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李四光对地质力学(Geomechanics)的开创性贡献——纪念李四光诞辰135周年 被引量：1
1
作者 童亨茂 《地质力学学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
中国学术界熟知李四光创立了地质力学,但学术界对该“地质力学”的理解还存差异,部分学者对李四光创立Geomechanics(地质力学)还存在疑问,导致对李四光学术贡献的理解存在偏颇,对李四光创立的“地质力学”和国际上使用的“geomechanics... 中国学术界熟知李四光创立了地质力学,但学术界对该“地质力学”的理解还存差异,部分学者对李四光创立Geomechanics(地质力学)还存在疑问,导致对李四光学术贡献的理解存在偏颇,对李四光创立的“地质力学”和国际上使用的“geomechanics”属于同一术语还明显存在争议,这或多或少地影响地质力学(Geomechanics)术语的使用和该学科的发展。笔者在长期从事地质力学研究实践的基础上,通过对李四光地质力学著作(尤其是李四光1945年版的《地质力学之基础与方法》一书)的系统研读和分析,结合深入的调研分析,确认李四光不仅创立了地质力学(Geomechanics),而且对地质力学及构造变形力学分析有一系列开创性贡献,如提出主应力平面和主应力的概念;把摩尔圆引入构造变形力学分析;建立了广义胡克定律的解析表达式等。在此基础上,简要评述了李四光创立的地质力学,并简要回顾了地质力学的发展历史并展望其发展前景。该文在李四光诞辰135周年之际完成,以此纪念其对地质力学的开创性贡献。 展开更多
关键词 李四光 地质力学 构造变形力学分析 构造体系
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深部煤岩储层地质力学影响机制及控制因素——以鄂尔多斯盆地大吉区块为例
2
作者 闫霞 熊先钺 +7 位作者 徐凤银 喻岳钰 李曙光 王峰 刘敬寿 冯延青 唐志潭 魏振吉 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2550-2566,共17页
深部煤层岩石力学特性及微构造、顶底板岩性组合、煤层厚度、夹矸厚度对其应力影响机制不清,制约了差异化气藏工程设计、大规模压裂改造设计参数优化和单井产量的大幅提升。首先,采用三轴抗压试验、巴西劈裂试验、三轴抗剪试验及阵列声... 深部煤层岩石力学特性及微构造、顶底板岩性组合、煤层厚度、夹矸厚度对其应力影响机制不清,制约了差异化气藏工程设计、大规模压裂改造设计参数优化和单井产量的大幅提升。首先,采用三轴抗压试验、巴西劈裂试验、三轴抗剪试验及阵列声波测井曲线,探究静态岩石力学参数单井分布特征;然后,通过差应变试验方法明确研究区煤层、顶底板现今地应力大小;最后,基于力学试验结果,构建三维地质力学模型并开展了不同条件下的应力模拟,以获得不同微构造形态、岩性组合、煤岩厚度和夹矸厚度等因素对深部煤储层的应力影响机制。结果表明:①基于岩石力学试验,研究区深部煤岩样品的煤岩平均弹性模量为7.19 GPa,平均泊松比为0.32,平均抗张强度为2.68 MPa,平均垂向应力为51.78 MPa,平均最大水平主应力为43.66 MPa,平均最小水平主应力为37.57 MPa。②数值模拟表明煤岩微构造、煤层厚度和顶底板岩性组合等对煤岩地应力均有较大影响,在相同顶底板条件下,煤层从正向微构造向负向微构造转变的过程中,煤层最小水平主应力逐渐增大,负向构造部位地应力大于正向和平缓微构造部位,随着煤层与围岩力学性质差异性的增大,煤层地应力呈减小趋势,且减小幅度依次为负向构造>正向构造>平缓区;③鄂尔多斯盆地深层8号煤的6种顶底板岩性组合中,顶板灰岩-底板砂岩组合下的煤岩最小水平主应力最小,顶板泥岩-底板泥岩组合下的煤岩最小水平主应力最大,顶底板与煤层力学性质相差越大,煤岩应力值越小;④其他条件相同时,随着煤层厚度的增大,煤岩水平主应力、水平主应力差总体呈增加趋势,厚度变化对厚度小于4 m的薄煤层的应力影响更为敏感,当煤层厚度大于4~6 m后,水平主应力、水平主应力差增幅趋于平缓,故建议水平井开发的深部煤层厚度下限为4 m;煤层厚度从2 m增大至10 m,最小、最大水平主应力增幅分别为12.9%和23.3%,水平主应力差增幅达98.3%;⑤夹矸厚度从0.5 m增至7 m过程中,夹矸所受水平主应力及应力差下降幅度明显,降幅约为34.1%,当夹矸厚度大于3 m时,夹矸水平主应力、水平主应力差降幅趋于平缓。为深部煤层气开发方案优化设计、工程差异化设计及单井产量差异原因分析等方面,提供了重要的试验和理论指导依据。 展开更多
