Occurrence and conceptual sedimentary model of Cambrian gypsum-bearing evaporites in the Sichuan Basin, SW China

During the Cambrian, gypsum-bearing evaporites formed in the Sichuan Basin, SW China. These rocks are important for oil and gas sealing, but details of their distribution and origin are not well established. This study examines the regional distribution and origin of the gypsum-bearing evaporites using a comprehensive analysis of drilling data from 34 wells, 5 measured cross-sections in the basin and surrounding area, and 96 maps of area-survey data. Results show that in the stratigraphic succession, the gypsum-bearing evaporites occur mainly in the Lower Cambrian Longwangmiao Formation, the Middle Cambrian Douposi Formation, and the Middle-Upper Cambrian Xixiangchi Group. Geographically, the rocks are found mainly in the southeastern part of the basin, and the distribution of deposits shows an overall SW-NE trend. The sedimentary environments for evaporite formation were evaporative lagoon and inter-platform basin in a platform setting. Gypsum was generated by the underwater concentration of sea water in a strongly evaporative environment. Both an evaporative restricted platform and a mixeddeposition restricted platform model appear to be applicable to the development of gypsum in the Sichuan Basin. The gypsum-bearing evaporites with the best sealing capacity are located mostly in the southeastern part of the basin. These constraints can be applied directly to regional exploration, and have implications for the regional paleogeography and paleoclimate.

动力打桩桩周泥岩损伤特性与损伤模型

针对泥岩地基同施工场地条件下动力打入桩的承载力差异性大且部分打入桩承载力不足等异常现象,文章开展了桩周0.2m处打桩前后的桩周泥岩单轴抗压强度对比试验,和打桩后的桩端中风化泥岩三轴压缩试验,明确打桩后桩周泥岩的损伤特性,基于统计损伤理论建立考虑受打桩影响的桩周泥岩损伤本构模型,并对泥岩地基打入桩的承载性能进行探讨。研究表明:打桩后桩周0.2m处泥岩强度平均损伤28.2%,弹性模量平均损伤41.4%;桩端中风化泥岩损伤后抗剪强度参数平均值为c=217.2kPa、φ=21.6°,φ仅是同场地原状强风化和全风化泥岩的49.1%和51.4%;打桩后桩周泥岩应力-应变曲线的损伤模型计算值的与实测值吻合较好,验证模型的合理性;泥岩地基打入桩承载力异常特征为桩端受力小,但桩端沉降显著,静载破坏时桩端阻力的平均占比为5.25%;动力打桩对桩周泥岩的损伤是泥岩地基打入桩承载力异常的重要原因;泥岩地基打入桩的设计计算与数值模拟采用原状泥岩力学参数不合理,泥岩损伤后不易恢复,建议按损伤特性赋予参数。研究结果对泥岩地基打入桩的设计、施工、承载力评价有较强的参考价值。

渤南洼陷沙四段膏泥岩中高丰度孕甾烷成因及其指示意义

渤南洼陷沙四段膏泥岩样品中检出了高丰度孕甾烷(相对于规则甾烷),孕甾烷/规则甾烷值为0.52~7.88,平均值为3.12。这些膏泥岩样品具有指示性较强的盐湖相生物标志化合物分布特征,如较低的姥鲛烷/植烷值(Pr/Ph=0.12~0.76)、高伽马蜡烷指数(GI=0.04~1.45)、高升藿烷指数(HHI=0.03~0.22)和较高的二苯并噻吩/菲值(DBT/P多大于1),均指示了高盐度水体、强还原性和富硫沉积环境,生源输入主要为嗜盐菌和藻类等低等水生生物。根据渤南洼陷沙四段原油中检出丰富的含硫甾烷,推测渤南洼陷高丰度孕甾烷可能与含硫甾烷形成过程中的不完全硫化作用有关。通过剖面上各生物标志化合物参数随埋深的纵向变化特征发现,孕甾烷与Pr/Ph、HHI和GI值等呈现良好的相关性,它们均指示还原、高盐度以及富硫贫铁的沉积环境。

