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2011年  第17卷  第4期

地质力学
低渗透砂岩裂缝孔隙度、渗透率与应力场理论模型研究
冯建伟, 戴俊生, 刘美利
2011, 17(4): 303-311.
摘要 (17) HTML (11) PDF (1035KB)(6)
摘要:
低渗透砂岩储集层普遍发育裂缝, 裂缝不仅是重要的流体渗流通道, 而且在油井周围的发育程度直接影响着油井的生产能力.目前裂缝定量化预测方面存在的焦点问题是:缺乏一个有效而合理的力学模型, 裂缝渗透性的求取方法仍处于半定量化, 不具通用性.以史深100块沙三中储集层为目标, 从应力场和裂缝主要参数的关系入手, 以裂缝开度为桥梁, 通过实验和理论推导的方法, 建立了构造应力场和裂缝孔隙度、渗透率之间的定量关系模型.在岩石力学参数测试结果和地质模型建立的基础上, 对目的层裂缝发育时期的古构造应力和现今地应力进行数值模拟, 将结果代入关系模型, 计算研究区裂缝孔隙度和渗透率的空间分布, 进而指导低渗透砂岩油藏的裂缝参数定量预测、产能规划及井网部署.
最大有效力矩准则的理论拓展
童亨茂, 王明阳, 郝化武, 赵丹
2011, 17(4): 312-321.
摘要 (12) HTML (6) PDF (1082KB)(5)
摘要:
在分析"导致变形带内先存面理或层理发生转动的最大有效力矩与先存面理或层理方向有关"的基础上, 对最大有效力矩准则(Meff=0.5(σ1-σ3) Lsin2αsinα)进行理论上的拓展, 提出了可以判定任意方向先存面理最大有效力矩的准则——泛最大有效力矩准则(MG-eff=0.5(σ1-σ3)Lsin2αsin(α-θ)), 其中当先存面理与最大主压应力(σ1)平行时, 则成为最大有效力矩准则。该准则的理论分析表明:①当先存面理与σ1平行时, 在σ1左右两侧±54.7°方向出现2个有效力矩的最大值, 形成共轭的变形带, 钝角(109.4°)对着σ1方向; ②当先存面理与σ1斜交时, 在σ1的另一侧出现1个有效力矩的最大值, 从而只出现一个方向的变形带, 并随着先存面理偏离σ1方向, 变形带与σ1的夹角逐渐减小(从θ=0°时的54.7°, 减小到θ=90°时的35.3°), 而与先存面理之间的夹角逐渐增大(从θ=0°时的54.7°, 增加到θ=90°时的125.3°); ③当先存面理与σ1垂直时, 在σ1左右两侧± 35.3°方向出现2个有效力矩的最大值, 也形成共轭的变形带, 但锐角(70.6°)对着σ1方向。在主应变平面上变形带与先存面理方向及变形带剪切方向(左旋或右旋)已知的情况下, 可以确定最大主压应力方向。泛最大有效力矩准则克服了最大有效力矩准则与滑移线理论不相容的问题, 可以解释大多膝褶带非共轭发育等多种现象, 预期在韧性变形域中具有广阔的应用前景。
区域地质与第四纪地质
郯城-庐江断裂基本特征及其控盆作用
林宗满
2011, 17(4): 322-337.
摘要 (58) HTML (6) PDF (1870KB)(10)
摘要:
郯城-庐江断裂是中国东部一条规模巨大的断裂构造带, 贯穿中国东部大陆, 向南延伸入南海, 向北抵达俄罗斯境内。郯城-庐江断裂成生于早白垩世晚期, 是一条巨型压扭性断裂带。研究认为, 郯城-庐江断裂不存在巨大平移, 它形成于早白垩世晚期, 并控制K2-E断陷盆地带及其相伴的断隆带的发生、发展; 郯城-庐江断裂是一条活动性断裂构造带, 研究它的基本特征及其控盆作用, 有助于认识中国东部乃至东亚地区晚中生代以来的大地构造属性。
湘东南晚三叠世-侏罗纪沉积特征及盆地性质和成因机制
柏道远, 钟响, 贾朋远, 刘耀荣, 黄文义
2011, 17(4): 338-349.