关键词 深部煤层气 岩石力学 地质力学 岩性组合 微构造 夹矸 地应力 鄂尔多斯盆地
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青藏高原典型冰岩崩灾害机理及地质力学模式
3
作者 汤明高 赵欢乐 +6 位作者 许强 李广 冉旭 喻永恒 钟益华 郭道静 朱星 《地质力学学报》 北大核心 2025年第5期940-959,共20页
青藏高原日益频发的冰岩崩灾害对人类生命、重大工程等构成严重威胁。为深入揭示冰岩崩成因机理、填补地质力学模式分类空白,采用工程地质和地质力学方法分析得出,青藏高原冰岩崩是特殊地理、地质和气候环境下斜坡变形破坏的产物。高陡... 青藏高原日益频发的冰岩崩灾害对人类生命、重大工程等构成严重威胁。为深入揭示冰岩崩成因机理、填补地质力学模式分类空白,采用工程地质和地质力学方法分析得出,青藏高原冰岩崩是特殊地理、地质和气候环境下斜坡变形破坏的产物。高陡地形和多元结构为冰岩崩的形成提供了临空和边界条件;地震促使冰岩体进一步开裂破碎;气候变暖导致冰雪融水沿裂隙与边界渗流,显著降低滑动面(带)强度,甚至形成短时高压水头,进而触发冰岩崩。“解约束”是决定冰岩崩的临界点,主要表现为冰岩失稳区与侧壁、底部基床及母冰川黏结的瞬时或渐进失效。青藏高原冰岩崩分为4类:蠕滑−拉裂型(细分为加载压融−水致蠕滑−拉裂、气象生水−水致蠕滑−拉裂)、蠕滑−倾倒型、楔块滑移型和坍塌型(细分为空穴坍塌、侵蚀坍塌)。这些模式在同一冰川流域内可以共同发育、相互耦合、链生成灾。该研究对于科学认识冰冻圈灾害,指导青藏高原防灾减灾具有理论和现实意义。 展开更多
关键词 青藏高原 冰岩崩 气候变化 地震 成因机理 地质力学模式
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CO_(2)注入多断裂切穿型含水层的地质力学响应
4
作者 谢健 刘佳旭 陈逸杰 《地震学报》 北大核心 2025年第5期649-676,共28页
CO_(2)地质埋存(GCS)是各国缓解温室气体效应、实现“双碳目标”的重要手段。然而,向地层中大规模或过大速率地注入CO_(2)可能使注入地层超压,进而改变断层或先存裂缝的抗剪强度,引起地面变形和诱发地震,给GCS工程带来环境风险。评估CO_... CO_(2)地质埋存(GCS)是各国缓解温室气体效应、实现“双碳目标”的重要手段。然而,向地层中大规模或过大速率地注入CO_(2)可能使注入地层超压,进而改变断层或先存裂缝的抗剪强度,引起地面变形和诱发地震,给GCS工程带来环境风险。评估CO_(2)注入引起的地质力学效应是GCS风险评估不可或缺的内容。本研究基于夹杂理论和格林函数方法,发展了前人的单断层力学评估方法,使其能够评估三条断层切穿型储层的大规模CO_(2)注入问题。基于本研究提出的解析解开发了函数封装的模块化PYTHON脚本工具程序,使之可采用库仑破坏应力评估断层滑动段的埋深分布和断层最大滑动段长度,进而初步评估不同注入工况和场地条件下可能引发的最大诱发地震震级,识别最大诱发地震震级的主要受控因素。基于对案例解析解的分析得出以下几点结论:注入使得水平位移集中在断层左右同时与储层和围岩(上覆和下伏地层)接触的埋深段,而垂向位移随深度匀滑递变;由于侧限作用,注入导致储层同时向盖层和底层两个方向膨胀;注入导致储层内水平方向的应变增量为负而垂向应变增量为正,水平正应变显著集中于断层上盘的下伏围岩和断层下盘的上覆围岩中,垂直正应变亦有类似规律但符号相反;储层膨胀导致储层内岩石受压缩正应力作用。水平正应力仅在断层上盘的储层下伏围岩和断层下盘的储层上覆围岩中局部范围为正值,而垂直正应力在断层与储层相交段的附近围岩区出现应力集中,可见这些部位围岩受拉张作用。CO_(2)注入导致切应力增量在断层的四个奇异点附近集中。断层地震风险(最大滑动段长度、最大诱发地震震级)与断层相对于注入中心的距离有关,受控的主要力学参数包括Biot系数、泊松比以及初始应力和孔隙压力。 展开更多
关键词 断裂型含水层 CO_(2) 注入 夹杂理论 格林函数 地质力学 断层稳定性
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中国深层/超深层油气勘探储层地质力学研究进展、挑战及展望 被引量：5
5
作者 尹帅 张子阳 +10 位作者 王濡岳 刘翰林 许自强 王敏捷 刘寅 刘敬寿 徐珂 鞠玮 冯少柯 何建华 王茂森 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期33-47,共15页
