逆断层控制构造裂缝发育的力学机制模拟
- 格式:pdf
- 大小:1.30 MB
- 文档页数:9
第21卷第期2016年10月机理窑模式鄂西渝东区构造裂缝发育特征及力学机制图1鄂西渝东区构造单元划分(a )及典型地质剖面(b )地层界线根据1:250万地质图改绘用有限元法进行褶皱的应力场数值模拟,并结合裂缝的野外观察及其发育的构造部位,探讨了褶皱、应力场与裂缝三者的相互关系,以期为认识褶皱区的裂缝发育规律提供现实的和实验的依据。
1地质背景鄂西渝东区地理位置上处在长江以南、乌江以北、建始—彭水断裂以西(图1a ),总面积20600km 2。
区内有一系列的北东向隔档式褶皱带,自西向东包含方斗山复背斜、石柱复向斜、齐岳山复背斜和利川复向斜等四个主体构造单元,区内东南角还包含武隆凹陷和老厂坪复背斜等两个小型构造单元[14-16]。
方斗山复背斜、石柱复向斜和齐岳山复背斜自北而南呈“S ”形展布[15,17]。
区内出露的地层属于扬子地层区,在空间上呈北东—南西向的带状展布。
根据地质图及野外实地观察,地层从老到新有:震旦系上部的灯影组浅海相碳酸盐岩和硅质岩;寒武系下部的粉砂质泥页岩和中上部的碳酸盐岩;奥陶系中下部的碳酸盐岩;上奥陶统五峰组与下志留统龙马溪组下段的黑色、深灰色泥页岩;下志留统龙马溪组上段的黄绿色粉砂质泥页岩及罗惹坪组的灰绿色、浅灰色泥质粉砂岩。
泥盆系和石炭系在研究区已剥蚀殆尽。
震旦系至石炭系仅在齐岳山复背斜东南端的老厂坪复背斜出露(图1a);二叠系底部夹煤线的页岩和中上部厚层的石灰岩、硅质灰岩出露于方斗山复背斜、齐岳山复背斜核部;三叠系下部的碳酸盐岩及中上部的碎屑岩在背斜两翼对称分布,区内大面积出露侏罗系的粉砂岩、砂岩;白垩系及以上地层在区内几乎被全部剥蚀。
参考颜丹平等[11]以岩石单轴抗压强度划分滑脱层的判别标准,本文以岩性为主要依据划分了能干层(相同变形条件下,不宜发生黏性流动)和非能干层,碳酸盐岩、砂岩、粉砂岩层为能干层,泥质岩、页岩层为非能干层。
鄂西渝东区印支运动前以差异升降运动为主,印支运动使全区整体抬升,结束海侵历史,晚三叠世—侏罗纪本区再次沉降,接受了晚三叠世—侏罗纪沉积[15]。
构造建模裂缝预测流体运移分析应力分析软件Apex Solutions Inc.构造建模、裂缝预测、流体运移分析及应力分析软件2DMove 、3DMove、Fracture ModellingFractureAnalysis、IHSE、3DStress2DMove 软件2D Move 二维平衡剖面是恢复和检验地质家概念模型最快捷的途径2Dm ove 是一套功能强大的二维平衡剖面分析工具,它通过一系列分析得出可信、平衡及复原的古构造模型。
它结合埋藏史,在原始地震解释的基础上,使地质家和管理者对研究区构造特征的认识得到深化,并解决解释中存在的不确定性问题。
用户可以方便快捷地评估地质解释方案是否合理,从而使勘探和开发有的放失,以取得更好的效果。
2Dmov e是一套完整的可在局部和区域的尺度上建立、平衡、恢复和分析二维地震解释的工具。
包括局部地壳均衡和挠曲均衡、去压实、时深转换和埋藏史分析等。
无论你是野外勘探者,二维或三维地震数据的解释人员,还是油藏地质家,2Dm ov e都能使您最充分的利用所有数据,并综合所有地质家的观点。
它的确能够严谨而有效的解决所研究地质模型应该会怎样的问题。
● 2Dmove 的主要优点:由于2D move 中灵活的工具箱使用户能够快速开发和分析地质家的思想(地质概念),使2DMove 成为构造合理性验证和构造演化分析的理想选择。
✧ 快速输入、修改地震解释方案,并可与SEGY 地震数据完美联合✧ 快速创建由地震约束的二维构造模型 2Dmove 能确定断层位移的形成历史,去除形变机制的不确定性,圈闭演化及油气聚集期✧对二维构造模型做恢复和正演的构造演化史分析✧预测关键地质事件的发生并确定发生的时间✧确定更准确的断层轨迹和滑脱面深度✧清晰的表达观点,直观再现动力学过程✧检查、修改解释方案并使之合理化,从而识别模型的风险所在,并降低风险。
✧分析工作既可以在微机上进行,也可以在工作站上进行✧完全与工业标准地震解释和构造建模工具包兼容✧重点强调地质思想,并用于解决棘手的地质问题✧为其它模拟工作和3D解释提供有效、合理的数据输入✧使用简单、灵活——界面的友好使你能够立刻掌握并使用✧省时、经济✧只需轻轻一点,2Dmove就可以输出标准的图形和演示图片●2Dmove的特点:✧与LandMark及Geoquest解释包紧密结合✧轻松的剖面创建、修改和数据综合✧地震显示,平面图和测井投影✧数据的数字化输入✧可以综合利用勘探和开发任何阶段的数据;✧剖面创建工具包和交互式的编辑功能可以使用户快速建立解释方案,并对其进行检验和修改✧对一定构造体系范围的构造恢复工作包括:均衡、去压实、剪切、弯滑和其它功能✧与3Dmove的完美兼容,为在复杂地区综合利用二、三维地震资料、野外地质资料以及井数据等建立有效、合理的构造模型提供了独一无二的工作平台✧图形文件动画制作、图象显示和输出比例化图形✧SEGY及图像插入✧高级数据管理功能和对象处理功能使数据能够集成,并对数以万计的对象进行操作✧有了用户可定义倾角数据投影功能,就可以实现平面图到剖面图的互动✧具有倾向数据方位分析工具(在windows平台上可用)2Dmove与3Dmove完全兼容。
