地质力学

摘要： 李四光(1889年10月-1971年4月),地质学家、教育家和社会活动家。发现第四纪冰川遗迹,其成果为第四纪地质、地理和气候等方面的研究奠定了基础,并对国家水文、工程等建设做出了贡献。创立地质力学,并以相关理论指导找煤、石油、铀、地热等能源及防治自然灾害等。入选100位新中国成立以来感动中国人物。入选“庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展”1960-1969年英雄模范人物。

摘要： 塔里木盆地库车坳陷油气资源丰富,勘探潜力大,但地质背景复杂,目的层埋深普遍大于6000 m,甚至超过8000 m,油气勘探开发难度大。针对库车坳陷超深井地质工程特点及现存问题,基于地质工程一体化理念,提出了解决思路,并介绍了塔里木油田首口盐层下部大斜度井的成功实践。研究及实践表明,地质力学研究有利于减少钻井复杂事故并提高机械钻速,助力有利储集层优选和改造方案优化,支持钻井提速和改造提产;地质工程一体化是复杂油气藏高效开发的必然选择,需要充分发挥多学科协同工作的优势,且贯穿于各井全生命周期,以产生最大的效益,实现从井位部署、钻井工程、完井改造到采油气工程的整体进步,从而助力大油气田建设。

摘要： 玛湖油田百口泉组致密砾岩油藏推广小井距开发,亟需建立配套的致密储集层可压裂性评价模型。优选了弹性模量、泊松比和最小地应力等参数,结合岩心、测井、地震等资料,对玛131井区进行了三维地质力学建模。通过研究区储集层可压裂性指数(0.38~0.91)空间分布的确定,结合12口水平井的微地震裂缝监测和生产数据,可压裂性指数计算结果与水平井裂缝扩展方向、规模和实际生产现状均吻合,可为研究区砾岩油藏开发提供依据。

摘要： 为了明确深层复杂背景条件下储层现今地应力的分布特征,基于库车坳陷克拉苏构造带大北12气藏,开展现今地应力研究,探讨地应力非均质分布机理,并据此提出支持井位部署的相关建议。研究结果表明:克拉苏构造带埋深超过4500 m的储层为走滑型地应力机制,大北12气藏最大水平主应力为125~160 MPa,最小水平主应力为118~130 MPa,地应力非均质性强且井间差异大。复杂的地质边界条件和储层的互层岩性造成地应力分布具有极强的非均质性,地应力有利区和不利区交替分布,在构造高部位也可能钻遇地应力不利区,不能简单地采用“沿长轴、占高点”的方案部署井位。定向井具有有利区穿越广、裂缝钻遇率高、井眼轨迹安全稳定及避障避险的多重优势,是复杂地质背景条件下的优势井型,建议沿地应力低、裂缝发育且井壁稳定的方向设计井眼轨迹,并根据地应力状态选择合理的储层改造方式。

摘要： 李四光(1889年10月-1971年4月),地质学家、教育家和社会活动家。发现第四纪冰川遗迹,其成果为第四纪地质、地理和气候等方面的研究奠定了基础,并对国家水文、工程等建设做出了贡献。创立地质力学,并以相关理论指导找煤、石油、铀、地热等能源及防治自然灾害等。人选100位新中国成立以来感动中国人物。入选“庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展”1960-1969年英雄模范人物。

摘要： 李四光(1889年10月-1971年4月),地质学家、教育家和社会活动家。发现第四纪冰川遗迹,其成果为第四纪地质、地理和气候等方面的研究奠定了基础,并对国家水文、工程等建设做出了贡献。创立地质力学,并以相关理论指导找煤、石油、铀、地热等能源及防治自然灾害等。入选100位新中国成立以来感动中国人物。入选“庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展”1960-1969年英雄模范人物。

摘要： 为扩大期刊影响力,提高期刊刊文质量,鼓励作者积极性,近期《地质力学学报》评选出了2021年优秀论文、优秀编委和优秀审稿人。优秀论文评选考察2019-2020年发表在《地质力学学报》的论文在2021年底的总下载量和总被引频次,共评选出最佳关注度文章和最佳传播力文章各6篇。

