关键词： 侏罗系   砂岩泥岩互层岩体   流变特性   嵌固效果  

摘要： 滑坡常见的自然灾害之一,也是斜坡破坏类型中分布最广、危害最严重的一种地质灾害,给世界人们带来了极大的危害。我国幅员辽阔,地质条件十分复杂,山区丘陵地貌广布,滑坡分布十分广泛,是世界上受滑坡危害较为严重的国家之一。抗滑桩是治理滑坡的主要手段之一,它具有布设灵活、施工简便、抗滑能力强以及使用条件广等特点,因此被广泛应用于滑坡治理工程中。抗滑桩穿过滑体,嵌入滑床基岩,通过基岩对抗滑桩的抗力(嵌固力)来平衡滑体产生的下滑力,以达到提高滑坡稳定性的目的。因此,嵌固段岩体的强度直接影响抗滑桩的嵌固效果。岩石流变是常出现于岩体中的一种现象,它会影响岩体的强度,这种影响发生在滑坡基岩中,就会对抗滑桩的嵌固效果造成影响,进而影响治理后滑坡的长期稳定性。三峡工程是目前世界上最大的水利枢纽工程,库区已发现大量大规模的滑坡和崩塌体。三峡库区内滑坡发育地层多为侏罗系地层,且分布较为广泛。侏罗系砂泥岩互层岩体为该地区主要岩性,在滑坡演化过程中互层岩体会发生蠕变现象,出现应变损伤,随着时间的增长,导致岩体强度降低。对于三峡库区治理后的滑坡,抗滑桩嵌在发生流变的基岩岩体中,岩体强度降低会对抗滑桩的嵌固效果产生影响,从而使得治理后滑坡的稳定性受到影响。因此,对于三峡库区,在抗滑桩设计中,考虑基岩岩体的流变特性对抗滑桩嵌固效果的影响,对于评价库区治理后滑坡的长期稳定性是十分必要的。鉴于此,本文以三峡库区侏罗系砂岩、泥岩为研究对象,对砂岩、泥岩进行不同围压下的三轴流变试验,研究砂岩、泥岩的流变特性;建立砂岩、泥岩的流变模型,研究侏罗系砂岩、泥岩的长期强度;推导得到侏罗系砂泥岩互层岩体的流变本构方程;建立考虑嵌固段互层岩体流变特性的滑坡-抗滑桩体系理想模型,分析嵌固段岩体流变特性对抗滑桩嵌固效果的影响。最终,为侏罗系地层滑坡-抗滑桩体系的长期稳定性评价以及抗滑桩的优化设计提供依据。主要的研究内容和研究成果如下:(1)侏罗系砂岩、泥岩瞬时力学特性试验研究通过室内基本物理力学试验对砂岩、泥岩进行了基本物理性质的研究,通过室内常规单轴、三轴压缩试验,得到相应的应力-应变曲线,分析曲线得到两种岩石试样在单轴压缩和三轴压缩试验条件下的变形特征均可分为四个阶段即:孔隙裂隙压密阶段、弹性变形至微破裂稳定发展阶段、非稳定破裂发展阶段和破坏后阶段。两种岩石试样在单轴压缩和三轴压缩试验条件下破坏试样的破坏形式不同:在单轴压缩条件下岩石试样主要为脆性断裂破坏,而在三轴压缩条件下岩石试样的破坏形式主要为剪切破坏。根据试验过程中变形模量随应力的变化,得到试样在不同围压下的屈服应力;根据摩尔库伦强度准则,分别计算得到了两种岩石试样的短期抗剪强度参数,为之后的岩石流变特性的分析和流变模型的建立以及长期强度的计算提供了基础材料。砂岩的弹性模量大约是泥岩的2倍,对于砂泥岩互层岩体来说,会出现由于弹性参数不匹配而导致的应变不协调的现象。(2)侏罗系砂岩、泥岩流变力学特性试验研究采用分级加载的方法分别对砂岩、泥岩进行了室内岩石三轴流变试验。基于得到的岩石三轴流变试验结果,研究了岩石在不同围压下的应变随时间的变化规律。岩石流变全过程分为三个阶段:减速流变阶段,等速流变阶段和加速流变阶段,当轴向偏应力小于岩石屈服强度时,岩石只发生减速流变阶段和等速流变阶段;轴向偏应力大于屈服应力时,岩石流变还会经历加速流变阶段且加速流变阶段的流变应变占总流变应变的主要部分。流变作用下的应力-轴向应变曲线可以划分为四个阶段:孔隙裂隙压密阶段、弹性变形阶段、裂隙发展阶段和宏观破裂阶段。相同轴向偏应力作用下,围压越大,岩石的流变应变越小,稳态阶段的流变速率越小,说明围压对岩石流变变形有抑制作用。相同围压下,轴向偏应力越大,岩石试样进入稳态流变阶段时的流变速率越大。不同围压作用下,每级应力施加的瞬间,岩石试件均会产生较大的瞬时弹性应变;相同围压下,瞬时弹性应变和瞬时弹性模量均随着轴向偏应增大而增大。砂岩在稳态流变阶段的流变速率小于泥岩在稳态阶段的流变速率,在三轴应力状态下,泥岩相对于砂岩表现出较强的流变能力。(3)侏罗系砂岩、泥岩非线性流变本构模型的建立建立了岩石的非线性粘弹塑性流变本构模型描述砂岩、泥岩流变力学响应特征规律。以双曲线理论为基础,改进了Burgers模型,改进后的Burgers模型可以很好地描述砂岩瞬时弹性模量与轴向偏应力的线性关系,以及岩石的粘弹性流变特征。建立了非线性粘塑性模型,来描述加速阶段流变特性。通过验证证明建立的粘弹塑性流变模型可以全面,准确的表现岩石的全过程流变应变特征。应用弹塑性理论,采用广义米塞斯准则,建立了岩石三维流变模型,为后续互层岩体的流变模型的建立以及Abaqus有限元软件的二次开发提供了理论保证。认为长期强度是使岩石稳态流变速率为零的临界应力值,利用建立的流变模型,得到稳态流变速率与应力

