简介:线性弹性断裂力学(LEFM)被广泛应用于水力压裂设计和评价。有很多压裂作业的结果与基于LEFM的模型模拟结果并不一致,对这类水力压裂作业中的非线性和塑性效应已开展过多项研究。大部分针对LEFM在岩石和准脆性材料(如混凝土)中的应用研究仅限于LEFM在测量断裂韧性的室内试验中的应用。这些研究发现,LEFM不是描述准脆性材料断裂特性的有效工具。运用已发表文献中有关原地应力状态和巴奈特页岩力争性质的大量数据,本文重点研究了LEFM在水力压裂研究中的适用性。LEFM已成功应用于金属材料,有关其应用的局限性已开展过研究,而且这些研究结果已反映在ASTM标准中。在本文中,我们运用相同的方法研究了LEFM在巴奈特页岩水力压裂处理中的适用性。首先,为了有一个总体的概念,我们研究了不同的断裂方式,以找出静水孔隙压力和超高压储层条件下的边界应力。其次,运用近裂纹尖端解和全应力分布解定义和描述了过程区域(processzone)和奇异性主导区域(singularity—dominatedzone)。然后,根据全应力场分布,计算剪切过程区域和拉伸过程区域,并将其与奇异性主导区域的大小进行比较。最后,基于奇异性主导区域和过程区域的相对大小得出结论:LEFM不能精确描述巴奈特页岩的水力压裂特性。
简介:页岩动态弹性的应力相关性和各向异性对于许多物探应用手段都非常重要,比如地震解释、流体检测和4D地震监测等。采用Sayers—Kachanov&式建立了一个横向各向同性(TI)介质的新模型,采用四个具有物理意义的参数来描述所有五个弹性系数的应力敏感性特征。利用该模型对从实验室测量结果和文献中获取的约20个页岩样品的弹性进行了参数化。四个拟合参数,即单裂缝的比切向柔量、法向柔量与切向柔量之比、特征压力、裂缝定向各向异性参数,显示与页岩样品的埋深呈中等到良好的相关性。随着深度增加,切向柔量呈指数下降。就多数页岩而言,裂缝定向各向异性参数普遍随深度增加而增强,说明裂缝在层面上的定向排列更加明显。在2500m埋深以浅,法向柔量与剪切柔量之比以及特征压力随深度增大而降低,而在2500m~3600m埋深之间,它们转而呈上升趋势。本文提出的模型有助于评价横向各向同性介质的5个弹性柔量的应力相关性,即便它们中仅部分参数是已知的。例如,根据测井数据可以重建页岩5个弹性柔量的应力相关性。
简介:油气的成本效益和有效生产取决于准确的油藏描述和储层评价,而油藏描述和储层评价取决于所使用的岩石物理模型。涎水浊积砂岩地层的薄层性质使得这种砂-泥层序地层的岩石物理评价愈加困难,尤其是当泥质是以分散泥质和结构泥质或离散层存在时更是如此。为了预测油藏动态,了解储层中的泥质分布性质是必要的。采用Thomas-Stieber交会图是一种常用方法,它常与自然伽马和孔隙度资料一起使用来确定泥质分布。据我们所知,还没有根据地层各向异性测量值来评价泥质分布的方法。层状砂-泥岩地层是用宏观各向异性来描述的。多分量感应仪器和交叉偶极横波声波测井仪能给出地层宏观各向异性的直接测量,提供描述泥质分布的其它信息。在本文中,我们从理论上和用实际资料探索由测井资料得出的弹性性质计算出地层的宏观各向异性。我们已经研究出一种模型,它能够正演计算出弹性波速度和各向异性比。弹性波速度和各向异性比是砂岩-孔隙度、层状泥质含量和分散泥质含量、砂岩骨架弹性性质和泥质弹性性质的函数。我们的计算结果清楚地表明:●孔隙度和泥质含量对纵、横波速度有不同的影响;●横波速度强烈地依赖于泥岩分布,而具有不同极化度的横波速度上的差异可能与泥质分布(层状或分散、结构)有关;●纵波速度对泥质分布不敏感;●纵、横波速度比主要受孔隙度和泥质含量的控制;这也许可以用一个简单的体积控制的关系式解释Castagna的“泥岩-线”成立。我们已经对深水沉积环境资料进行分析。我们发现根据这种横波方法能够识别层状泥质地层和分散泥质地层,给出砂岩储层性质评价。各种弹性性质与泥质含量(由核测井曲线得到)的交会图证实了层状泥质和分散泥质的分离类似于经典的T