摘要大庆长垣构造演化特征研究:基于构造物理模拟分析摘要定量化、立体化、综合化、动态化和模拟仿真等新兴模式广泛的应用于含油气盆地构造以及与油气聚集关系的研究中,新理念、新格架、新序列不断的促进石油构造领域发展。
密切联系石油构造与石油地质学,有利于推动勘探的快速发展,其中新构造观对油气富集规律、油藏形成特点的地质构造背景的研究以及对老油区挖潜和开拓油气新区、新领域、新类型的勘探均具有重要指导作用。
作为松辽盆地中央坳陷区内的二级构造单元之一,大庆长垣占大庆油田总产量的九成以上,因此对于大庆长垣构造演化特征的研究必不可少。
然而,大庆长垣经历了复杂的构造运动,对于其所受构造应力环境、形成机制及构造演化规律存在争议,这些问题都限制了该区域勘探研究工作的进行,因此有必要对大庆长垣的构造几何特征、构造演化特征进行分析研究。
为了更加清楚的认识大庆长垣的构造特征,本文以地震剖面解释以及前人资料为基础,结合成盆动力学、构造地质学以及沉积地质学等基本理论知识和几何分析方法,以构造物理模拟为研究手段,对大庆长垣断裂系统、构造样式和构造演化规律进行系统的分析研究,为下一步的油气勘探工作奠定坚实可靠的基础。
研究取得了符合实际区域构造变形特征的构造地质认识,主要认识如下:(1)大庆长垣整体的构造体系由近NS向大庆长垣、NE向局部构造、NE 向逆断层、NW向正断层和NW向断块组成,是由形态、性质、等级、序列及方向都相异的构造在相同的挤压构造环境下形成的构造带,在空间展布、发生发展及力学机制等方面大庆长垣的各个构造存在相互的联系。
(2)从形成机制出发,结合构造物理模拟实验得出结论,大庆长垣整体为断层型正反转构造,沉降中心形成于断陷期;反转期主要以正向构造为特点,反转期沿先存断层面逆冲活动,从而完成挤压变形产生的缩短。
(3)通过构造物理模拟实验得出结论,并且结合实际形态进行对比,认为大庆长垣地区的断陷总体形态呈NNE条带状,这是由于NNE向的头台-黑鱼泡基底断裂起着主控作用。
《构造地质学》课程笔记第一章绪论一、构造地质学的内涵和构造规模1. 构造地质学定义:构造地质学是地球科学的一个分支,它专注于研究地球岩石圈的结构、构造、形成过程、演化历史以及控制这些过程的动力学机制。
它涉及从微观到宏观尺度的地质现象,包括地层、岩体、断裂、褶皱等。
2. 研究内容详述:(1)地质体的形态、产状、规模和组合特征:研究不同类型地质体的外部形态、空间排列、大小和相互之间的组合关系,如断层、褶皱、节理等。
(2)地质体的形成、演化和改造过程:探讨地质体从形成到改造的整个地质历史过程,包括构造运动、岩浆活动、变质作用等。
(3)地质体之间的相互关系及其在地球动力学过程中的作用:分析地质体之间的相互作用,以及它们在板块构造、地壳运动等地球动力学过程中的角色。
3. 构造规模划分详述:(1)大型构造:涉及整个板块或大陆规模的构造,如板块边界、地槽-地台、造山带等。
(2)中型构造:介于大型和小型构造之间,如区域性的褶皱带、断裂带、火山带等。
(3)小型构造:在更小的尺度上,如单个褶皱、断层、节理、面理等。
二、地质构造的类型和关系1. 地质构造类型详述:(1)原生构造:在岩石形成过程中直接形成的构造,如层理、波痕、泥裂等沉积构造。
(2)次生构造:岩石形成后,在后期地质作用下形成的构造,如褶皱、断层、节理等。
(3)复合构造:原生构造和次生构造相互叠加、改造形成的复杂构造,如叠加褶皱、复合断层等。
2. 地质构造之间的关系详述:(1)成因关系:不同构造之间的成因联系,如断层活动可能导致褶皱的形成。
(2)时间关系:不同构造形成的时间顺序,如先形成断层,后形成褶皱。
(3)空间关系:不同构造在空间上的分布和排列方式,如断层与褶皱的相互切割关系。
三、构造分析的基本方法1. 地质观察详述:(1)观察地质体的形态、产状、规模、组合特征:通过野外实地观察,记录地质体的各种特征。
(2)使用地质罗盘、GPS等工具进行精确测量:测量地质体的产状、方位等参数。
岩石力学参数对裂缝发育程度的影响岳喜伟;戴俊生;王珂【摘要】弹性模量( E)、泊松比(μ)及密度(ρ)是岩石的重要力学参数,当其他条件一致时,在一定程度上影响着裂缝的发育。
以塔里木盆地某气田为研究区,在造缝期古应力场分析的基础上,利用储层裂缝数值模拟技术,计算得到储层裂缝孔隙度;再以裂缝孔隙度为指标,分析岩石力学参数对裂缝发育程度的影响。
研究结果表明,裂缝孔隙度随弹性模量的增加而增大,同等应力条件下,弹性模量越大,裂缝孔隙度越高,破裂程度越大;泊松比小于0�2时,裂缝孔隙度随泊松比增加而逐渐下降;泊松比超过0�2后,裂缝孔隙度随泊松比增加而逐渐增大;岩石密度对裂缝孔隙度的影响不大,基本上可以忽略。