中国深层/超深层油气资源丰富,是未来油气增储上产的重要领域,开展储层地质力学研究可以为深层/超深层油气勘探开发提供重要技术支撑。为此,通过系统总结深层/超深层储层地质力学勘探进展与研究成果,探讨了该领域存在的挑战与未来发展... 中国深层/超深层油气资源丰富,是未来油气增储上产的重要领域,开展储层地质力学研究可以为深层/超深层油气勘探开发提供重要技术支撑。为此,通过系统总结深层/超深层储层地质力学勘探进展与研究成果,探讨了该领域存在的挑战与未来发展方向。研究结果表明:①“岩石力学层”是储层地质力学评价的核心,其包含岩石力学参数、地应力、地层压力、裂缝系统及脆性5个关键要素,共同控制了深层岩体变形、运动及破坏等复杂地质力学作用过程。②板块相互作用及地幔对流为构造体系的形成提供了驱动力,构造体系为岩石力学层演变提供了特定构造条件和应力场背景。③深层/超深层油气运聚受控于地质力学作用过程,表现为“构造应力—流体势能—断缝系统联合控制流体运移路径;超压大幅度抵消上覆载荷及热应力,水平应力差较小;中性面原理适用于深层变形岩体裂缝预测,裂缝对深层油气聚集起正向作用;高热流值、深部流体注入、异常高压能增加流体势能,促进油气成藏”。结论认为,深层/超深层油气勘探中储层地质力学研究面临诸多挑战,未来发展应重点聚焦于4方面:①新技术、新方法、新理论的不断发展;②多尺度全维度地应力—裂缝信息融合的地质力学模型的创新构建;③地质—工程一体化视角四维储层地质力学云平台的开发;④新质生产力创新驱动下人工智能技术的赋能及广泛应用。 展开更多
关键词 深层/超深层 油气勘探 储层地质力学 岩石力学层 研究进展 面临挑战 技术展望
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地质力学在青藏高原重大工程地质安全风险防控中的应用
6
作者 张永双 任三绍 +3 位作者 郭长宝 张涛 吴瑞安 陶昶旭 《地质力学学报》 北大核心 2025年第5期926-939,共14页
青藏高原是全球构造活动最强烈的地区之一,内外动力耦合作用下地质灾害和复杂工程地质问题频现,给国家重大工程规划建设地质安全带来重大威胁。文章结合作者团队20余年来在青藏高原开展的工程地质与地质灾害研究工作,总结了地质力学理... 青藏高原是全球构造活动最强烈的地区之一,内外动力耦合作用下地质灾害和复杂工程地质问题频现,给国家重大工程规划建设地质安全带来重大威胁。文章结合作者团队20余年来在青藏高原开展的工程地质与地质灾害研究工作,总结了地质力学理论在重大工程地质安全风险防控中的应用和成效,具体包括:继承和发展了区域地壳稳定性评价理论,提出了区域地壳稳定性−工程地质稳定性−场地稳定性调查评价方法,有效服务重大工程选线选址;提出了活动构造带工程地质研究框架,阐明了活动断裂的地质灾害效应,构建了高位滑坡地质力学模式,揭示了岩体结构与特殊岩性联合控滑机制;开展了基于实测地应力的深埋隧道岩爆机理研究,对比分析了不同构造环境下隧道岩爆特征的差异,提出了高地应力环境下隧道岩爆风险防控对策。在以上研究总结的基础上,提出了地质力学理论创新和工程应用的发展方向。相关研究有助于进一步推动地质力学发展,为国家重大工程规划建设和防灾减灾提供新的理论价值与技术支撑。 展开更多
关键词 地质力学 工程地质 地质灾害 活动断裂 地应力
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页岩储层CO_(2)压裂-驱替-埋存全生命周期地质力学研究进展
7
作者 朱海燕 徐凤银 +5 位作者 侯大力 赵鹏 周俊 唐煊赫 黄亮 张兆鹏 《天然气工业》 北大核心 2025年第9期138-157,共20页
页岩储层CO_(2)压裂—驱替—埋存一体化过程涉及多尺度、多物理场耦合的复杂地质力学机制,涵盖CO_(2)相变、CO_(2)与岩石-流体的相互作用、驱替过程中的渗流-应力-化学耦合及埋存阶段的地应力场重构等关键过程,长期以来一直是该领域研... 页岩储层CO_(2)压裂—驱替—埋存一体化过程涉及多尺度、多物理场耦合的复杂地质力学机制,涵盖CO_(2)相变、CO_(2)与岩石-流体的相互作用、驱替过程中的渗流-应力-化学耦合及埋存阶段的地应力场重构等关键过程,长期以来一直是该领域研究的重点和难点。然而,现有研究多聚焦于局部过程或特定条件,尚缺乏从全生命周期的四维地质力学视角开展系统性综合研究。为此,基于页岩CO_(2)压裂—驱替—埋存全过程地质力学演化机制,系统梳理了当前研究进展,指出了该一体化技术中存在的关键科学问题,并从全生命周期四维地质力学研究等3个方面提出未来技术重点攻关方向。