摘要： 最早发现铀矿的人 最早发现钟山铀矿的人是南延宗、吴晶伯。1943年5月,南延宗应邀到广西进行矿产地质调查。当他在广西钟山县黄羌坪调查锡矿时,在一个已被开采的锡销矿的废旧窿口上,看见很多鲜艳的黄色粉末状东西。出于职业敏感,他便用刀刮了一些带回去,交给同行吴磊伯(地质力学专家)化验,想看看是否存在稀有元素。正好当时地质学家孟宪民刚讲过显微化学的原理方法,还作了一系列示范实验。

摘要： 本文介绍基于真实非均质岩土材料的数值方法与研究进展.这些方法运用新发展的数字图像技术,获取真实岩土和混凝土材料的细观非均质分布,再进行定量细观结构研究,采用数值计算程序,定量分析它们的物理力学响应,为解决限制岩土和混凝土力学进一步发展的非均质材料假设问题提供了有效途径.本文介绍该方法的研究背景和三项主要内容.包括真实细观非均质岩土材料力学数值分析方法,非均质岩土材料数值网格计算方法,和非均质岩土材料力学响应重要规律.

摘要： 为解决超深裂缝性气藏增产难题,研究发展了以地质力学为枢纽的地质工程一体化增产关键技术体系,形成从井位优选—井型、井轨迹优化—改造方案精细设计的多维度超深储层增产工作流程。结果表明:超深储层具有高温高压高应力条件,裂缝发育且非均质性强,增产机理异于中—浅储层,激活天然裂缝是超深裂缝性气藏改造提产的关键;地质工程一体化增产技术能够实现更精准、更有效增产;通过地质工程一体化工作方式可以降低施工难度,避免常规压裂改造面临的风险。研究成果在库车克拉苏构造带应用150余口井,气井无阻流量提升3~5倍,实现了超深裂缝性砂岩气藏的高效开发,助力克拉苏建成150×10^(8)m^(3)产能的大气田。

摘要： 准噶尔盆地二叠系芦草沟组是中国主要的页岩油目标层系之一,盆地东南部吉木萨尔凹陷等多口钻井在芦草沟组获得了工业性油流,表明芦草沟组页岩油具有巨大的勘探潜力;吉172_H井喜获高产,揭开了吉木萨尔页岩油的开发序幕,JHW023井和JHW025井获突破,单井日产油最高达到108.3t,高产稳产态势初显,展现了页岩油有效动用的良好前景及巨大的开采潜力.吉木萨尔芦草沟组页岩油开发在取得辉煌成绩的同时也暴露出一系列的开发问题,由于对油藏岩石力学及地质力学特征研究不够深入导致:人工裂缝延展规律不够明确;水平井钻井效率低,钻井事件频发;压裂施工过程井间干扰严重;体积压裂导致套管损坏等问题.因此,需要加强页岩油藏地质力学研究,研究成果将应用于水平井压裂方案优化、井网部署参数优选及页岩油藏开发方案调整,能有效降低压裂窜扰、套损等问题对规模建产的影响;通过提高单井产实现非常规油藏降本增效和效益化开发的目的.吉木萨尔国家级页岩油示范区资源规模化动用对促进边疆稳定和经济发展,降低我国对外能源依存度及保障能源安全具有重要意义.

摘要： 页岩油气革命延长了世界油气工业生命周期、助推了全球油气储量和产量增长、改变了各国能源战略格局.当前中石油长宁-威远国家级页岩气示范区处于规模上产阶段,水平井体积压裂技术是实现中—高成熟度页岩气资源经济开发的有效途径.由于对非常规页岩气藏超压机理及井壁失稳特征缺乏系统性的分析与研究,导致在水平井钻井过程中卡钻、漏失、溢流等钻井事件频发,极大的制约了页岩气藏建井周期及建产规模.通过地质力学研究建立钻井三压力剖面、明确空间超压分布规律,多学科融合的一体化研究对水平井井壁稳定性进行钻前预警、实钻跟踪及钻后评估;基于安全泥浆窗口优化钻井液比重提高井壁稳定性及降低钻井风险.该技术通过在长宁示范区的现场应用显示:通过地质力学研究优化钻井方案减少钻井风险,缩短建井周期及降低作业成本,研究成果取得的经验与认识同时将为我国其他盆地非常规油气藏高效开发提供指导和借鉴.

