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北方岩溶区断裂带水文地质性质及结构模型

中国岩溶 2022年第6期41卷 975-985页

作者：刘元晴周乐王新峰吕琳路小慧于开宁张伟峰山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) 山东济宁272100 山东省地热清洁能源勘查开发工程研究中心山东济宁272100 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051 河北地质大学河北省高校生态环境地质应用技术研发中心河北石家庄050031 山东省第一地质矿产勘查院山东济南250014

断层带结构和内部流体流动特性是水文地质研究领域的难点问题。石油地质领域,在油气运移与成藏方向已形成较成熟的断层封闭性定量评价技术手段。相比较,断裂的水文地质性质研究尚停留在断裂的力学性质对断层导水、阻水特性的定性评价阶... 详细信息

断层带结构和内部流体流动特性是水文地质研究领域的难点问题。石油地质领域,在油气运移与成藏方向已形成较成熟的断层封闭性定量评价技术手段。相比较,断裂的水文地质性质研究尚停留在断裂的力学性质对断层导水、阻水特性的定性评价阶段,尚未详细开展断裂带结构、渗透性各向异性等方面的研究工作。文章梳理总结国外断裂带水文地质性质研究中关于结构组成、断裂带演化、渗透率影响因素等方面的研究成果,引入断裂带渗透率结构模型,并以中国北方岩溶区碳酸盐岩与碎屑岩互层含水岩组为例,构建断裂带水文地质结构模型。断裂带研究尺度和精度不同、断裂带发育部位不同,导致其结构及水文地质性质亦不相同,如何建立起精确、典型的断裂带水文地质结构模型,需要各领域数据共享及多学科融合共同开展研究工作。

关键词：水文地质断层核破裂带渗透率岩溶山区

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分层注入下CO2沿断层泄露的数值模拟

分层注入下CO2沿断层泄露的数值模拟

作者：崔勇东北石油大学

学位级别：硕士

人为使用化石燃料燃烧向大气中排放了大量的CO,导致温室效应不断增强,由此使得一些自然灾害频发。地质封存是实现CO减排的重要手段。其中,由于咸水层封存潜力巨大、分布范围广、经济效益低,被认为是最适合的CO地质封存场所之一。然而,... 详细信息

人为使用化石燃料燃烧向大气中排放了大量的CO,导致温室效应不断增强,由此使得一些自然灾害频发。地质封存是实现CO减排的重要手段。其中,由于咸水层封存潜力巨大、分布范围广、经济效益低,被认为是最适合的CO地质封存场所之一。然而,地壳中广泛发育的断层使得盖层存在缺陷,增加了CO泄露的风险,因此研究断层结构及其性质对二氧化碳泄露的影响极为必要。一般认为断层为二分结构,即破碎带和断层核,但目前研究主要是针对破碎带,忽略了断层核。以深部咸水层中CO地质封存为研究对象,深入分析断层性质对二氧化碳泄露时间及泄露量的影响。首先,针对断层的结构和孔渗特征,建立了CO沿断层泄露的场地模型,研究了影响CO泄露时间、泄漏量的主要因素。结果表明,相同封存条件下,破碎带渗透率的增加能够加快CO在破碎带中的运移:破碎带渗透率增至500m D,CO到达断层顶部的时间提前了36天;断层核渗透率的增加可以使得CO更早突破断层:断层核渗透率增至0.01m D,CO提前36天突破断层核。研究发现,CO泄露时间、泄漏量与破碎带孔渗和断层核孔渗正相关。高孔渗破碎带对CO起着垂向疏导作用,低孔渗断层核对CO起着侧向封闭作用。多层注入能够大幅提高咸水层CO封存能力,但同时会增加地层形变、地表位移的风险。其次,为了提高咸水层CO的封存效率,缓解地层压力,研究了采水井设置方案,包括有无采水井、采水速率和采水点位置,以及断层特征对CO泄露的影响。研究结果表明:(1)加入采水井,使得断层两侧压力梯度大幅增加,加快了CO运移,导致CO发生泄漏的时间提前,泄漏量增加,更多的CO向采水井侧储层运移,提高了储层的封存效率,有效缓解了地层压力,表现为采水井侧储层的压力降低。(2)断层结构在一定程度上影响着CO泄露量,泄露量与断层倾角和断层核厚度负相关,与破碎带厚度正相关。最后,基于BP神经网络和RBF神经网络建立了CO泄露量预测模型。通过数值模拟数据对两种神经网络模型进行训练,在此基础上预测了各观测点的CO泄露量。研究结果表明,相较数值模拟结果,基于神经网络预测的泄漏量在合理范围内,验证了人工智能算法在CO泄露风险预测的适用性和可靠性。