简介:南里海盆地是三叠纪以来欧亚板块、印度板块、阿拉伯板块以及多个小板块之间相互作用的结果。在晚三叠世-早侏罗世,有多个小板块拼贴到欧亚古陆边缘,使古特提斯洋关闭。到侏罗-白垩纪,在庞蒂得斯(Pontides)、外高加索和伊朗板块以南的这一新的陆缘上发生了北倾的俯冲作用。这个俯冲带的海沟拉张(trench-pulling)效应引起了裂谷作用,产生了大高加索-原型南里海的弧后盆地,其宽度在晚白垩世-古近纪初达到了最大值。在始新世,小高加索、萨南达季(Sanandaj)-锡尔詹(Sirjan)和莫克兰(Makran)等板块被缝合到外高加索-塔莱什(Talesh)-南里海-卢特(Lut)板块体系之上。俯冲带则跳跃至西徐亚(Scythian)-图兰(Turan)板块边缘。南里海在渐新世-新近纪经历了重新组合。南里海微陆块(SCM)的向北移动导致了SCM和厄尔布尔士(Alborz)板块之间的裂谷作用。南里海盆地的西南部发生了重新开启,而其西北部的规模则逐渐缩小。在渐新世-早中新世,在南里海盆地沉积了迈科普(Maikop)组烃源岩。印度和卢特板块与欧亚板块的碰撞导致了中亚地区的变形,并产生了北西-南东向的扭断层体系。侏罗-白垩纪弧后体系消亡洋壳的残余部分以及第三纪的消亡洋壳,都被锁定在邻近的大陆板块和造山带之间。在上新世-第四纪堆积的厚层磨拉石型沉积物不但提供了储集岩,还为烃源岩的埋藏和成熟创造了条件。
简介:研究表明,闽西-赣南地区存在一个后碰撞造山的早、中侏罗世陆相盆地带。东起福建永定,经江西寻乌到龙南,断续延伸250km,宽约60—80km。受后期构造破坏和花岗岩浆侵入的影响,现呈肢解散碎的残留盆地面貌。盆地边界特征和盆区岩层的节理测量统计结果反映该区经历过一个非常复杂的演化过程。第一期为晚三叠世-早侏罗世近S—N向的水平挤压,推测和后碰撞造山期的区域构造背景有关;第二期从早侏罗世晚期开始,由原先S—N向的水平挤压转变到S—N向的垂向挤压、近E—W向水平伸展,揭示出本区裂谷盆地的深部原因;第三期为区域规模的晚侏罗世-早白垩世SE—NW方向挤压,推测与太平洋板块的远程效应有关;第四期为晚白垩世开始的近E—W向挤压、W—N向伸展,对应于发育在整个中国东部地区的强烈伸展断陷盆地作用。中侏罗世强烈的拉张-断陷作用导致盆区大量双峰式火山岩的喷发,其基性端员玄武岩的锆石溶解U—Pb年龄为170±1Ma,酸性端员流纹岩Rb—Sr等时线年龄为179Ma~165±2Ma。在岩石地球化学特征上,流纹岩具有高的SiO2、Al2O3、K2O含量,ANKC值>1.1;轻稀土富集、稀土总量高,铕亏损,具明显Eu负异常;富集Rb、Th,贫化Ba、Ti、P、bib、Zr等特点,属富钾过铝火山岩类。与之共生的玄武岩则以富硅贫碱为特征,轻稀土轻度富集,铕异常不明显;弱富集Rb、Ba、Th、Ce,贫Nb、Zr、Y,配分样式呈上凸型,属拉斑系列玄武岩类。反映一种后造山的陆内裂谷环境。闽西-赣南地区盆山格局的形成经历过多期地球动力学演化:前中生代近E-W向古亚洲构造域的基底阶段,晚三叠世到早侏罗世的陆相磨拉石前陆盆地阶段,早侏罗世晚期-中侏罗世早期的裂谷盆地阶段,晚侏罗世-早白垩世太平洋构造域对本区的置换和改造阶段,包括早期的火
简介:采用高阶交错网格有限差分法算子构建了各向异性介质多分量弹性波动方程的高精度正演模拟和叠前逆时深度偏移的数值离散方程,在正演过程中采用最大绝对振幅能量法实现各向异性介质多分量初至旅行时的计算,并以此作为多分量双程弹性波叠前逆时成像条件,同时给出计算所需的稳定性条件、多分量叠前逆时成像的基本原理、吸收边界条件等,采用凹陷模型合成了共炮点道集,并进行多分量双程各向异性弹性波叠前逆时成像研究,并与对正演炮集进行多分量各向同性叠前逆时成像结果进行对比。计算结果表明,考虑了各向异性弹性波场的矢量特性,能够更为准确地实现叠前多分量弹性波场的成像问题,使地质层位中的断层、断点等复杂目标成像更加清晰准确,并且偏移成像精度较高,因此开展各向异性叠前逆时成像可为当前高精度岩性地震勘探提供方法指导。