摘要： 受碳酸盐岩断溶体内部复杂性的影响,塔里木油田缝洞型储层钻井一次中靶率低,复杂地层压力和地应力系统导致钻井复杂频发、完井提产措施难以优选和优化,制约了油气勘探开发进程.以地质力学研究为基础,建立了地质工程一体化思路,跨学科协作,结合断裂解剖和断溶体刻画,从井位部署源头、钻井工程过程跟踪和完井提产措施定量优化等环节,确保塔北隆起南缘跃满西区块的钻探成功率.研究中,充分考虑断溶体的分布和主应力方位分布、天然裂缝渗透性方向和井壁稳定性方向等因素,建立了井点优选和斜井井轨迹优化方法,并采用井震联合的方法预测了地层压力分布特征,据此优化井身结构;完钻措施阶段,以井筒周围应力场分布、井眼与储层分布方向等的匹配关系提出了4类完井提产措施方法.应用该研究结果,跃满西区块已完钻的W22、W20等3口井勘探持续突破并获高产,该研究思路为其他缝洞型碳酸盐岩储层勘探开发提供了借鉴依据.

摘要： 地质力学模型试验是研究岩土工程问题的重要方法之一.针对目前模型试验内部测试技术难题,构建了内部压力、应变测试系统和洞壁收敛位移的量测方法,并在深部围岩开挖卸荷模型试验中应用.研究了电阻应变式传感器在三向载荷条件下的单向输出问题,PDA/B-PA微型压力计因微型、高精度、侧向刚度大等优点可很好应用于模型试验内部压力的测量;探讨了电阻应变片和光纤Bragg光栅应变传感器在模型试验中应用方法,光纤光栅应变传感器在松香基相似材料中的应变传递效率一般为0.118～0.347;基于小角法原理,通过全站仪测量角度变化的方法可很好解决模型试验洞壁收敛变形量测,精度可达0.01mm.研究表明,上述方法可有效解决模型内部压力、应变及洞壁收敛量测难题,在模型试验应用前景良好.

摘要： 玛湖凹陷玛131井区百口泉组油藏原有的压裂设计方法大部分依赖于二维测井解释,且只能反映井眼周围较小范围内的储层物性,地应力及岩石力学特征.本研究创造性的将三维高精度地质力学建模与考虑地质力学的流固耦合数值模拟这两大关键技术有机的结合起来,依托测井、地震、岩心室内试验、动态监测、现场施工等多方面解释资料建立高精度地质及地应力三维模型,准确体现了储层岩性、物性、含油性、地应力及岩石力学等参数在三维空间的展布特点.在此基础上,充分考虑三维空间应力场对压裂过程的影响,通过水平并多级压裂地质力学流固耦合数值模拟方法,更加精细刻画受相邻压裂缝及相邻水平井干扰的人工裂缝的三维扩展过程,可以更合理的进行水平井分段分簇、压裂规模及施工参数、多井集中压裂施工顺序等优化设计.在玛131井区8口井的实践表明,单井压后产量较常规设计方法提升产油量10％以上,且优质油层的改造更为充分,现场施工成功率更高,此外与各单井独立压裂设计方案相比,基于多井集中压裂顺序优化的整体设计方案,压裂后生产效果更好.

摘要： 烂泥沟金矿地处云南、贵州和广西三省的接壤地带,是中国著名的卡林型金矿“金三角”地区.烂泥沟金矿区构造发育,且矿体产出严格受构造控制.本文通过对烂泥沟金矿区及其外围地表褶皱、断层及节理的构造特征进行分析,并运用矿田地质力学的理论与方法,总结得出该矿区构造体系成生发展顺序为:(1)近SN向构造线主体对应海西期-印支早期伸展构造运动;(2)NW和近SN向构造线主体对应印支中晚期-燕山早期挤压构造运动;(3)NE向构造线主体对应燕山早期走滑构造运动.通过分析可为该矿床的成因和找矿方向研究奠定基础.

摘要： 福来厂铅锌矿床位于黔西北江子山-蟒硐铅锌成矿带西南部,夹持于天桥铅锌矿床与猫猫厂铅锌矿床之间,矿体产出严格受构造控制.本文运用矿田地质力学的理论和方法,对福来厂铅锌矿区进行构造研究,建立了福来厂铅锌矿床成矿构造体系.

摘要： 结合某不稳定斜坡治理的具体工程实例,通过野外地质测绘、勘探及室内试验等,查明不稳定斜坡地形地貌、地层岩性、岩土体结构特征和水文地质条件.通过对该不稳定斜坡变形特征、稳定影响因素及演化发展过程分析,确定其变形地质力学破坏模式,在此基础上对其稳定性作出定性评价、定量分析.并根据上述研究成果,提出不稳定斜坡的治理方案,此方案为相关部门进行地质灾害治理提供决策支持依据.