关键词： 沉积微相   储层特征   三工河组   阜东斜坡区   准噶尔盆地  

摘要： 在薄片、岩心观察及物性资料统计的基础上,对准噶尔盆地阜东斜坡区侏罗系三工河组砂岩的岩石学、沉积学和储层物性特征及其主要控制因素进行了详细研究。结果表明,阜东斜坡区储层的沉积微相和物性分别为:辫状河三角洲前缘水下分流河道微相,孔隙度平均值达到12.79%,渗透率平均值为17.61×10^(-3)μm^2;辫状河三角洲前缘席状砂微相,孔隙度平均值达到8.71%,渗透率平均为0.078×10^(-3)μm^2;辫状河三角洲前缘水下分流河道间微相,其孔隙度平均值为5.79%,渗透率平均值为0.34×10^(-3)μm^2。此外,泥质杂基含量和后期成岩作用等对三工河组储层的形成也具有重要影响,其中泥质杂基含量越高,储层物性越差;成岩作用则主要以破坏性的压实作用为主。综合阜东斜坡区三工河组沉积微相及其储层特征研究认为沉积微相对储层起主要控制作用,成岩作用为辅。其中,辫状河三角洲前缘水下分流河道微相物性最好,辫状河三角洲前缘席状砂微相物性次之,辫状河三角洲前缘水下分流河道间微相物性较差。

关键词： 莫索湾凸起   不整合面   红褐色砂泥岩段   层位划分   头屯河组   水下分流河道  

摘要： 莫索湾凸起南斜坡侏罗系与白垩系不整合面之下红褐色砂泥岩段油气显示活跃,中石化矿区已有多口井在这套地层获高产工业油流,并因此发现永进油田,但这套红褐色砂泥岩段的层位归属一直存在争议。以最新二维地震资料为基础,通过井震联合标定,开展研究区二维和三维连片精细地震地质解释,结合岩心及显微镜下微观特征的对比分析,认为在莫索湾凸起侏罗系顶部广泛发育的红褐色砂泥岩段应划归为中侏罗统头屯河组。层位的重新厘定明确了头屯河组为研究区的主要目的层,具备大规模成藏的条件,指明了莫索湾凸起南斜坡下一步勘探方向。

关键词： 陕北斜坡   天环坳陷   两找一打   上岸探边   旋回对比  

摘要： 鄂尔多斯盆地陕北斜坡-西缘断褶带侏罗系蕴藏着丰富的油气资源,受沉积特征的影响,侏罗系油藏规模小,砂体变化快,建产风险大。本文以鄂尔多斯盆地陕北斜坡-西缘断褶带侏罗系油藏为研究对象,从油藏的形成、特点、古地貌刻画等多个方面系统的阐述了侏罗系油藏建产的主体技术,本文的思路及技术对盆地其他地区同类油藏的建产具有现实的指导和借鉴意义。