泥岩生物气有利储层的识别及含气性评价

随着开发的不断深入,研究区SH地区作为非主力层的第四系泥岩生物气田已经成为油田增储上产的重要勘探开发目标。这类储层由于岩性颗粒细小、泥质含量高、厚度小、成岩性差、孔隙结构复杂、非均质性强,导致储层与非储层的测井响应对比度低、有利储层识别困难。同时,高地层水矿化度及富集黄铁矿造成储层流体识别评价困难。利用自然伽马、中子等常规测井曲线,构建含砂指数F_(SD)来表征储层含砂特征,计算泥质含量,识别划分有利储层。利用三孔隙度曲线差值比值法、合成声波时差差值法以及改进的中子-声波时差交会含气指示法等多种方法综合识别储层的含气性。在试气、生产数据刻度下,利用构建的储层含气指数FGAS建立储层含气饱和度计算模型。多种方法综合应用,效果良好,为泥岩生物气的测井精细综合评价提供了技术支撑。

深部向斜构造区煤泥岩巷道围岩变形特征与控制技术

针对深部向斜构造区煤泥岩大巷围岩控制难题,以水峪煤业采区运输巷为研究对象,采用现场调研、数值模拟和理论分析方法,分析了深部煤泥岩巷道围岩位移和应力分布特征,研究了适用于深部煤泥岩巷道围岩的内外承载体环形协同控制技术主要结构和原理,构建了约束混凝土支架和围岩耦合模型,分析了内外承载结构体作用下深部煤泥岩巷道围岩位移和塑性区分布特征,并在现场进行了工业性试验,应用效果良好,对类似大巷围岩稳定性控制提供一定参考。

渗水作用下泥岩地区杆塔扩底基础抗拔承载分析

【目的】泥岩遇水易发生膨胀崩解甚至泥化,对输电杆塔基础抗拔承载力造成不良影响,需要对渗水作用下杆塔基础的抗拔承载特性展开研究。【方法】基于泥岩室内试验结果,利用有限元软件建立泥岩中扩底基础计算模型,引入温度场比拟湿度场的方法模拟泥岩地基浸水后的膨胀劣化,研究扩底基础上拔承载特性。在此基础上,分析泥岩地基浸水渗透后扩底基础极限抗拔承载力降低的具体原因;比较了泥岩地基天然状态、浸水渗透和饱和状态三种工况下极限抗拔承载力的差异以及承载力与埋深之间的关系。【结果】结果表明:增加基础埋深均能提高极限抗拔承载力,但饱和状态工况下增长最缓慢;地基浸水渗透对基础极限抗拔承载力的影响随着基础埋深增加而减弱,2.0 m埋深基础极限抗拔承载力仅为天然状态工况的63.2%,而5.0 m埋深时达到94.2%。【结论】地基浸水造成基础极限抗拔承载力降低的主要原因是地基力学参数劣化,抗剪强度减小所致。研究成果可为泥岩地区杆塔基础设计提供参考。

准噶尔盆地南缘地区含膏质地层岩性特征及测井识别方法

近来年准噶尔盆地南缘地区中生界碎屑岩油气藏屡获突破,成为盆地重要的勘探领域。中生界普遍含有石膏,因此含膏质地层的岩性优选是储层评价的关键。为提高该区岩性识别的精度,并对含膏质地层储层曲线进行校正,本文基于岩石物理实验,分析不同岩性的测井曲线响应特征,对比发现含膏质地层导致补偿中子值降低、声波时差减小、电阻率升高;对含膏质岩性进行了测井识别,并提出了蒙特卡罗数值模拟方法,对膏质砂岩进行不同孔隙度、不同膏质体积分数条件下的补偿中子测井地层模拟,建立了补偿中子孔隙度曲线校正模型,最终实现了岩性的精细划分。解释的岩性与薄片分析对比符合率达到88.2%。

准噶尔盆地高钙基钻井液技术研究与应用

准噶尔盆地东部油田上部地层膏质泥岩发育,易发生水化分散、井壁失稳,钻井液体系受钙离子污染,流变性和降滤失性难以控制,严重制约了东部油田勘探开发进程。针对准噶尔盆地东部油田钻井液污染和抑制性不稳定难题,以抗钙降滤失剂为核心,构建了抗钙能力强、性能稳定的高钙基水基钻井液体系,室内评价了其抗温性、抑制性和抗污染性。现场试验结果表明,高钙基钻井液体系在含盐地层、盐膏层均表现出良好的降滤失能力、流变性和抗污染能力,复杂时率为0,为保障东部油田上部地层的安全快速钻进提供了技术支撑。