摘要： "大庆油田"发现后,对于背后的地质科学理论进行总结,原本只是科学问题,却被卷进了政治旋涡又受到"非学术干扰",导致出现了不同的"归功",持续至今近40年;最新的动态在2013年底以来,李四光、黄汲清、谢家荣三家都有代表人物拿出了最新的争论文章,令真相越辩越明,并显示出独特的科学文化意义."大庆发现之争",最关键的是"举证",从现有的"证据"看:"李派"因关键证据被揭穿已站不住脚;"黄派",也因无法排除重要的质疑而难自圆其说;"谢派",拿出了相对充分的证据,却又难以"服众".目前难在"大庆发现"既无关"地质力学"又无关"陆相生油",哪是什么呢?"大庆发现之争",又像一面镜子,照射出了科学精神与科学道德;它呼唤科学争论排除一切"非学术干扰",遵守"科学原则",以证据为准绳,勇于改正错误,既不为尊者讳也不为己讳;还应当文明辩论,净化科学论坛.笔者认为,"大庆发现之争"的"中国独创的地质理论",既不是李四光的"地质力学",也不是黄汲清的"陆相生油",唯其如此愈需要"科学与理性";归功于中国科学家集体,或许是终极的科学意义.“大庆发现之争”，又像一面镜子，照射出了科学精神与科学道德；它呼唤科学争论排除一切“非学术干扰”，遵守“科学原则”，以证据为准绳，勇于改正错误，既不为尊者讳也不为己讳；还应当文明辩论，净化科学论坛。笔者认为，“大庆发现之争”的“中国独创的地质理论”，既不是李四光的“地质力学”，也不是黄汲清的“陆相生油”，唯其如此愈需要“科学与理性”；归功于中国科学家集体，或许是终极的科学意义。

摘要： 运用RFPA2D数值模拟软件对平顶山矿区近构造区域工作面过断层从下降盘向上升盘推进及从上升盘向下降盘推进发生的突出事故进行了数值模拟研究,研究结果表明:突出的发生经过了应力集中阶段、应力诱发煤岩破裂阶段、瓦斯压力驱动裂纹扩展阶段和突出阶段4个阶段;戊9-10-20090机巷突出发生在断层附近,断层受拉伸破坏,煤层发生压剪破坏,由于断层封闭形成压力梯度,在地应力和高瓦斯压力作用下,破碎断层及煤体发生突出;-320东区出煤巷突出是由于断层封闭作用,瓦斯压力变大,煤体发生剪切破坏,煤体破碎较为严重,在揭露断层时发生突出事故;十二矿己15-17-16041风巷突出发生在断层揭露后,底凸部位积聚了大量的瓦斯,瓦斯压力梯度大,破碎煤体在高瓦斯压力作用下发生突出;工作面从断层下降盘向上升盘掘进更容易发生突出现象的发生是由瓦斯释放条件决定的.

摘要： 用于所关注地质体的地质力学和岩石物理建模的方法可以包括使用应用了维里定理的有限差分方法求解弹性静力学边界值问题。

摘要： 用于所关注地质体的地质力学和岩石物理建模的方法可以包括使用应用了维里定理的有限差分方法求解弹性静力学边界值问题。

摘要： 本申请提供了一种盐穴储气库群的地质力学模型建立方法以及装置，用于为如超深盐穴储气库群的待建立盐穴储气库的评价提供科学、有效的数据支持，保障如超深盐穴储气库群的待建立盐穴储气库的合理选定。

摘要： 本发明公开了一种深埋隧道挤压型大变形地质力学模式构建方法，其构建方法步骤如下：步骤一：深埋隧道挤压型大变形地质环境与影响因素研究；步骤二：深埋隧道挤压型大变形时空变形特征分析；步骤三：深埋隧道挤压型大变形力学模型确定；所述步骤三中为建立岩石挤压型大变形的力学模型，在深入分析深埋隧道软弱围岩挤压型大变形力学机理基础上，结合岩石室内试验，进一步探明隧道开挖过程中岩石挤压变形的力学行为，该模型考虑了损伤扩容过程中塑性势函数随损伤变量从损伤扩容塑性势函数线性过渡到破裂碎胀塑性势函数，同时考虑了弹性模量、泊松比随损伤变量的变化规律，即该模型既考虑了强度参数的劣化规律，又考虑了变形参数的劣化。

