Insights into the Tectonic Fractures in the Yanchang Formation Interbedded Sandstone-Mudstone of the Ordos Basin Based on Core Data and Geomechanical Models

The distribution and intensity of tectonic fractures within geologic units are important to hydrocarbon exploration and development. Taken the Upper Triassic Yanchang Formation interbedded sandstone-mudstone in the Ordos Basin as an example, this study used the finite element method（FEM） based on geomechanical models to study the development of tectonic fractures. The results show that the sandstones tend to generate tectonic fractures more easily than mudstones with the same layer thickness, and the highest degree of tectonic fractures will be developed when the sandstone-mudstone thickness ratio is about 5.0. A possible explanation is proposed for the tectonic fracture development based on two important factors of rock brittleness and mechanical layer thickness. Generally, larger rock brittleness and thinner layer thickness will generate more tectonic fractures. In interbedded sandstone-mudstone formations, the rock brittleness increases with the increasing mechanical layer thickness, hence, these two factors will achieve a balance for the development of tectonic fractures when the sandstone-mudstone thickness ratio reaches a specific value, and the development degree of tectonic fractures is the highest at this value.

塔河油田T1-5H井泵送桥塞分段加砂压裂工艺

针对塔河油田泵送桥塞分段加砂压裂施工中存在泵送桥塞工具串易遇阻遇卡,缺乏相配的井下工具,含硫化氢、井控风险较高等问题,以T1-5H井为例,提出了井下工具泵送模拟技术,提高工具串在复合套管中的通过性;形成了人工井底地质深度回归结合连续油管探底的高精度校深方法,保证首段射孔位置精确;采用大通径全封堵桥塞,解决高压气井组下生产管柱的难题。应用表明,T1-5H井泵送桥塞分段加砂压裂完井工艺4段5簇,注入地层总液量3210.7 m^(3),累计产能提高2401.6 t,有效提高了储层动用程度。该工艺为西北工区砂泥岩薄互储层改造提供经验借鉴,为实现超深石炭系储层大规模开发奠定了技术基础。

华北东部晚古生代过渡相煤系地层低阻成因、控制因素与地质意义

华北东部晚古生代过渡相煤系地层中低阻层发育,明确其成因类型、控制因素以及地质意义,可以充分揭示其中所包含的地质信息,对于相关层系油气资源评价和勘探部署具有积极意义。本文以华北东部太原组和山西组中低阻层为研究对象,综合运用岩心、薄片、扫描电镜、碳氧同位素和测录井资料,围绕其成因类型、控制因素和地质意义开展研究。结果表明:华北东部晚古生代过渡相煤系低阻层主要发育在太1段和山2段,成因类型包括砂泥岩薄互层、高束缚水体积和发育导电矿物,沉积作用和成岩作用控制了低阻的形成;太1段低阻的成因为砂泥岩薄互层和高束缚水体积,潮汐作用导致的潮汐成因层理和微细孔隙发育促进了障壁海岸背景下太1段低阻的形成,山2段低阻的成因为菱铁矿的密集发育,稳定的覆水还原环境和沉积有机物的成岩演化共同控制了三角洲背景下山2段低阻的形成;太1段的低阻和高毛细管束缚水体积指示着潮坪沉积,说明太原组自下而上为一个海退的过程,是对早二叠世早期冈瓦纳冰川迅速扩张和全球海平面快速下降的响应,山2段的低阻和高光电吸收截面指数指示着三角洲前缘沉积,说明山西组由一期三角洲沉积组成。

基于示踪剂监测的水平井高泥质含量段压裂可行性分析

针对研究区块储层非均质性强,水平段泥岩钻遇率高,影响水平井产能发挥的问题,开展示踪剂产能监测试验研究。选取YQ8井三段泥质含量较高压裂段作为试验段,两段砂岩储层段作为对比段,随压裂液加入气相、液相示踪剂,在地面取样分析,获取各压裂段产气、产水相关信息,获得泥质含量较高水平段压后产气贡献率分别为36.6%、39.8%、0.1%,表明水平段泥质含量较高时,压后仍具有产能贡献,甚至高于部分测井响应特征较好分段,需要加深对泥质含量较高分段的厚度、应力差等因素研究,优化压裂施工参数。研究证明水平井高泥质含量段的压裂可行性,以及示踪剂监测技术评价水平井分段压裂效果的可行性。

某砂泥岩互层缓倾长大顺层边坡稳定性分析

宜宾志诚港港区大道为长大顺层边坡,岩体为砂泥岩互层,岩层倾角16°,其稳定性问题和处治措施对于港区建设尤为重要。针对施工中发现的边坡变形破坏特征,结合地质调绘、钻探、孔内电视、室内试验、邻近工程经验等,对边坡破坏机理以及稳定性进行了分析。分析结果表明,软硬岩互层、不利的顺层地质结构、坡体自重应力、层间结构面性质差、坡脚开挖及降水等因素是诱发该砂泥岩互层缓倾长大顺层边坡失稳的主要原因。采用抗滑支挡措施处理后,该边坡稳定性得以保证。