研究结果表明:①在压裂阶段,CO_(2)通过改变页岩储层孔隙结构与矿物组成,显著降低了起裂压力并促进页岩储层复杂裂缝网络的形成;②在驱替阶段,页岩储层基质膨胀、裂缝动态启闭与矿物反应共同作用,协同控制页岩储层渗透率的非线性演化行为;③在埋存阶段,页岩储层地应力场的空间非均质性主导盖层完整性的时变劣化规律,影响CO_(2)封存安全性。结论认为,针对当前该领域的关键科学问题,亟需构建页岩储层跨尺度多场耦合地质力学模型,发展四维地应力原位监测与反演技术,建立盖层完整性多维评价与风险预测体系,以系统全面揭示页岩储层全生命周期地质力学机理,为推动CO_(2)资源化利用与页岩油气高效开发提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 CO_(2) 压裂—驱替—埋存一体化 页岩 地质力学 多物理场耦合 四维地应力
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《地质力学学报》2024年度优秀论文、优秀编委、优秀审稿人和最佳新媒体文章评选结果
8
《地质力学学报》 北大核心 2025年第1期F0002-F0002,F0003,共2页
为扩大期刊影响力,提高期刊刊文质量,鼓励作者积极性,《地质力学学报》评选出了2024年度优秀论文、优秀编委、优秀审稿人和最佳新媒体文章。
关键词 期刊影响力 审稿人 地质力学 媒体 学报 编委 优秀论文 鼓励
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枯竭气藏型碳酸盐岩储气库地质力学建模与完整性评价
9
作者 陈渝页 唐源霜 +5 位作者 周鸿 王涵 郑鑫 王昱珩 陆开琛 唐慧莹 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第5期912-920,共9页
储气库对保障国家能源安全与调峰保供至关重要,储气库在运行中易出现断层活化、局部盖层突破等状况,引发气体泄漏风险,因此有必要分析其力学完整性。为了明确X储气库应力变化的内在规律、提高储气库运行压力上限、提升整体储气效能,综... 储气库对保障国家能源安全与调峰保供至关重要,储气库在运行中易出现断层活化、局部盖层突破等状况,引发气体泄漏风险,因此有必要分析其力学完整性。为了明确X储气库应力变化的内在规律、提高储气库运行压力上限、提升整体储气效能,综合地质、地震、测井、生产和室内实验数据,建立了X储气库一维、三维地质力学模型,融合生产历史拟合与循环注采情况,建立了四维动态地质力学模型;分析了注采过程中盖层、储层、底托层、断层应力变化规律和力学完整性,并综合注采能力与力学完整性开展注采方案优化。结果表明:①X储气库龙潭组盖层杨氏模量较小、泊松比较大、强度较弱,岩性越偏泥岩,模量越小,水平向应力越小;②盖层原始地应力呈走滑断层状态,储层原始地应力为逆断层状态;③X储气库注采过程中,盖层和底托层应力变化较小、破坏风险低;④储层孔隙压力变化明显,且变化幅度大于应力;⑤注采过程中,储层基质破坏风险较低,主要注采区域在注气后破坏风险增大,断层在井底压力高于原始气藏压力约3 MPa时有滑移风险;⑥在保证X储气库力学完整性前提下,优化注采方案后的累计注气量较优化前增加约34%。研究成果可为X储气库地应力分析、力学完整性评价工作提供理论和方法支撑。 展开更多
关键词 碳酸盐岩储气库 地质力学建模 力学完整性 四维地应力 断层滑移 注采优化
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基于微地震形变地质力学分析页岩破裂特征——以涪陵白马区块龙马溪组为例
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作者 熊财富 尹陈 +3 位作者 鲁明宇 郇志浩 曾超 刘陈 《断块油气田》 北大核心 2025年第5期773-780,共8页
微地震事件体现了储层改造的动态过程,现阶段主要是利用事件的位置、震级和时间等信息推断裂缝的几何特征和改造体积,并开展压后评估工作,但不足以精确分析一系列微地震事件所代表的储层破裂和形变特征。文中以涪陵气田白马区块龙马溪... 微地震事件体现了储层改造的动态过程,现阶段主要是利用事件的位置、震级和时间等信息推断裂缝的几何特征和改造体积,并开展压后评估工作,但不足以精确分析一系列微地震事件所代表的储层破裂和形变特征。文中以涪陵气田白马区块龙马溪组页岩作为研究对象,基于微地震形变地质力学理论构建了塑性指数(PI)、应力指数(SI)和扩散指数(DI)等动态参数,并结合储层地质特征开展了水力压裂效果评估和破裂特征研究。在案例中,通过动态参数对储层的形变特征进行了综合评估,重点分析了裂缝破碎带的微地震响应规律和动态参数特征。研究表明,PI,DI,SI的不同组合不仅揭示了微地震事件的同震弹性与非弹性变形相对程度,而且还可了解裂缝的复杂性、开启程度和连通性等特征,从而提高压裂效果评估的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 龙马溪组页岩 微地震 压后评估 形变地质力学