摘要： 该发明涉及边坡地质力学模型技术领域，尤其涉及一种可控降强模拟的涉水滑坡地质力学模型制备方法。包括如下制备步骤：S1，材料准备，准备试验箱、试验用水、模型土、PVA材料和基岩层；S2，加筋层制作，利用3D打印PVA材料制成加筋层；S3，基岩层模拟，按照滑坡地带的地形数据将基岩层布置于试验箱内；S4，地层形状模拟，按照滑坡地带的地形数据将模型土和加筋层布置于基岩层上，并对模型土进行压实处理；S5，渗水模拟，将试验用水从试验箱的内壁缓慢加入试验箱内。用以提供一种适用于模拟不同破坏模式的涉水滑坡地质力学模型人工制备方案，为模拟强降雨诱发滑坡失稳、库水位变化引发岸坡失稳等试验模拟提供一种可控且易于满足相似设计的试验方法。

摘要： 形成了用于烃生产的感兴趣区域中地下地层的受激岩石体积(SRV)的地质力学集成的模型。形成模型的方法考虑了在不同尺寸尺度上发生的感兴趣的地质力学效应和潜在意义。该方法将在数百米到数千米的区域或地震尺度上存在的断层扰动以及在几分之一米或几米的小得多的水力裂缝模拟尺度上发生的层应力结合到模型中。该方法适用于以前模型中使用的地下网格的不同表示，以表示这些不同的地质力学效应。避免了复杂的网格划分和计算机处理，从而提高了计算机操作，节省了计算机处理时间。

摘要： 本发明涉及油气田勘探开发领域，尤其是裂缝性储层地质力学非均质‑各向异性建模方法。通过裂缝面力学实验，建立裂缝面法向、切向刚度系数与正应力间的数学模型，依据裂缝面三维激光扫描实验结果，建立含裂缝面有限元几何模型，依据裂缝密度与岩体等效杨氏模量、泊松比之间的数学模型，建立裂缝性岩体地质力学非均质模型，并在裂缝性岩体地质力学非均质模型不同方向上赋予不同的岩石力学参数，建立裂缝性储层地质力学非均质‑各向异性模型，得到裂缝性岩体应力大小和方向。本发明专利基于物理模拟与数值模拟的方法提出了一种裂缝性储层地质力学非均质‑各向异性建模方法，实现了不连续岩体地质力学精细建模。

摘要： 本发明公开了一种用于地质力学模型试验预留洞室的模型体制作装置及方法，包括底座、十字内撑和至少一段圆柱形侧板；每段圆柱形侧板包括四个平行边弧形柱侧板和四个直角扇形柱侧板，且平行边弧形柱侧板和直角扇形柱侧板交替拼接在一起组成所述的圆柱形侧板；圆柱形侧板底部固定在底座上，圆柱形侧板内部插装所述的十字内撑。通过改变侧板的大小和形状可以实现任意尺寸、任意洞型的模型体的制作。本发明解决了地质力学模型试验中预留洞室制作困难、不同形式的洞型难以预制的问题，同时该发明构造简单、拆卸方便、实用可靠和价格低廉的优点，安装和拆卸等操作方法也易于掌握，具有非常广阔的推广应用价值。

摘要： 本发明涉及一种预测地质区域中油气聚集的方法，方法包括以下步骤：a.生成地质盆地模型；b.生成地质力学模型；c.生成综合模型；d.基于在步骤a至c中获得的信息生成应变图；e.从应变图预测油气聚集。

摘要： 本实用新型涉及力学测试装置技术领域，提供了一种室内三维地质力学模型试验线性侧压力施加装置。其包括伺服加载器、反力架、前加载板、高强弹簧和后加载板；所述伺服加载器一端与嵌固在地基中的反力架刚性连接，另一端与后加载板连接；两侧的伺服加载器同步加载且移动行程一致；所述后加载板在每侧为整体一个；所述前加载板通过高强弹簧与后加载板连接；所述前加载版在每侧有多个且能上下拼接，其数量与高强弹簧数量一样。与现有技术相比，本实用新型中因不同高度处弹簧的刚度不同，从而实现对模型侧向力的梯度加载。其结构简单、便于操作、试验精度高，克服了现有设备不能很好实现侧压力线性加载的不足。