摘要 (30) HTML (27) PDF (1349KB)(17)
摘要:
关于湘东南晚三叠世-侏罗纪沉积盆地性质存在挤压相关类前陆盆地及断陷盆地等不同认识。沉积物分布及岩相特征研究表明:湘东南晚三叠世-早侏罗世早期为海相-海陆交互相沉积环境, 早侏罗世晚期-中侏罗世早期为陆相沉积环境; 晚三叠世盆地为分布于茶陵-郴州大断裂东侧(上盘)的北北东-近南北向狭长海湾, 早侏罗世开始盆地向东、西两侧扩展; 晚三叠世-侏罗纪沉积横向上覆于相对较老的地层之上, 表明湘东南晚三叠世-侏罗纪盆地不是南北向挤压形成的类前陆拗陷盆地。结合区域构造背景, 提出盆地的形成主要与区域南北向挤压下先期北北东向断裂产生东西方向伸展有关, 一定程度上印证了印支运动构造线为北北东向。海相至陆相的演化过程暗示研究区以南在早侏罗世晚期开始因区域南北向挤压形成了东西向隆起, 说明盆地发育后期伸展活动的同时却处于区域挤压拗陷构造背景之中, 反映出晚三叠世-侏罗纪盆地演化期间华南地区伸展/挤压构造体制具复杂的时空变化。
断层成岩封闭及其应用
吴孔友, 李继岩, 崔世凌, 杨海波, 刘振宇
2011, 17(4): 350-360.
摘要 (31) HTML (9) PDF (1236KB)(7)
摘要:
影响断层封闭性的成岩作用类型主要包括:充填作用、压实作用和胶结作用。断裂带充填物中泥质含量越高, 其孔渗性越差, 形成封闭的可能性越大。压实作用是控制断裂带充填物致密性和断裂静止期封闭强度的关键, 压实作用越强, 断裂带越紧闭, 封闭性越好。流体进入断裂破碎带, 随压力和温度的降低, 热液矿物发生沉淀结晶, 逐渐胶结裂缝和角砾岩。断裂带胶结矿物主要有方解石和石英, 温度和压力是控制胶结作用发生的主要因素。夏503井断裂带内泥质充填物发育, 厚1 m左右, 由于埋藏深, 压实作用强, 断裂带充填物致密坚硬。扫描电镜观察, 裂缝和岩石孔隙中充填有沉淀结晶矿物, 这种胶结作用发生的范围大致在断裂带附近3 m左右。在充填、压实、胶结共同作用下, 夏503井断层封闭性强, 是控制江家店油田成藏的关键。
西藏札达盆地上新世—早更新世气候变迁与湖泊演化
韩建恩, 余佳, 朱大岗, 孟宪刚, 邵兆刚, 杨朝斌
2011, 17(4): 361-372.
摘要 (60) HTML (41) PDF (1258KB)(6)
摘要:
通过孢粉组合分析, 结合河湖相地层岩性特征和古地磁及电子自旋共振(ESR)法年龄测定结果, 探讨了西藏札达盆地上新世—早更新世的古气候变迁与札达古湖泊演化的关系.研究表明, 札达盆地古湖泊演化可划分为早(湖泊形成期)、中(稳定发展期)、晚(湖泊消亡期)三期.早期(距今5.41~4.40 Ma), 札达盆地为温凉而干旱的疏林草原植被气候, 随后转变为温暖稍湿的森林草原植被气候, 最后转变为温暖潮湿的亚热带针阔叶混交林气候, 这一时期古湖开始形成; 中期(距今4.40~2.57 Ma), 古气候进入寒温期, 古植被表现为先由暖温带针阔叶混交林带向山地寒温带暗针叶林带过渡, 再由山地暖温带针阔叶混交林→山地寒温带暗针叶林交替出现的过程, 古湖泊进入发育期; 晚期(距今2.57~1.36 Ma), 湖区古气候环境进入寒冷期, 古植被为山地寒温带暗针叶林→山地暗针叶林向低矮灌木→干冷草原的变化, 古湖泊进入消亡阶段.古湖泊演化与古植被、古气候演变有很好的相关性, 高原隆升控制了古气候环境的变化, 进而影响湖泊水量的变化.
灾害地质
于田地震同震形变场ALOS干涉雷达观测及初步分析
许丹, 姚鑫, 陈奇, 孙岳, 刘远, 刘丰敏
2011, 17(4): 373-380.