黄土梁峁地貌矿井水水质时空变异评估与关键控制因子水源识别

针对黄土梁峁地区砂岩−泥岩互层覆岩突水水源难以准确判别以及不同水源所占比例无法定量化问题,在系统采集了陕北朱家峁煤矿地表水、地下水水样基础上,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、常规水化学特征比值法,揭示了不同含水系统水化学演化规律和水源补给关系。通过分析水体稳定同位素组成演变特征,明确了不同环境背景下各类水源水质时空变异性。在此基础上,以常规、同位素特征比因子作为判别指标,构建了基于T-球型模糊聚集算子TOPSIS法(T-TOPSIS)、粗糙集理论(RST)、D-S证据理论(DSET)与单指标未知测度函数(SIUMF)的突水水源混合比例计算模型。结果表明,研究区地表水、地下水水化学类型虽均以Na-SO_(4)·Cl为主,但两者受控因素有着明显差别,即地表水水化学成分受硅酸盐岩风化和蒸发结晶共同控制;地下水成分则主要受控于蒸发结晶作用。此外,经历了强烈蒸发作用的地表水对地下水存在一定程度的补给作用。T-TOPSISRST-DSET-SIUMF突水水源混合比例判别模型表明,陕北朱家峁煤矿50%以上的突水水源为顶板砂岩水和地表沙空沟水。三维高密度电法探测结果验证了该模型的准确性。

基于位移反演的中老铁路泥砂岩互层隧道支护时机研究

为探究大断面泥砂岩互层隧道合理的支护时机,依托中老铁路会排山隧道,开展大断面泥砂岩互层隧道支护时机以及全位移反演研究。首先,通过三轴压缩试验对现场岩块的工程特性进行研究,并采用Hoek-Brown强度准则进行修正得到岩体力学参数;然后,对全位移进行推导求解,结合现场监测数据得到全位移与实测位移的关系式;最后,通过数值模拟得到拱顶沉降与塑性区半径的关系,找出特征点确定初期支护以及加强支护的时机,并根据实测位移与全位移的关系式得到基于现场监测数据的最佳支护时机。研究结果表明:1)泥砂岩互层围岩条件差,力学指标参数较单一围岩降低了1/2左右;2)实测位移为全位移的60%~70%,得到了实测位移与全位移的关系式;3)隧道需要随挖随支,当现场监测拱顶沉降达到170 mm且无收敛趋势时或现场监测变形速率异常时,应采取加强支护措施。

砂泥岩互层水力压裂裂缝穿层扩展影响因素数值模拟

砂泥岩互层储集层压裂改造难度大,研究水力压裂裂缝穿层扩展影响因素有利于优化施工参数,提高储集层纵向动用程度。水力压裂裂缝穿层扩展主要受层间岩石力学和地层应力差异及工程参数的影响,利用ABAQUS软件嵌入水力压裂裂缝与层界面的内聚力单元,研究压裂液排量、压裂液黏度、泥岩与砂岩弹性模量之比、抗拉强度和地层应力差对裂缝垂向扩展的影响。结果表明:界面裂缝阻碍主裂缝穿层扩展,但有利于降低水力压裂裂缝延伸压力,促进缝网的形成;压裂液高排量和低黏度可促进裂缝穿层扩展,也会加快界面裂缝的开启;当泥岩与砂岩弹性模量之比小于0.6时,泥岩隔层的遮挡作用明显,水力压裂裂缝主要以“工”字型为主,穿层能力较弱;地层应力差大于泥岩与砂岩抗拉强度之差时,裂缝的垂向扩展能力较强,可作为水力压裂裂缝穿层的初步判断条件。

某建成水电站水库渗漏问题分析和研究

某水电站受地质条件和帷幕灌浆效果不佳影响,建成后水库渗漏量整体偏大。为解决该水电站水库渗漏问题,笔者阐述了通过地下水位长观、水文地质试验及示踪试验等方法对水库渗漏进行勘察和综合分析,查明了主要的渗漏地段和渗漏通道,提出渗漏处理方案。结果表明,补强灌浆后,水库渗漏量减少了1.3 m3/s,满足相关规范和电站安全运行的需要。总结出工程经验:陡倾角裂隙发育的泥岩与砂岩互层地层的渗漏处理,需要重点控制灌浆孔间距、灌浆压力等参数。