关键词： CO2泄露破碎带断层核咸水开采神经网络

张性断裂带内部结构特征及油气运移和保存研究

同方学位论文库评论

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地学前缘 2012年第6期19卷 200-212页

作者：付晓飞许鹏魏长柱吕延防东北石油大学CNPC断裂控藏研究室黑龙江大庆163318

断裂带是一个宽度、长度和高度均与断距呈正比关系的三维地质体,具有典型的二分结构:即断层核和破碎带。断层核由多种类型的断层岩和后期胶结物组成,具有分选差,粘土含量高,颗粒粒径小等特征,表现为具有比围岩更低的孔渗性。破碎带同围... 详细信息

断裂带是一个宽度、长度和高度均与断距呈正比关系的三维地质体,具有典型的二分结构:即断层核和破碎带。断层核由多种类型的断层岩和后期胶结物组成,具有分选差,粘土含量高,颗粒粒径小等特征,表现为具有比围岩更低的孔渗性。破碎带同围岩相比发育大量的裂缝,裂缝的密度随着离断层核距离的增大而逐渐减小,孔渗性较高。断层岩类型取决于断移地层的岩性、成岩程度和断裂变形时期。对于同生断层而言,泥岩和不纯净的砂岩主要发生泥岩涂抹作用;纯净砂岩发生解聚作用,形成颗粒重排的变形带。中成岩阶段发生断裂变形,泥岩发生泥岩涂抹作用,不纯净的砂岩发生碎裂作用和层状硅酸盐涂抹作用,形成碎裂岩和层状硅酸盐-框架断层岩;纯净砂岩主要发生碎裂作用,形成碎裂岩。晚成岩阶段发生断裂变形,碎裂作用成为主要的变形机制,泥岩破碎形成大量断层泥,不纯净的砂岩和纯净的砂岩均形成碎裂岩,其中纯净砂岩形成的碎裂岩由于石英的压溶胶结变得更致密。因此不同成岩阶段、不同岩性形成的断层岩类型不同,泥岩涂抹的排替压力高于层状硅酸盐-框架断层岩和碎裂岩,即使都是碎裂岩,其渗透率相差7个数量级。从断裂带结构看油气运移和保存,断层垂向封闭主要靠剪切型泥岩涂抹的连续性,侧向封闭能力取决于断层岩物性,物性很高的碎裂岩自身封闭能力很差,依靠两盘岩性对接封闭油气,最小断距决定油水界面位置。物性很低的断层岩一般能封住一定高度的油气柱,其是断裂带中泥质含量的函数。断层在储盖层段变形机制差异,决定了断裂输导与封闭油气的耦合,即破碎带双向输导充注,盖层段剪切型泥岩涂抹顶部封闭,断层核遮挡成藏。

关键词：断层结构断层核破碎带断层岩变形机制运聚

海拉尔盆地碎屑岩地层断裂带内部结构及断层封闭性

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东北石油大学学报 2013年第2期37卷 1-8,5页

作者：王盛波成都理工大学能源学院四川成都610051

根据盆地演化规律及断层穿层性,将海拉尔盆地断裂分为盆地基底断裂和盖层断裂;根据活动时期和变形特征,分为早期伸展断裂系统、中期张扭断裂系统、早期伸展—中期张扭断裂系统、中期张扭—晚期反转断裂系统和早期伸展—中期张扭—晚期... 详细信息

根据盆地演化规律及断层穿层性,将海拉尔盆地断裂分为盆地基底断裂和盖层断裂;根据活动时期和变形特征,分为早期伸展断裂系统、中期张扭断裂系统、早期伸展—中期张扭断裂系统、中期张扭—晚期反转断裂系统和早期伸展—中期张扭—晚期反转断裂系统.结合海拉尔盆地岩心和野外观察,建立3种断裂带内部结构模式:致密储层中断层角砾岩结构、泥质岩盖层中泥岩涂抹结构和泥质岩盖层内断层泥结构.与油气垂向运移有关的断裂系统包括早期伸展—中期张扭—晚期反转断裂系统(正反转断层)、早期伸展—中期张扭—晚期反转活动的断裂系统(反转再活动正断层)和中期张扭—晚期反转活动的断裂系统.该研究成果可以为海拉尔盆地断层封闭性评价提供指导.

关键词：断裂系统断裂带内部结构断层核破碎带断层封闭性

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断层带结构及渗透特性分析

西部探矿工程 2018年第10期30卷 179-182,190页

作者：陈玮张丽芬赵艳南中国地震局地震研究所<地震大地测量重点实验室> 湖北武汉430071

以断层带作为主要研究对象,在对其不同结构特征及渗透特性分析的基础上,探讨了断层带各种变形过程的产生以及其对渗透性的影响。为进一步探究断层渗流模式及其影响,了解和掌握在不同变形过程作用下的断层带渗透率的变化规律提供了帮助。

关键词：断层带断层核破裂带渗透率变形过程