基桩综合检测技术在中风化泥岩中的应用

高应变法具有适用性强、效率高、成本低等优点,常应用于摩擦型基桩检测,但该法在软岩地基检测中可参考的经验较少,研究资料相对缺乏,且受锤重、落距、贯入度等因素影响,CASE法阻尼系数jc参数选取具有较大主观性。论文基于CASE理论计算方法,提出中风化泥岩地基中的高应变检测贯入度及j_(c)值建议选取范围。以依托工程AZ18#、AZ35#、AZ57#桩基高应变、静载试验数据对比分析,动静误差分别为3.06%、15.74%、5.16%。结合高应变波形曲线图分析AZ35#桩侧阻与端阻,认为该桩身完整性类别为Ⅱ类桩,桩底反应明显,动静载误差虽>15%,尚属于试验可控的允许误差。

压型钢板脱硫石膏基混凝土组合板的抗弯设计方法研究

为提高组合板式构件的节能环保性,将脱硫石膏改性得到的高强、高耐水性石膏基混凝土与压型钢板结合起来形成一种新型的组合板。首先得到了脱硫石膏基混凝土的优选配合比及相应的物理力学性能,然后研究了新型组合板的抗弯安全性设计与挠度计算方法,建立了基于平衡原理的抗弯承载力计算方法和基于等效截面换算的抗弯刚度计算方法,为抗弯纵筋的配制及挠度的验算提供了依据。理论分析及试验研究表明:压型钢板脱硫石膏基混凝土组合板具有良好的受弯性能,建立的抗弯设计方法具有合理性。

膏盐影响烃源岩T_(max)的实质——以柴达木盆地西部古近系下干柴沟组为例

沉积盆地中的地质观察和热模拟实验研究均揭示了含膏泥岩生烃高峰提前的现象,而生烃高峰的提前量与膏岩含量之间的关系却尚未明确。选取柴达木盆地西部地区S49-1井中不同膏岩含量的下干柴沟组烃源岩粉末样品,对原样进行抽提,除去可溶有机质(SOM);取部分抽提残余物进行酸洗,除去碳酸盐;对原样和两步前处理后的固体残余物分别进行岩石热解分析。与原样的T_(max)相比,不含SOM的残余物的T_(max)更高,而去除SOM和碳酸盐矿物的样品Tmax更低,这表明含膏泥页岩中的SOM和硫酸盐矿物(石膏、硬石膏)均可促进有机质热演化。虽然后者的促进效果更为显著,但却与其硫酸盐矿物含量不成正比。这表明硫酸盐矿物与有机质的接触面积对T_(max)的影响更为重要。该结论进一步通过不同比例的干酪根与硫酸镁粉末混合物的Tmax值进行了验证。因此,硫酸盐矿物的赋存状态会直接影响有机质与硫酸盐的接触关系,进而对热演化生烃进程产生影响。

泥岩地基及嵌岩灌注桩的承载特性试验

红土崖组(KwH)泥岩是一种分布于青岛地区的白垩系王氏群泥岩,是一种非典型的黏土岩,其透水性弱,具有一定的膨胀特性。为研究泥岩的物理力学性质、变形特性及嵌入泥岩中灌注桩的承载特性,以红土崖组(KwH)泥岩为试验对象,在青岛某地区开展了泥岩常规物理力学试验、泥岩地基及泥岩地基中嵌岩灌注桩的静载荷试验。试验结果表明,红土崖组(KwH)泥岩含砂,吸水膨胀率较小,是一种非膨胀性岩;全风化及强风化泥岩地基的P-s曲线基本呈缓变型;而中风化泥岩地基在破坏时发生了压裂及隆起,P-s曲线呈陡降型,而且变异性较大。该场地泥岩地基中灌注桩分别加载至10800、12960 kN,试桩均未发生破坏,嵌岩灌注桩的桩侧摩阻力和桩端阻力均未充分发挥;中风化泥岩的承载力较高,可作为桩基理想的持力层。研究成果对青岛地区泥岩地基中的工程建设具有参考价值。

