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物探与化探, 2019, 43(1): 84-89 doi: 10.11720/wtyht.2019.1349

地质调查·资源勘查

木里地区水合物钻孔井壁构造裂缝特征

李洋1,2,3, 刘东明,1,2,3, 林振洲1,2,3, 王宇航1,2,3, 贾定宇1,2,3, 欧洋1,2,3

1. 中国地质科学院 地球物理地球化学勘查研究所,河北 廊坊 065000

2. 自然资源部 地球物理电磁法探测技术重点实验室,河北 廊坊 065000

3. 国家现代地质勘查技术研究中心,河北 廊坊 065000

Characteristics of fractures from borehole walls of gas-hydrate drilling holes in Muli region

LI Yang1,2,3, LIU Dong-Ming,1,2,3, LIN Zhen-Zhou1,2,3, WANG Yu-Hang1,2,3, JIA Ding-Yu1,2,3, OU Yang1,2,3

1. Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, CAGS, Langfang 065000, China

2. Eelectromagnetic Detection Technology Key Laboratory of Ministry of Natural and Resources, Langfang 065000, China

3. National Modern Geological Exploration Technology Research Center, Langfang 065000, China

通讯作者: 刘东明(1988- ),男,硕士,工程师,主要从事地球物理测井数据处理解释方面的研究工作。Email:liudongming@igge.cn

责任编辑: 王萌

收稿日期: 2018-09-25   修回日期: 2018-12-14   网络出版日期: 2019-02-20

基金资助: 中国地质调查局中国地质科学院基本科研业务费项目.  JYYWF20180102
中国地质调查局地质调查项目.  DD20160046
中国地质调查局地质调查项目.  DD20189133
国家127专项项目“陆域天然气水合物勘查技术研究与集成”.  GZHL20110324
国家127专项项目“陆域天然气水合物勘查技术研究与集成”.  GZH201400305

Received: 2018-09-25   Revised: 2018-12-14   Online: 2019-02-20

作者简介 About authors

李洋(1983-),男,硕士,工程师,主要从事地球物理测井仪器方面的研发工作。Email:liyang@igge.cn 。

摘要

木里地区三露天井田断层发育、岩性复杂,且钻探结果揭示水合物主要赋存于地层裂缝中,因此,笔者专门利用声成像测井资料对三露天井田水合物钻孔井壁构造裂缝进行研究,明确了研究区构造裂缝的成像测井响应特征,并从裂缝线密度、倾角、倾向等方面对裂缝的分布特征进行了分析讨论。结果表明:①研究区水合物钻孔井壁裂缝发育,倾角以高角度为主,低角度次之,水平裂缝与高角度裂缝少见;冻土层及以上裂缝较冻土层以下更为发育。②研究区裂缝主要走向与地层断裂走向基本一致或小角度斜交,裂缝的发育受断层控制明显。③研究区裂缝倾角相对较大,不利于烃类气体的大量聚集,这可能是该区域钻孔少见水合物的原因之一。

关键词： 木里地区 ; 天然气水合物 ; 裂缝 ; 声成像测井

Abstract

Well-developed faults and diversified lithology constitute the features of Sanlutian well field, and the drilling results reveal that gas hydrate mainly occurs in the fractures of reservoirs. Therefore, the acoustic image logging data are used specifically to study the structural fractures from borehole walls of gas-hydrate drilling holes in Sanlutian well field. In this paper, the response characteristics of fractures in acoustic image logging were confirmed and the linear density, dip angle and dip direction of fractures were discussed. Some conclusions have been reached: ① Fractures are developed in the borehole walls of gas-hydrate drilling holes. In these fractures, high-angle fractures are dominant, followed by low-angle fractures, and the vertical and horizontal fractures are rare. ②The main strike of fractures is basically consistent with the fault strike or oblique-crossing at small angles. The distribution of fractures is controlled distinctly by faults. ③It is unfavorable for the assembly of hydrocarbon gases as the fractures of the study area are dominated by high-angle fractures, which is one of the possible reasons why gas-hydrate is rare.