关键词： 岩性油气藏   碎屑岩储层   沉积体系   成岩作用   孔隙演化模式  

摘要： 三工河组碎屑岩储层是新疆油田公司阜东斜坡区岩性油气藏的主力产层之一，目前已经在该层位获得工业油流井7口，油气显示井11口，但是关于其完整的沉积体系、主要的成岩作用特征、深埋藏优质储层成因机理、储层主控因素和优质储层的分布，尚无系统的研究，致使在勘探开发过程中无法对区块进行整体把控。本论文综合运用了储层沉积学、有机地球化学、岩石矿物学和石油地质学方法，充分利用了露头、岩心、铸体薄片、扫描电镜、录井、测井和X射线衍射等分析手段，旨在建立侏罗系三工河组储层完整的沉积体系，查明其成岩作用特征和孔隙演化模式，查清深部优质储层发育机理，最后确定储层主控因素从而预测有利砂体平面分布和孔隙度平面分布。\n 阜东斜坡区侏罗系三工河组主要发育辫状河三角洲沉积，以三角洲前缘水下分流河道和席状砂沉积为主，三角洲平原沉积及三角洲前缘水下分流河道间沉积物较为少见。研究区储层以粗砂岩和中砂岩为主，成分成熟度低，结构成熟度中等，砂岩以长石砂岩和长石岩屑砂岩为主;储层非均质性较强，储层物性条件为中等—较差，孔隙类型以粒间孔和粒内溶孔为主。研究区成岩作用主要包括压实作用、胶结作用和溶蚀作用，压实作用是影响储层物性最主要的成岩作用，造成原始孔隙度的损失率40％～80％，胶结作用也导致储层物性变差，造成原始孔隙度的损失率20％左右，溶蚀作用形成的粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝既是良好的储集空间，也是油气运移的通道，对储层物性具有明显的改善作用。研究区三工河组3600-4300m层段优质储层即是溶蚀作用的结果:烃源岩热解提供了有机酸，微裂缝、构造裂缝和不整合面提供了有机酸运移的通道，储层中的长石颗粒和碳酸盐胶结物是被溶蚀组分。储层物性受沉积环境和成岩作用的共同控制，以沉积环境为主，有利砂体分布在水动力条件较强，且稳定性较好的辫状河三角洲前缘水下分流河道微相灰色粗砂岩和中砂岩中。

关键词： 自生绿泥石   头屯河组   侏罗系   砂岩储层   阜北斜坡   准噶尔盆地  

摘要： 准东阜北地区属于典型的陆相缓坡,侏罗系头屯河组是阜北斜坡带重要的勘探层系之一,受到了人们的普遍关注。多年来,诸多学者对准噶尔盆地侏罗系物源及沉积相获得了较多认识,对该地区储层中自生粘土矿物环边的研究较少,头屯河组地层砂岩中广泛发育自生绿泥石胶结物,据X衍射、铸体薄片观察及扫描电镜分析等一系列测试手段分析可知,阜北地区头屯河组砂岩中粘土矿物环边十分发育,大都以绿泥石环边为主。自生绿泥石是砂岩储层中常见的成岩矿物,为了进一步丰富碎屑岩储层粘土矿物研究成果,并对阜北地区侏罗系头屯河组下一步油气勘探提供重要地质依据。通过岩心采样观察、铸体薄片、扫描电镜、X衍射、核磁共振等测试分析手段,对准噶尔盆地阜北地区头屯河组砂岩储层中自生绿泥石胶结物的产状、成因及其对储层物性的影响进行了深入研究。研究结果表明:(1)阜北地区头屯河组砂岩储层常见自生绿泥石胶结,形成于早成岩阶段早期,主要以孔隙衬里式胶结产出;(2)阜北地区头屯河组砂岩岩屑含量很高,以来自北东方向的火山岩岩屑及凝灰岩岩屑为主,为自生绿泥石包膜的形成提供了物质来源,储层中的绿泥石环边胶结物是由孔隙水直接沉淀和火山岩岩屑及凝灰岩岩屑在一定条件下经历蚀变两个原因形成;(3)头屯河组自生绿泥石包膜对于提高岩石的机械强度和抗压实能力有限,且只有当自生绿泥石环边呈连续分布且有一定厚度时,才能通过抑制石英成核而抑制石英的次生加大,自生绿泥石环边在保留更多原生孔隙的同时,也占据了原生孔隙而形成晶间孔,但明显堵塞喉道,导致储层渗透率降低;(4)定量统计结合物性数据分析发现,头屯河组自生绿泥石包膜厚度临界值为8μm,当包膜厚度<8μm时,随着自生绿泥石包膜厚度增大,对压实作用的减缓能力越强,且能够有条件的抑制自生石英的生成,储层物性越好;一旦包膜厚度>8μm,包膜对喉道的堵塞占据主导地位,自生绿泥石包膜厚度与储层物性呈明显负相关,不利储层发育。