泥岩地基动力打入桩承载特性研究进展

泥岩地基中的锤击打入桩,经常出现承载力异常问题,不能满足设计要求,需要补强处理,造成材料浪费和工期拖延,严重影响着工程建设。迄今为止尚未查清出现问题的原因,成为当前迫切需要解决的理论和技术难题。泥岩作为一种特殊的软岩,因其浸水易软化、受挤压易变形等特点,在荷载作用下易发生承载力不足的现象。归纳了现阶段泥岩地基锤击打入桩承载力不足的原因,明确了泥岩的基本工程性质,结合青岛地区泥岩桩的工程实例分析了泥岩中打入桩的工作机制和破坏模式,总结了动力打桩造成的泥岩损伤、泥岩桩的室内模型试验以及数值模拟等方面的研究进展,最后对泥岩地基动力打入桩的承载力问题进行了梳理,指出了目前研究存在的不足;同时,考虑到未来泥岩地区的发展及桩基工程的实际需求,针对泥岩的现场取样技术、泥岩桩的室内试验及数值模拟等方面提出了未来的发展方向。

深层-超深层碳酸盐岩储层发育机理新认识与特深层油气勘探方向

在深层碳酸盐岩层系中,已陆续发现了塔河、普光、元坝、安岳等一系列大型油气田,并形成了碳酸盐岩“三元控储”等成储理论认识。近年来,四川和塔里木盆地相继在超过7 000 m甚至8 000 m的超深层中发现了优质碳酸盐岩储层。深层储层类型更加多样,控储因素中,相带、流体、压力和断裂,以及它们之间相互作用的内涵更为丰富。结合近期大量新的超深钻探资料,持续开展了深层-超深层碳酸盐岩成储机理的研究。通过塔里木盆地塔河-顺北地区奥陶系和四川盆地二叠系栖霞组、茅口组的深化研究,进一步揭示了构造破裂和多类型流体耦合改造储集体的成储机制;通过上震旦统四川盆地灯影组和塔里木盆地奇格布拉克组的系统分析,揭示了新元古代“白云石海”沉积环境、早期溶蚀和早期油气充注在成储与孔隙保持中的关键作用;通过开展含膏岩层系白云岩成储的物理模拟实验,揭示了膏盐岩封盖及超压、较为封闭的环境下,白云石重结晶作用显著改善了储集物性。深层-超深层储层发育机理新认识丰富了“三元控储”理论,有效引领了超深层,乃至特深层的油气勘探。断控和断-溶双控储集体、古老微生物丘滩相白云岩储层,尤其是寒武系厚层膏盐岩之下的微生物丘滩相白云岩储层,在中西部叠合盆地海相碳酸盐岩层系中广泛分布,有望成为万米特深层钻探的主要对象。

侏罗系中等风化泥岩地基承载力试验研究

成都地区侏罗系中等风化泥岩为典型的红层软岩,工程实践表明该类岩体地基承载力的规范建议值偏低,导致该区域内高层、超高层建筑基础选型偏于保守,使得工程成本投入大、目标工期长,如何最大程度的发挥侏罗系中等风化泥岩地基承载能力还没有值得借鉴的方法。以成都地区某超高层建筑地基基础工程为例,针对侏罗系中等风化泥岩地基分别开展了9组深井平硐岩基载荷试验、17孔岩基旁压试验,利用两类试验协同分析泥岩地基承载能力及适宜的承载力特征值取值,并建立了地基承载力特征值与超声波测井试验获得的岩体特征参数的相关方程。研究结果表明:侏罗系中等风化泥岩地区,岩基平板载荷试验、旁压试验所得的地基承载力特征值相近且均较《成都地区建筑地基基础设计规范》(DB51/T5026—2001)建议最大值大2.0~2.5倍;平板载荷试验的承压板直径、旁压试验的测试深度对中等风化泥岩地基承载力影响不显著;通过参数综合分析,进一步得出地基承载力特征值与岩体波速和岩体完整性指数分别呈幂函数、指数函数递增关系。研究成果对侏罗系中等风化泥岩地基承载力的取值具有重要的参考价值。