Keywords： Muli region ; gas-hydrate ; fractures ; acoustic image logging

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本文引用格式

李洋, 刘东明, 林振洲, 王宇航, 贾定宇, 欧洋. 木里地区水合物钻孔井壁构造裂缝特征. 物探与化探[J], 2019, 43(1): 84-89 doi:10.11720/wtyht.2019.1349

LI Yang, LIU Dong-Ming, LIN Zhen-Zhou, WANG Yu-Hang, JIA Ding-Yu, OU Yang. Characteristics of fractures from borehole walls of gas-hydrate drilling holes in Muli region. Geophysical and Geochemical Exploration[J], 2019, 43(1): 84-89 doi:10.11720/wtyht.2019.1349

0 引言

天然气水合物是主要由甲烷及其他几种烃类气体分子和水分子组成的类似冰的固态笼型晶体化合物,主要分布于海底沉积物和陆上永久冻土带中,是目前地球上尚未开发的储量最大的潜在能源[1,2]。我国冻土面积辽阔,具备良好的天然气水合物形成条件和勘探前景[3,4,5],其中,2008年在青藏高原祁连山木里煤田聚乎更矿区钻获的天然气水合物实物样品,是世界首次在中低纬度高山冻土区发现水合物实物[6]。近年来,众多学者在木里地区开展了系统的调查工作,研究结果显示该区断层发育、地层缺失和重复、岩性种类复杂,水合物主要赋存于地层裂缝中,受裂缝控制比较明显[7,8]。

钻孔岩芯是研究地层裂缝的第一手资料,但岩芯取出后,裂缝的方位信息便无法准确获得,对裂缝的研究造成较大的局限性[9]。地球物理测井是天然气水合物资源勘查与储层评价的有效手段,其中超声成像测井能够获得反映地层原位地质特征的井壁图像,使测井资料的应用变得更加直观、精确,可以有效地评价地层裂缝特征[10,11]。因此,利用成像测井资料研究天然气水合物钻孔井壁构造裂缝特征具有重要意义。

1 地质概况

本次研究的目标区域位于祁连山冻土区木里煤田聚乎更矿区。祁连山冻土区位于青藏高原北部,海拔4 100~4 300 m,面积约为10万km2,年平均气温-5.1℃。祁连山构造单元包括北祁连构造带、中祁连陆块和南祁连构造带3部分,其中北祁连分为河西走廊和走廊南山,中祁连陆块主要为托莱山。聚乎更矿区总体上由一个大背斜和两个小向斜组成,大背斜包括大通山南缘和托莱山北缘;北部向斜包括三井田、二井田和一露天3个井田;南部向斜包括四井田、一井田、二露天和三露天4个井田(图1)。其中,三露天井田是天然气水合物勘探的主要研究区。

图1

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图1   研究区地质及钻孔位置示意图[12]

Fig.1   Schematic diagram of geology and drilling location in the research area


到目前为止,中国地质调查局在研究区共施工了12口天然气水合物勘探井和3口试采井,即DK1、DK2、DK3、DK4、DK5、DK6、DK7、DK8、DK9、DK10、DK11、DK12、SK0、SK1、SK2。研究区内钻获的所有实物样品及显著异常产出埋深范围为110~500 m,全部赋存于永久冻土层(厚度一般为60~80 m,局部120 m)之下,主要产出于粉砂岩、暗色泥岩、油页岩等低孔渗岩层的裂缝中[13,14]。

2 裂缝的测井响应特征

裂缝是岩石受力发生破裂,沿破裂面两侧的岩石没有发生明显位移的一种断裂构造现象。裂缝的分类方案有很多种,主要有[15,16]:① 按产状可以分为水平裂缝、低角度裂缝、高角度裂缝、垂直裂缝;② 按充填程度可以分为张开裂缝(未充填)、部分充填裂缝和全充填裂缝;③ 按成因可分为天然裂缝和钻井诱生裂缝。