关键词： 准噶尔盆地   阜东斜坡区   侏罗系   层序地层格架   沉积特征  

摘要： 为认识准噶尔盆地阜东斜坡区侏罗系层序地层及沉积体系展布,根据层序地层学理论,综合地震、测井、录井及岩心资料,并结合各层序井—震联合标定,对准噶尔盆地阜东斜坡区侏罗系进行层序地层划分,建立层序地层格架。结果表明:在该地区共识别3个二级层序界面和5个三级层序界面,划分7个三级层序;二级层序界面对应侏罗系顶、底界面及西山窑组沉积末期;三级层序自下而上对应八道湾组下段、八道湾组上段、三工河组、西山窑组、头屯河组、齐古组及喀拉扎组地层;根据层序地层结构特征,将7个三级层序分为二分层序、三分层序和四分层序3种类型。该地区沉积相类型主要包括扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲、辫状河—曲流河和湖泊相,其中辫状河三角洲相是主要沉积相类型。SQ1—SQ6层序格架内,沉积相演化依次表现为扇三角洲(八道湾组,即SQ1—SQ2)—辫状河三角洲(三工河组,即SQ3)—曲流河三角洲(西山窑组,即SQ4)—辫状河—曲流河(头屯河组,即SQ5)—曲流河(齐古组,即SQ6)的演化序列,整体上侏罗系形成一套正旋回,粒度自下而上由粗逐渐变细。综合分析各层序地层特征及沉积体系展布规律,为寻找优质储集砂体、确定有利勘探方向提供重要证据。

关键词： 阜东斜坡区   齐古组   高分辨层序地层   基准面旋回   岩相古地理   储层预测  

摘要： 准噶尔盆地东部阜康凹陷东部斜坡区上侏罗统齐古组是重要勘探层系,被认为是该区岩性地层油气藏勘探的有利接替对象。以高分辨率层序地层学理论为指导,利用露头、钻井岩心、测井及地震资料对准东阜东斜坡区齐古组进行了高分辨率层序地层研究,划分出1个长期、3个中期及8个短期旋回层序。其中的中期旋回包含有3种基本旋回结构,有利储集体发育的砂体往往出现在旋回初期。短期旋回包含有5种基本旋回结构。在高分辨率等时地层格架内,对相当中期旋回层序的3个岩性段进行层序岩相古地理特征描述,认为岩相古地理演化主要受构造运动影响,具有三角洲前缘亚相分布范围逐渐变小、而三角洲平原亚相分布范围逐渐扩大的进积特点,以三角洲平原亚相向前缘亚相延伸的分流河道为有利储层发育的沉积微相。

关键词： 准噶尔盆地   阜东斜坡   侏罗系   头屯河组   横向运移   石油地质  

摘要： 准噶尔盆地阜东斜坡侏罗系头屯河组油藏是最近几年发现的新油藏,原油横向运移研究极少.在对阜东斜坡侏罗系地层特征和储层物性特征分析的基础之上,结合油源对比和油油对比地化研究,综合分析了原油的二次运移.结果表明:阜东斜坡侏罗系头屯河组原油主要来自西部阜康凹陷的中-下侏罗统和中二叠统烃源岩的混源,原油自西向东对侏罗系头屯河组储层进行充注.头屯河二段的地层厚度、砂地比、孔隙度和渗透率条件均好于头屯河三段和头屯河一段,可能为主要的油气横向运移的输导层.

关键词： 泌阳凹陷   储层预测   属性分析   地层体切片   “悬挂式”岩性圈闭  

摘要： 泌阳凹陷斜坡内带紧邻生油中心,多砂体交汇,具有形成岩性油藏的优越条件。在分析该区油藏特征的基础上,建立了"近源聚集,联合控圈,叠合连片"的断层-岩性油藏成藏模式,即斜坡内带一系列雁列式断层与指状砂体配置,形成"悬挂式"断层-岩性圈闭模式;该区油藏规模小,油层厚度薄、平面变化快,常规手段难以识别。针对这些问题,应用叠后提频处理及基于参考标准层的地层体切片技术来连续提取和动态解释储层空间变化的技术思路,理清了该区砂体演化特征,准确刻画了砂体边界。钻探证实了砂体边界与地震属性异常预测范围吻合,先后在该区发现多个富集的断层-岩性油藏。