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承先启新,砥砺前行--《地质力学学报》创刊三十周年纪念
11
作者 邓军 《地质力学学报》 北大核心 2025年第5期755-768,共14页
日月其迈,时盛岁新。在中华人民共和国成立七十六周年、我国现代地质事业奠基人李四光先生诞辰一百三十六周年之际,《地质力学学报》迎来了创刊三十周年的重要时刻。三十年风雨兼程,三十载春华秋实,这份承载着地质力学学科使命与学术理... 日月其迈,时盛岁新。在中华人民共和国成立七十六周年、我国现代地质事业奠基人李四光先生诞辰一百三十六周年之际,《地质力学学报》迎来了创刊三十周年的重要时刻。三十年风雨兼程,三十载春华秋实,这份承载着地质力学学科使命与学术理想的刊物,始终与我国地球科学事业同频共振,记录并推动着地质力学理论的深化与实践的创新。 展开更多
关键词 创刊三十周年 地质力学学报
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储层工程地质力学导论 被引量：7
12
作者 李晓 李守定 +3 位作者 赫建明 张召彬 李丽慧 胡彦智 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期1155-1175,共21页
全球范围内的减少碳排放和实现可持续发展,都亟需提升清洁能源的消费占比并加大地热和页岩油气等非常规能源的开发力度。由于非常规储层具有致密超低渗以及油气赋存状态等自身工程地质特性,而且存在于地下深部而具有人不可入的特点,其... 全球范围内的减少碳排放和实现可持续发展,都亟需提升清洁能源的消费占比并加大地热和页岩油气等非常规能源的开发力度。由于非常规储层具有致密超低渗以及油气赋存状态等自身工程地质特性,而且存在于地下深部而具有人不可入的特点,其开发必须通过钻孔对储层实施改造改性。储层工程地质力学则是研究储层工程地质特性的一门理论和应用科学,是地质学、力学与地球物理学的一个交叉学科。如果说储层地质力学是连接油气地质和油气开发的纽带,则储层工程地质力学进一步综合了工程地质力学、岩石力学以及储层地质力学的相关理论和方法,评价储层的工程地质特性与所处物理环境力场,研究储层改造改性原理与技术,为深部能源资源开发提供科学依据和技术支持。储层工程地质力学更强调将储层地质力学理论与储层改造改性相结合,解决深部能源资源开发中的储层改造改性关键技术难题,聚焦于储层压裂、储层改性、流体流动以及THMC强耦合过程,服务于清洁能源开发与减碳固碳,助力于我国“碳达峰”和“碳中和”目标的实现。 展开更多
关键词 储层工程地质力学 非常规储层 储层改造改性 学科交叉研究
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超深层断控碳酸盐岩油藏地质力学建模及其在开发中的应用 被引量：5
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作者 蔡振忠 张辉 +5 位作者 徐珂 尹国庆 王志民 王海应 钱子维 张禹 《石油实验地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期868-879,共12页
为提高超深断控碳酸盐岩油藏的开发效益,通过开展大尺寸岩样力学实验,揭示高角度—近直立断裂面变形与连通机理;基于高压注水提采的力学与流动耦合原理,通过地质力学建模,明确了断控碳酸盐岩油藏现今地应力场和断裂活动性分布规律;发现... 为提高超深断控碳酸盐岩油藏的开发效益,通过开展大尺寸岩样力学实验,揭示高角度—近直立断裂面变形与连通机理;基于高压注水提采的力学与流动耦合原理,通过地质力学建模,明确了断控碳酸盐岩油藏现今地应力场和断裂活动性分布规律;发现不同方位的断裂活动性以及不同部位的缝洞体连通性有明显差异,进而分析了不同井眼轨迹的开发效果,提出了地质工程一体化工作方法,科学指导井眼轨迹设计和注水方案优化。结果表明:①走滑断裂变形中的大尺度破碎体和高角度裂缝系统是影响储层品质的关键因素,高压注水一方面能够激活先存裂缝,一方面还能在先存裂缝基础上发生延伸扩展,甚至可以产生新的裂缝,促进了断控缝洞体在纵横向上的互相连通;②高压注水过程中断裂体内部发生力学与流动之间的耦合变化,渗流环境得到改善,通过循环举升,从而提高油气采收率;③根据断裂体形态、产状以及断裂面动态剪切变形连通性,可优选定向井最佳井点和井眼轨迹,并优化注水方案;④塔里木盆地断控油藏试验区通过高压注水,采收率提高5个百分点,该方法为超深断控型油藏高效开发提供了较好的理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 超深层 断控碳酸盐岩油藏 缝洞体 地质力学 断裂活动性 井眼轨迹 注水开发 地质工程一体化