%Elasticity Modulus, Poisson Ratio and density are key mechanical parameters of rocks. They have effect on development of fracture with other conditions unchanged. The study area of this paper is a gasfield in Tarim Basin. Based on the analysis of palaeo⁃stess field, we calculate the porosity of reservoir fracture through numerical simulation technique. Then we use the fracture porosity as index, and analyze the rock mechanics parameters influence on fracture development. The results show that with the elasticity modulus increasing, the fracture porosity increase, the lager the elasticity modulus the easierfor rocks to rupture under the same stress; and when the Poisson Ratio is less than 0�2, with the Poisson Ratio increasing, the fracture porosity decrease;the Poisson Ratio is larger than 0�2, with the Poisson Ratio increasing, the fracture porosity increase. In addition, fracture porosity is not affected by rock density and can be ignored.【期刊名称】《地质力学学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】7页(P372-378)【关键词】弹性模量;泊松比;密度;裂缝孔隙度;数值模拟【作者】岳喜伟;戴俊生;王珂【作者单位】中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TU454储层构造裂缝是油气田勘探开发的重要研究内容。
我国采动地裂缝形成机理研究进展1. 本文概述随着我国城市化进程的加快和矿产资源开发的深入,采动地裂缝问题日益凸显,对城市安全、生态环境和人民生活造成了严重影响。
采动地裂缝是指在矿产资源开采过程中,由于地下岩层的应力状态发生改变,导致地面出现的裂缝现象。
本文旨在系统梳理我国采动地裂缝形成机理的研究进展,分析现有研究成果的优势与不足,为今后相关研究和实践提供理论依据和技术支持。
本文将对采动地裂缝的定义、分类及其在我国的主要分布区域进行概述,明确研究的对象和范围。
本文将详细回顾和总结我国采动地裂缝形成机理的研究历程,包括早期基于地质力学的研究和近年来结合遥感技术、数值模拟等手段的多学科交叉研究。
接着,本文将对现有的研究成果进行梳理,分析各种形成机理的合理性、适用范围及其在实践中的应用情况。
本文还将探讨当前研究中存在的问题和挑战,如监测数据的不足、模拟方法的局限性等,并展望未来的研究方向,如大数据分析、人工智能等技术在采动地裂缝研究中的应用前景。
通过本文的研究,旨在为我国采动地裂缝的防治工作提供科学依据,促进矿产资源开发与环境保护的协调发展。
2. 采动地裂缝的基本概念与特征采动地裂缝,也称为采矿引起的地面裂缝,是指在地下矿产资源开采过程中,由于岩体的应力重新分布和变形,导致地表产生的裂缝现象。
这一现象在煤炭、金属矿等地下资源开采过程中尤为显著,它不仅影响了地面的生态环境,还可能对周边的建筑设施和人民生命安全构成威胁。
采动地裂缝的形成是一个复杂的地质过程。
地下开采活动破坏了岩体的原始应力平衡状态,使得周围的岩体产生应力集中或释放。
当应力积累到一定程度,超过岩体的强度极限时,岩体会发生破坏,形成裂缝。
随着开采活动的进行,采空区的体积逐渐增大,上覆岩层的重量使得采空区上方的岩层产生弯曲和下沉,进一步加剧了裂缝的形成和扩展。
采动地裂缝的特征主要表现在以下几个方面:一是裂缝的走向和分布与采空区的位置、形状和大小密切相关,往往呈现出一定的规律性二是裂缝的宽度和深度受到多种因素的影响,如岩体的性质、开采方式、开采强度等三是裂缝的发育过程具有动态性,随着开采活动的进行,裂缝可能不断扩大或延伸,甚至可能诱发地表塌陷等更为严重的地质灾害。