现代阵列声波测井数据处理和解释方法研究

阵列声波测井仪及多极子声波测井仪是新型的成像测井系统的重要组成部分 ,可获取极为丰富的地层信息。针对油田测井中的薄层划分问题 ,以辽河油田测井公司新引进的 5 70 0组合阵列声波测井仪MAC为研究对象 ,系统地研究了时域内的首波探测、慢度时间相关分析和频域内的直接相位分析等现代声波测井信号分析理论和技术 ,完成了针对不同测井组合的处理子系统 ,在IBM微机上完成了一个包括图形用户界面的独立系统 ,在SUN工作站上完成了基于已有工作平台FORWARD上的各个独立处理子程序模块。同时 ,应用分辨率匹配的思想 ,既保留较低分辨率的标准补偿测井曲线对井眼等环境的良好补偿性 ,又利用高纵向分辨率组合阵列声波测井的信息来提高其纵向分辨率 ,以取得最佳处理结果。共处理辽河油田 1 8口井的测井资料 ,处理后的各曲线分辨率都得到很大提高 ,取得了预期的效果。

应用井间地震资料建立砂泥岩薄互层地质模型

K71井区块是胜利油区垦西油田的主体开发区,主要含油层段为馆陶组和东营组,现已进入油田开发中后期,仍具有一定的开发潜力。由于受分辨率的限制,采用常规地震资料难以准确描述井间砂泥岩薄互层横向分布,而采用井间地震资料却能获得井间地质目标极为精细的图像。本文利用高分辨率井间地震资料,在小层精细对比的基础上,结合深度域反演剖面,描述两对井井间薄储层的横向变化,建立了K71井区块井间砂泥岩薄互层精细地质模型,为以后三维精细地质模型的重建、开发层系的进一步调整打下了坚实基础。

砂泥岩互层模型对CO_2地质储存影响的数值模拟

以江陵凹陷深部咸水层钻孔数据为例,通过构建不同砂泥岩互层概化模型,采用数值模拟的方法定量评价了砂泥岩互层对深部咸水层中CO_2地质储存过程中注入性、迁移性和封闭性的影响,结果表明不同砂泥岩互层模型对CO_2的注入性、迁移性和封闭性产生显著影响.CO_2的注入量随着砂泥岩互层的增多变薄而降低,然而多而薄的砂泥岩互层可有效阻止CO_2羽的上浮运动和横向迁移,从而提高空间利用率;CO_2的封闭性随着砂泥岩互层的增多变薄而降低,对于多而薄的砂泥岩互层,较薄的泥岩隔层难以担当独立的封闭盖层,需要上覆有较厚的泥岩盖层以保证CO_2地质储存的长期安全性.从注入性、迁移性和封闭性各方面来看,采用多级砂泥岩互层概化模型近似代表真实地层模型开展前期CO_2地质储存的适宜性研究是可取的.

西门坪泥岩—砂岩互层地质条件下桩基础侧摩阻力和桩端阻力取值分析

通过对陕西省延安市甘泉县西门坪区域地质构造和地层结构及特征的介绍,知悉本地区有泥岩和砂岩互层,通过对砂岩和泥岩互层的分析研究,得出本地区泥岩—砂岩互层在桩基处理时桩端阻力和侧摩阻力取值依据。

重新定义油源岩及其石油地质意义

传统思维定义和评价油源岩的方法,源于有机化学家常用的物质协同反应原理,即参与化学反应的反应物不经过任何中间体,直接完成生成物的反应。据此,根据岩石中含有的全部有机物热解生成的石油总量,就可以定义和评价某个岩石是否(定义)为油源岩以及质量等级。这种有机化学的思维方法 ,是B.P.蒂索和D.H.威尔特在其干酪根热降解生油学说中首先提出并推广应用的。由于该学说是"人造石油"的理论基础,脱离了地下地质条件的实际,因此是片面和错误的。以J.M.亨特为代表的有机地球化学思维方法 ,强调要依据地下地质条件来定义和评价油源岩。认为油源岩是在地质条件下,能生成石油、又能运移出来并聚集成商业性石油的一种岩石。这种岩石实质上是一组泥(页)岩夹砂岩的组合。中国内陆湖盆缓坡地带发育的河流三角洲沉积体,是泥岩夹砂岩、砂岩夹泥岩的最有利沉积体。这种沉积体既能生油、又能运移聚集成藏,形成了页岩油藏和常规油藏在内的含油气体系。

Sharplite薄层处理方法在台南气田的应用

台南气田位于柴达木盆地三湖新拗陷中央凹陷区,地层水矿化度很高,导致储层电阻率很低,而且储层多为砂、泥岩薄互层,由于纵向分辨率的局限性,常规测井曲线无法真实反映砂、泥岩薄互层的地层特征,给油气识别造成很大困难。针对以往的提高测井曲线纵向分辨率的方法侧重理论、可操作性差的实际问题,斯伦贝谢公司提出了Sharplite薄层处理方法,结合高分辨率的FMI图像与常规测井曲线进行反演处理得到高分辨率测井曲线。台南气田的实际应用效果表明,Sharplite处理方法可以大大提高常规曲线的纵向分辨率,有效识别薄层油气。