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地质力学层定量划分方法及其超深层油气勘探开发应用 被引量：1
14
作者 鞠玮 张辉 +2 位作者 徐珂 宁卫科 相如 《石油实验地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期880-888,共9页
超深层油气高效勘探开发是当前全球能源地质研究关注的焦点,“地质力学层与油气勘探开发”是国际前沿研究领域,形成地质力学层的有效划分方法,对超深油气高效勘探和效益开发具有理论和实际意义。现今地应力状态影响天然裂缝有效性,裂缝... 超深层油气高效勘探开发是当前全球能源地质研究关注的焦点,“地质力学层与油气勘探开发”是国际前沿研究领域,形成地质力学层的有效划分方法,对超深油气高效勘探和效益开发具有理论和实际意义。现今地应力状态影响天然裂缝有效性,裂缝发育分布影响岩石力学性质,而岩石力学性质又控制着现今地应力的分布,但当前“岩石力学层理论”不能完整涵盖三者之间耦合联系。为此,基于水平最小主应力、水平主应力差、弹性模量、现今地应力优势方位与天然裂缝走向的夹角、天然裂缝密度和应力集中系数等6种参数,构建储层地质力学层指标,形成一种地质力学层定量划分方法。基于塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带大北区块W井的实例分析,表明该井目的层白垩系巴什基奇克组垂向呈现强地质力学非均质性,储层地质力学层与气层发育段具有较好的对应关系。因此,借助地质力学层划分结果,可指导超深层油气甜点层段的优选。 展开更多
关键词 地质力学层 超深层 地应力 裂缝 岩石力学 油气勘探开发
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珠江口盆地潜山储层地质力学及压裂参数优化研究 被引量：6
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作者 肖阳 马中慧 +3 位作者 刘书云 韩晨辉 夏瀚涛 张进源 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1392-1401,共10页
珠江口盆地珠一坳陷惠州27-1井区作为潜山油气储层,压裂层段厚度大、层数多、非均质性强、压裂改造难度大,对于人工裂缝的在潜山储层中的拓展延伸规律认识困难。针对此问题,首先建立动态参数测井解释模型,并与静态岩石力学数据协同校正... 珠江口盆地珠一坳陷惠州27-1井区作为潜山油气储层,压裂层段厚度大、层数多、非均质性强、压裂改造难度大,对于人工裂缝的在潜山储层中的拓展延伸规律认识困难。针对此问题,首先建立动态参数测井解释模型,并与静态岩石力学数据协同校正,建立一维岩石力学剖面;结合深部成岩理论,建立三维地质力学模型,真实模拟研究区块成岩环境;最后基于三维地质力学模型,研究排量、液量、砂比、前置液占比、射孔层位厚度等参数对裂缝纵向和平面延伸规律的影响,优化压裂设计。结果表明:惠州27-1区块,杨氏模量平均值为45.47 GPa,最大水平主应力平均值为100.91 MPa,最小水平主应力平均值为80.98 MPa,泊松比平均值为0.30。排量6~7 m^(3)/min、液量600~700 m^(3)、砂比10%~15%、前置液比例50%~60%、射孔厚度8~11 m为最优施工参数,为现场施工提供指导意见。 展开更多
关键词 珠江口盆地 潜山储层 地质力学 压裂参数优化 数值模拟
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山区景区游路规划工程地质力学方法及其在蛇蟠岛野人洞景区的应用
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作者 杨志法 张路青 +6 位作者 李丽慧 曾庆利 韩振华 孙亚丽 杨俊健 高丙丽 郑子琦 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1881-1888,共8页
