,这一改正可降低其振幅的37%.研究还表明经过地球物理模型改正和周年、半周年谐波拟合改正的时间序列比起仅经过周年、半周年谐波拟合改正的时间序列更为平滑,表明地球物理模型改正对于消除非构造形变场的作用不是周年、半周年谐波拟合改正所能替代的.

西北非构造演化与油气成藏组合特征

西北非油气资源丰富,是我国石油公司海外油气勘探的重要区块。受泛非、加里东、海西、阿尔卑斯运动的影响,西北非构造演化经历了泛非期基底形成、古生代稳定陆块演化、中生代裂陷、新生代反转隆升的复杂过程,发育三叠、伊利兹、锡尔特等多个超大型含油气盆地。主要有两套成藏组合:撒哈拉地台为主的古生代成藏组合、北部大陆边缘为主的中新生代成藏组合。

埋藏过程中泥页岩非构造裂缝的形成演化模式

通过归纳总结前人研究成果，同时考虑到泥页岩普遍具有层理发育、非均质性、力学性质各向异性、欠压实作用和烃类生成等本身固有的特殊性质，划分了泥页岩非构造裂缝的主要类型，分析了泥页岩非构造裂缝分布的深度区间。依据覆压条件下的孔隙度、渗透率测试数据，获得了泥页岩裂缝覆压闭合的临界围压和对应的深度范围。综合分析认为：泥页岩非构造裂缝主要有干裂裂缝、水下收缩裂缝、成岩层理裂缝、超压裂缝（欠压实超压裂缝和生烃超压裂缝）和现代表生裂缝5种类型。泥页岩覆压渗透率测试数据揭示，当上覆岩层的垂直有效压力达到15 MPa时，常压泥页岩的天然缝裂缝（水平方向）将发生闭合。裂缝覆压闭合门限深度为870～1138 m，平均为1000 m。超压泥页岩底界深度与泥页岩裂缝（水平方向）覆压闭合深度一致，超压带底界之下的泥页岩裂缝通常不再保持开启状态。埋藏过程中泥页岩非构造裂缝形成演化具有时序性／阶段性，即从沉积开始到最大埋藏深度的不同阶段，泥质沉积物或泥页岩形成不同类型的非构造裂缝，由浅至深依次形成表层干裂裂缝—浅层水下收缩裂缝—中深层欠压实超压裂缝—深层生烃超压裂缝—超深层闭合裂缝。

非构造形变对中国大陆GNSS基准站垂向周期运动的影响

解算陆态网络2011～2013年GNSS基准站,获取其坐标时间序列,并定量计算非潮汐海洋、大气、积雪和土壤湿度对测站产生的非构造形变,以修正GNSS垂向时间序列。修正后,GNSS垂向序列特性发生显著变化：周年运动振幅和初相均发生明显变化,振幅明显缩小（个别站增大）,缩小幅度因不同区域而存在差异;修正前相位与修正后存在一定的系统偏差,大约滞后2～3个月,这种系统偏差可能是GNSS测站对地球物理因素＂迟钝反应＂的综合表现;半周年运动的变化主要体现在振幅上,缩小幅度在1mm左右。

非构造裂缝的发育特征及成因机制

非构造裂缝作为油气良好的运移通道及有利的储渗空间 ,广泛发育于不同岩性的各类储层中 ,为油气生产作出贡献。对现今发现的各种非构造裂缝进行了综合研究 ,并依据形成主控因素的不同 ,把非构造裂缝划分为表生裂缝、收缩裂缝、溶蚀裂缝、缝合线、差异压实裂缝、压裂缝、冰冻裂缝及与重力滑塌有关的裂缝 8种类型。通过对各类裂缝的几何形态、发育特征的描述 ,对其形成环境、分布及成因机制进行了分析。该研究结果可以更好地为各类储层孔渗结构及运储性能 ,尤其是碳酸盐岩、低孔低渗等储层的研究提供理论依据。

泥页岩非构造裂缝形成机制及特征

泥页岩非构造裂缝是泥页岩中常见的裂缝类型。非构造裂缝对页岩气成藏与保存评价具有重要意义。在前人研究成果基础上,考虑泥页岩本身固有的特性,初步提出泥页岩裂缝的分类方案,划分了非构造裂缝的类型,并总结各类非构造裂缝的形成机制。依据野外露头和岩心观察,描述了泥页岩非构造裂缝的特征。初步分析认为,在泥页岩非构造裂缝中,成岩层理裂缝、欠压实超压裂缝和生烃超压裂缝与页岩气成藏和保存关系密切。

京西北盆岭构造区现代构造应力场的非均匀特征

京西北盆岭构造区包括延矾、怀涿、蔚广、阳原、灵丘、怀安及张家口多个活动断陷盆地.通过对该区大量活动断层擦痕的测量,利用由断层滑动资料反演构造应力张量的计算方法,获得研究区24个测点的构造应力张量数据;同时利用格点尝试法对研究区两个不同应力分区的中小地震震源机制解进行了分析.依据断层滑动与震源机制解两类资料的分析计算结果,初步给出了研究区现代构造应力场的非均匀特征:延矾盆地区域(B区)断层滑动反演的构造应力张量与震源机制解类型均表现为走滑型,表明该区受控于NEE-SWW向挤压、NNW-SSE向拉张的区域构造应力作用.怀涿、蔚广等盆地所在的山西断陷带北部尾端区域(A区)断层滑动反演的构造应力张量与震源机制解类型以正断型为主,表明怀涿、蔚广等盆地所在的山西断陷带北部尾端区域(A区)受近NNW-SSE向拉张的局部构造作用相对于延矾盆地更为显著.现代构造应力场的非均匀分布反映了京西北盆岭构造的差异特征.

张渤带陆地段现代构造应力场的非均匀特征

依据活动构造展布及震中分布等情况,将张渤带(张家口-渤海断裂带)陆地段及邻近地区划分为6个应力区,利用格点尝试法计算了1967～2006年间这6个分区内的529个震源机制解。结果显示,6个分区的应力结构较为一致,均为走滑型应力结构;但在应力方向上有明显不同,其应力主轴方向有由西北端的NEE向至东南端的近EW向呈顺时针旋转的趋势。此外,以1976年唐山地震与1998年张北地震为时间界限,计算了张渤带陆地段3个构造交汇段(即张北-怀来段、南口-三河段、天津-塘沽段,简称西段、中段、东段)上的地震震源机制解及各构造段在不同时段的平均主应力轴分布,得到了应力场随时间的变化特征。其中,西段与中段的构造应力场变化复杂,其应力主轴方向在唐山地震后经调整已基本回复至唐山地震前的状态;而东段的平均应力主轴呈顺时针旋转,目前仍为近EW向。张渤带陆地段现代构造应力场的时空非均匀变化特征可能与周边块体的相互作用及两次中强地震(唐山地震与张北地震)有关。