摘要 (18) HTML (4) PDF (1238KB)(8)
摘要:
2008年3月21日发生在新疆于田的7.3级地震是继2001年11月昆仑山口西8.1级地震后的最大一次7级以上地震.地震是构造活动的集中反映, 会伴随着较大的地表形变及断裂的明显活动, 能够放大构造正常的活动方式, 同震变形场是这种放大作用在地表的直观反映, 对于认识发震断裂运动性质, 研究邻近构造活动性具有重要意义.青藏高原西北缘自然环境恶劣, 常规方法无法对于田地震开展及时有效的同震形变测量, 凸显出差分干涉雷达(InSAR)技术的优势.在介绍InSAR观测原理基础上, 通过地震前后ALOS干涉雷达观测获取了于田地震的同震变形场, 并结合构造背景揭示出:于田Ms 7.3级地震的宏观震中位于康西瓦断裂东南端的南北2个分支(大红柳滩断裂和慕士山南麓断裂)和阿尔金断裂西南端帚状的3个分支交汇的三角地带; 于田地震引发了阿尔金断裂一近南北向分支断裂的同震地表破裂, 破裂长度为25.6 km; 发震断层为正断层, 倾向西, 上盘的最大运动幅度在200 cm以上; 于田地震所在的两大断裂交汇处的构造应力场以近南北向挤压为主.
汶川地震断裂带附近建筑物的灾害效应模拟研究
苏生瑞, 张永双, 郝莉莉, 李松
2011, 17(4): 381-387, 409.
摘要 (36) HTML (12) PDF (1535KB)(5)
摘要:
位于汶川地震破裂带附近的汶川水磨镇硅业公司厂房在地震中产生了独特的破坏现象.根据现场调查和测绘资料, 建立了二维有限元模型, 进行了断裂带附近建筑物灾害效应的数值模拟.模拟结果很好地解释了厂房在地震中产生的独特破坏现象的机理.研究表明, 断层的形成改变了局部的应力场条件和加速度特征, 从而使位于断层上盘的楼房发生差异性破坏, 紧邻断层一侧破坏强烈.地震时楼体主梁的破坏是轴向应力和剪应力同时作用造成的.
基于GIS的甘肃省甘谷县地质灾害危险性评价
王磊, 张春山, 杨为民, 孙炜锋, 邱占林, 王涛
2011, 17(4): 388-401.
摘要 (26) HTML (36) PDF (1350KB)(11)
摘要:
在甘肃省甘谷县地质灾害详细调查的基础上, 通过对研究区地质环境条件及地质灾害基本特征分析研究, 选取了历史地质灾害发育程度、地形地貌、工程地质岩组、地质构造、水文条件、植被条件、降雨量、人类工程活动等影响因素, 建立了相应的地质灾害危险性评价指标体系.采用专家评判方法, 基于GIS技术平台, 对甘谷县地质灾害进行了危险性综合评价, 并与定性评价相结合, 最终将研究区划分为高危险区、中危险区、低危险区、极低危险区4个等级, 其中, 高危险区面积为393.19 km2, 占总面积的25.01%, 中危险区面积为544.04 km2, 占总面积的34.61%, 低危险区面积为324.69 km2, 占总面积的20.65%, 极低危险区面积为310.08 km2, 占总面积的19.73%.
重庆某不稳定斜坡变形监测及稳定性分析
陈晓洋, 张宏阳, 冀东, 毛市龙
2011, 17(4): 402-409.
摘要 (18) HTML (2) PDF (1026KB)(3)
摘要:
位于重庆市区的某不稳定斜坡, 其变形区范围内拟进行大规模基坑开挖, 为保证安全施工, 必须准确评价斜坡的稳定性.在现场调查、归纳地质环境条件的基础上, 对不稳定斜坡进行变形监测, 研究斜坡变形特征; 采用FLAC-3D有限差分软件进行数值模拟分析, 将结果与实际变形监测曲线进行对比、拟合, 得到监测点的位移情况, 从而准确了解不稳定斜坡的变形情况; 最后基于极限平衡法和FLAC-3D强度折减法对不稳定斜坡天然状况以及基坑开挖工况下的稳定性进行评价.