我国山区面积约占陆地面积的2/3,山区旅游业对我国国民经济的贡献越来越大。然而,由于山区的地质灾害隐患较多,如果当地景区处理不当,势必增加地质灾害风险,进而严重阻碍山区旅游业的发展。为了更有效地降低山区景区的地质灾害风险,作... 我国山区面积约占陆地面积的2/3,山区旅游业对我国国民经济的贡献越来越大。然而,由于山区的地质灾害隐患较多,如果当地景区处理不当,势必增加地质灾害风险,进而严重阻碍山区旅游业的发展。为了更有效地降低山区景区的地质灾害风险,作者提出了山区景区游路规划工程地质力学方法。该方法由7个方面组成,即(1)在对山区景区游路进行规划时,需要与地质灾害隐患点保持距离;(2)对有关景点及路段开展工程地质力学方面的研究;(3)对当地历史地质灾害和潜在地质灾害隐患进行调查、分析和评价;(4)对高风险区应采用“能避则避,不能避时再采取适当的工程加固措施”;(5)精准掌握当地每天的天气预报;(6)进行必要的实时监测;(7)游客通常不得离开设定的游览路线。相关研究和在蛇蟠岛景区的实际应用表明,该方法可望更好地防范山区景区地质灾害隐患,进一步推动山区旅游业的可持续发展,并助力实现乡村振兴和脱贫的目标。 展开更多
关键词 山区景区 地质灾害 游路规划 工程地质力学
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地质力学模型实验中变形量测方法的应用研究 被引量：5
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作者 苏占东 王鸷文 +6 位作者 孙进忠 张建勇 梁金平 牛耀 张之泰 曾扬农 李梦园 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期287-308,共22页
地质力学模型实验作为一种便捷高效、成本低廉的研究方法,不仅可以将工程的破坏过程直观地呈现出来,而且可以作为了解工程整体力学特征、破坏模式和稳定情况的重要研究手段,在各类岩土工程问题的研究中有着广泛应用。由于地质力学模型... 地质力学模型实验作为一种便捷高效、成本低廉的研究方法,不仅可以将工程的破坏过程直观地呈现出来,而且可以作为了解工程整体力学特征、破坏模式和稳定情况的重要研究手段,在各类岩土工程问题的研究中有着广泛应用。由于地质力学模型材料的变形模量较低,同等应力条件下应变极其敏感,因此模型实验中变形测量显得至关重要。为了提升地质力学模型实验中变形量测的便捷性和准确性,对目前地质力学模型中变形测量的主要方法进行总结分析。结果表明:目前对于模型变形量测的方法主要分为电测式测量方法、光学测量方法和机械式测量方法,其中电测式测量方法主要包括电阻式应变片法和位移计法,光学测量方法主要包括光纤类传感器法、数字图像相关法、光弹性贴片法和云纹干涉法,机械式测量方法主要包括百分表测量法和经纬仪观测法。通过对各种方法工作原理、主要应用案例及优缺点的阐述对比,得出不同方法的主要区别是测量范围和适用范围的差异,其中百分表测量法适用于测量小区域变形;测量内部变形可选择电阻式应变片法及光纤类传感器法;较大区域的变形可选择位移计法及光纤类传感器法;指定点位移可选择经纬仪观测法;全场观测可选择数字图像相关法、云纹干涉法以及光弹性贴片法。该成果可为相关地质力学模型实验的变形测量提供实验参考。 展开更多
关键词 地质力学模型 变形测量 电测法 光学测量方法 机械式测量方法
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内蒙古自治区东部低阶煤层气地质力学特征与勘探开发技术 被引量：1
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作者 陈立超 王生维 +2 位作者 孙钦平 肖宇航 吕帅锋 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期159-169,共11页