泥岩地基中动力打入桩竖向承载特性现场试验

为深入研究泥岩地基动力打入桩的竖向承载特性,开展了泥岩地基打入桩单桩竖向抗压静载试验,分析了试桩的沉贯与承载特性,探讨了地下水对试桩承载性能的影响,基于静载试验结果,对比分析不同理论预测模型的单桩极限承载力计算值,评估了模型的适用性。结果表明:试桩的极限承载力与打桩能量有关,不同的打桩能量对桩周泥岩造成不同程度的扰动损伤,进而影响试桩的承载性能;对比桩周泥岩遇水与试桩破坏情况,发现桩周泥岩浸水软化与否,与桩的破坏无直接关系;对比不同模型的极限承载力预测结果,认为双曲线模型更适合本试验场地泥岩的性质,预测曲线变化趋势和实测值吻合度较高;指数模型预测值与实测值产生较大差异的原因为试桩在最后一级荷载的非正常破坏,泥岩地基打入桩受超孔隙水压力、软硬互层及打桩过程扰动的影响,单桩承载力在很大程度具有不稳定性。

石膏溶蚀区某船闸地基灌浆效果试验评价

某船闸位于石膏溶蚀区,地基内普遍发育挤压破碎带及封闭型溶蚀孔隙。为了对灌浆处理效果进行定量评价,进行灌浆前后岩块密度、波速、抗压强度试验,以及岩体承载力及波速试验,进行灌浆前后试验结果对比及回归分析,并提出灌浆方案优化建议。结果表明,岩块及岩体的物理力学指标试验值离散性较大,平均值上表现出相关性;该船闸地基内发育的溶蚀孔隙相对独立、连通性差,固结灌浆对于提高岩基承载力作用有限。

砷石膏渣中砷的嵌布特征及赋存状态研究

应用矿物解离分析MLA技术,对砷石膏渣样品进行详细的工艺矿物学分析,考察砷石膏渣的主要矿物组成、嵌布特征、共伴生关系等,并进行安全化处置研究。结果表明,砷石膏渣主要由十类17种物相组成,其中砷主要赋存在复杂氧化混合物和毒石中。完全解离的复杂氧化混合物颗粒占86.31%;完全解离的毒石颗粒占97.78%。安全化处理试验结果表明,砷石膏渣在1200℃以下可以使得其中的砷得到安全化固化,促使砷石膏渣由危险废物向一般二类工业固体废物转化。

梨树断陷致密承压封堵钻井液技术研究

为解决梨树断陷硬脆性泥页岩地层井壁失稳的问题,根据多元协同井壁稳定理论,提出了以柔性封堵剂配伍刚性封堵剂来提高钻井液封堵能力的技术对策,构建了致密封堵钻井液体系。性能评价结果表明,该钻井液体系可将泥页岩的渗透率降低至95%以上,抑制性能优异。在梨6-11HF进行了现场试验,钻井过程中均未出现井壁失稳现象,试验井段平均井径扩大率仅为8.94%,电测均一次成功。

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组规模性有效烃源岩的发现及其地质意义

尽管对于鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组天然气的来源问题一直都存在着不同的认识,但所有观点均不认为马家沟组自身发育TOC〉0.5%的规模性烃源岩。通过分析该盆地中东部奥陶系近年来大量新钻井的岩心和岩屑样品,揭示了马家沟组不同岩石类型烃源岩的有机质丰度特征,首次发现并证实马家沟组存在有机质丰度高的规模性有效烃源岩。研究结果表明：①马家沟组有效烃源岩的岩性主要为暗色薄层—厚层状含云泥岩、云质泥岩和泥云岩,其富集分布明显受沉积相的控制,马家沟组沉积期间海退期较海侵期更有利于规模性有效烃源岩的发育,层位上主要集中分布在马五上段,其次为马五中—下段、马三段和马一段;②平面上有效烃源岩围绕米脂盐洼呈双环带状分布,次级洼陷有效烃源岩呈中厚—厚层状,累计厚度大、有机质丰度高;③有效烃源岩在米脂凹陷中心和次级隆起则呈薄层状,累计厚度小、有机质丰度低;④有效烃源岩的有机碳含量变化范围为0.30%~8.45%,其生烃母质为浮游藻类和疑源类,有机质类型为腐泥型或偏腐泥混合型。结论认为：该盆地奥陶系有效烃源岩普遍处于过成熟阶段,以产干气为主,生气量大,是马家沟组天然气的主要贡献者。