基于复杂地基的切割式横缝碾压混凝土重力坝动力响应分析

巴基斯坦东北部旁遮普省和阿扎德查谟克什米尔地区交界的玛尔水电站大坝为碾压混凝土重力坝,其坝基岩性为不同强度的砂岩以及砂岩与泥岩互层,区域构造及地震地质背景复杂。在进行岩体质量分级的基础上,研究了坝体横缝及坝体-坝基接触缝模拟方法,选取玛尔电站10~#—11~#坝段群为研究对象,运用CZM双线性模型模拟坝体接触缝,计算分析了考虑砂岩泥岩互层地基情况下坝体的动位移和动应力分布状况。结果表明,减小横缝切割深度可以有效降低坝体的动力响应,对坝体应力分布和抗震安全有利;若考虑坝基的砂岩泥岩互层分布,坝踵、坝趾各点的动应力差异显著。

砂岩泥岩互层地质隧道变形分析及控制技术研究

玉磨铁路是我国云南连接东南亚各国的重要通道,云南地区地质条件复杂、围岩破碎、节理发育、岩质较软,极易发生隧道大变形。针对以上问题,文章基于会岗山隧道变形侵限的工程背景研究合理有效的支护措施。首先通过现场变形数据与数值计算相校核,得出可反映现场实际情况的计算参数;在此基础上通过改变支护结构厚度与钢架间距来探究合理的初期支护参数;其次通过锚杆受力情况来针对层状围岩进行锚杆非等参布置研究。结果表明:(1)UDEC离散元针对破碎围岩及层状围岩的稳定性计算具有较好的吻合性;(2)增加喷射混凝土的厚度或减小钢架间距可明显减小结构变形,但当喷射混凝土较厚时减小钢架间距对结构变形影响不明显;(3)锚杆在与结构面相交时轴力较大,在完整岩块中轴力较小,针对层状围岩锚杆可进行非等参设置。

诺1井钻井液技术及复杂情况处理

诺1井位于柴达木盆地北缘东部三湖坳陷霍布逊凹陷全吉背斜圈闭,完钻井深为5 000 m,是工程公司重点预探井。该井地层泥岩水敏性强,砂泥岩互层严重,区域断层发育,存在盐水等流体污染,下部地层无实钻资料可供参考,施工中钻井液技术难度大。通过优选胺基硅醇强抑制强封堵钻井液体系,配合相应的现场钻井液维护处理工艺,有效抑制了砂泥岩互层中泥页岩的水化膨胀,井壁稳定性得到有效提高,成功完成了诺1井的工程施工。诺1井中途完钻及完井后采用封井浆封井,保障了中完及完井作业的顺利进行,全井共计电测10次,成功率100%,下套管一次到底;全井井身质量良好,虽然发生卡钻事故,但是φ444.5 mm、φ311.2 mm、φ215.9 mm井眼平均井径扩大率为7.46%、9.33%和9.40%;全井平均机械钻速为7.54 m/h,达到了优快钻井的目的,为区块后续勘探开发提供了技术保障。

基于录井数据计算地层漏失压力的方法

钻进过程中突发井漏会导致大量钻井液漏失,严重的会影响正常钻进周期甚至使整口井报废,因而提前确定易漏失层位的漏失压力并进行相应的钻井液密度设计是高效防漏堵漏作业的前提,同时也是同一区块其他井地质工程设计的重要依据。为此,研发了一种基于录井数据计算地层漏失压力的方法。首先构建一套判别模型,通过实钻录井数据对钻遇的致漏裂缝类型进行识别,然后基于统计法,结合现场收集的目标井的井漏数据,构建漏失压差与漏失流量的相关性,最后拟合求取地层漏失压力。现场应用表明,该方法可以有效地指导相关堵漏作业与钻井液密度设计,实例校验证明,应用该模型计算漏失压力优于传统的统计法。

黑龙江省煤系裂隙含水层岩性划分研究

针对巨厚砂岩和泥岩互层地层难以按照传统的岩性划分方法追踪含水层的难题,近年来在黑龙江省煤矿水文地质补充勘探实践的基础上,提出根据白垩系煤系裂隙含水层的发育特点,利用钻探、简易水文、物探测井、抽水试验、水质分析等野外实际资料综合分析,采用"二分法"将研究区巨厚的砂岩、泥岩互层组合结构的白垩系煤系裂隙含水层,按照深度划分为强裂隙承压含水带和弱裂隙承压含水带,为节省水文地质勘探中的工作量提供新的途径。