内蒙古自治区东部低阶煤层气资源丰富,具备规模开发的潜力,但区内煤层气勘探开发尚处于摸索阶段,特别是低阶煤层气地质力学特征、储层工程品质等研究程度不够,制约了煤层气资源的有效开发。为此,对内蒙古自治区东部霍林河盆地3口煤层气... 内蒙古自治区东部低阶煤层气资源丰富,具备规模开发的潜力,但区内煤层气勘探开发尚处于摸索阶段,特别是低阶煤层气地质力学特征、储层工程品质等研究程度不够,制约了煤层气资源的有效开发。为此,对内蒙古自治区东部霍林河盆地3口煤层气试验井的开发效果进行系统分析,明确了低阶煤层气资源评价及勘探开发中的关键问题,形成了一种低阶煤层气地质力学评价与勘探技术选择模式。研究结果表明:①煤储层渗透性低是该区低阶煤层气开发的关键制约地质因素,但煤层具有硬度高,刚度大,断裂韧度适中,脆性显著的力学品质,适合开展煤储层大规模体积压裂改造。②由于煤岩坚硬,洞穴完井造穴困难,不适合作为煤层气勘探开发主体技术;由于煤储层渗透性低,双U型井井控泄流面积小,试采效果差;直井水力压裂能沟通更多天然裂缝,增大了泄流面积,试采效果好。③低阶煤层气开发的关键是煤储层体积改造,水力压裂除实现储层增渗外,还具有渗吸驱替等功能,因此长水平井+体积压裂是内蒙古自治区东部低阶煤层气勘探开发的关键技术。结论认为,地质力学评价与勘探技术模式的形成为内蒙古自治区东部低阶煤层气资源的高效动用提供了科学依据。 展开更多
关键词 内蒙古自治区东部 霍林河盆地 低阶煤层气 地质力学 储层工程品质 水平井 体积压裂
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基于三维地质力学的压力剖面钻前预测研究
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作者 白鸣生 杨旭 +3 位作者 上官自然 李皋 郭建华 王秋彤 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期87-93,共7页
为解决目前基于邻井测井资料评价得到的压力剖面与待钻井实际井轨迹上的结果不符等问题,提出基于三维地质力学的待钻井井眼轨迹上的压力剖面钻前预测方法。以地震解释的层位数据为基础,结合断层数据、钻井分层数据等构建三维地质模型。... 为解决目前基于邻井测井资料评价得到的压力剖面与待钻井实际井轨迹上的结果不符等问题,提出基于三维地质力学的待钻井井眼轨迹上的压力剖面钻前预测方法。以地震解释的层位数据为基础,结合断层数据、钻井分层数据等构建三维地质模型。然后,利用已钻井测井数据,通过序贯高斯插值法获得三维岩石力学参数场,并且通过有限元数值模拟得到区域地应力以及压力系统,进而获得待钻井井眼轨迹上的压力剖面。研究结果表明:该方法预测精度较高,已钻井的孔隙压力预测值与实测值的误差为3.57%,地应力预测值与实测值误差为5.8%。现场2口井的预测层位与实钻层位吻合程度较高,预测的三压力剖面能够较好地解释实钻过程中出现的井下复杂问题。研究结果可为钻前地质工程设计、井身结构优化、井下复杂问题预防等提供较为可靠的数据参考。 展开更多
关键词 地质力学 压力剖面 钻前预测 井眼轨迹 测井
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复杂构造区全层系地质力学建模及其地质与工程应用 被引量：1
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作者 徐珂 刘敬寿 +7 位作者 张辉 张冠杰 张滨鑫 王海应 张禹 来姝君 钱子维 强剑力 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期195-208,共14页
受区域挤压、岩性和构造形态等多种因素的综合影响,复杂构造区具有地应力非均质性和各向异性强、现今地应力场在空间变化大的特征,严重制约了该类地区油气勘探开发进展。为解决复杂构造区地质力学建模难度大、精度低,且现有三维地应力... 受区域挤压、岩性和构造形态等多种因素的综合影响,复杂构造区具有地应力非均质性和各向异性强、现今地应力场在空间变化大的特征,严重制约了该类地区油气勘探开发进展。为解决复杂构造区地质力学建模难度大、精度低,且现有三维地应力建模方法在复杂构造连片建模中的不准确问题,以库车坳陷博孜大北地区为例,提出了复杂构造区地质体全层系逆向有限元地质力学建模方法,通过对部分起伏较大、跨度大的长条连体背斜迭代扫描,准确建立断层与岩体复杂交切关系,实现了复杂构造区地应力网格建模和误差追溯。明确了博孜大北地区现今地应力分布特征,揭示了博孜大北地区深层储层地应力强非均质性和强各向异性的主控因素,进而通过逆向有限元建模方法明确了钻井过程中产生应力扰动范围。研究结果表明:(1)逆向有限元地质力学建模法是复杂构造区全层系地质力学建模的有效方法,建模结果与实际的勘探开发生产需要吻合度高;(2)明确了盐上岩石力学层结构和浅部高陡地层产状是影响博孜大北地区储层地应力强非均质性和各向异性的关键;(3)逆向有限元地质力学建模法是明确钻井过程中应力扰动范围的有效方法,是保障油气高效勘探开发的重要手段。 展开更多
关键词 复杂构造区 地质力学建模 三维应力场 博孜大北地区 库车坳陷
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