1) 不同产状的裂缝

水平裂缝近水平切割整个井眼,图像上显示为近水平的连续性好的暗色条带(若被高声阻抗物质充填则为亮色条带),倾角小于15°(图2a)。低角度裂缝小角度切割整个井眼,图像上显示出明显的正弦曲线状暗色条带,起伏幅度较低,倾角在15°~45°之间(图2b)。高角度裂缝大角度切割整个井眼,图像上同样显示出明显的正弦曲线状暗色条带,起伏幅度较高,倾角在45°~75°之间(图2c)。垂直裂缝近90°切割整个或部分井眼,图像上显示为尖峰状暗色条带,起伏剧烈,倾角大于75°(图2d)。

图2

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图2   不同类型裂缝的声成像测井响应特征

Fig.2   The response characteristics of different types of fractures from ultrasonic image logging

a—horizontal fractures;b—low-angle fractures;c—high-angle fractures;d—vertical fractures;e—mud filled fractures;f—calcite filled fractures;g—drilling induced fractures


2) 不同充填程度的裂缝

张开裂缝未被充填,在图像上显示为暗色条带(图2a~d)。部分充填裂缝由于充填不完全,在图像上显示为断续的暗色条带。全充填裂缝根据其充填物质声阻抗的不同,在图像上的显示也不尽相同,若为泥质充填,则显示为浅色条带(图2e),若为方解石充填,则显示为亮色条带(图2f)。

3) 不同成因的裂缝

天然裂缝可分为构造裂缝和非构造裂缝。非构造裂缝是岩石失水和岩浆冷却而体积收缩以及压溶作用而形成的,主要有收缩裂缝和缝合线两种。构造裂缝是岩石在地壳运动过程中受构造作用力而形成的,主要有张开裂缝和充填裂缝,图2a~f皆为构造裂缝。钻井诱生裂缝是钻井过程中钻具震动、地层应力释放和钻井液压裂等因素诱导形成的,图像上显示为两组羽状排列或两条近于直立的暗色条带,呈180°对称分布,图2g为一组地层原始应力释放、挤压井眼周围地层而形成的钻井诱生裂缝,又称作井壁崩落。

3 裂缝分布特征

笔者利用DK11、DK12、SK0、SK1、SK2五个钻孔的声波成像测井资料,根据裂缝在声成像图像上的展布形态,对钻孔井壁构造裂缝进行了人机交互提取,计算了裂缝参数并分析了裂缝分布特征。

裂缝线密度是衡量裂缝发育程度的参数,一般用单位长度(10 m)内裂缝的条数来表示[16]。由各钻孔的裂缝线密度曲线图(图3)可知,DK11、DK12、SK0、SK1和SK2五个钻孔的裂缝线密度平均值分别为16.7条/10 m、 25.4条/10 m、 16.7条/10 m、21.4 条/10 m、17.8条/10 m,最大裂缝线密度分别为56条/10 m、89条/10 m、37条/10 m、61条/10 m、51条/10 m,冻土层深度范围内裂缝线密度明显大于冻土层以下。

图3

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图3   各钻孔裂缝线密度曲线

Fig.3   The line density curve of fractures for every hole


利用成像测井资料,不仅能获得裂缝线密度信息,还能准确计算出每条裂缝的倾角、倾向。各钻孔裂缝倾角倾向分布图(图4)显示:① DK11孔裂缝倾角主要分布在35°~75°范围内,倾向以近正S向为主;② DK12孔裂缝倾角主要分布在30°~65°范围内,倾向以近WS向为主;③ SK0孔裂缝倾角主要分布在30°~60°范围内,倾向以近WS向为主;④ SK1孔裂缝倾角主要分布在20°~55°范围内,倾向以近WS向为主;⑤ SK2孔裂缝倾角主要分布在35°~70°范围内,倾向以近WS向为主。由此可见,研究区裂缝以高角度为主,低角度次之,水平裂缝和垂直裂缝极少;裂缝走向仅DK11孔以近EW向为主,其余4个钻孔均以NW-SE向为主。

图4

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图4   各钻孔裂缝倾角、倾向赤平投影

Fig.4   The stereographic projection of fracture dip and azimuth for every hole


4 讨论

研究区断层广泛发育,其中F1、F2(或F27)、F27'(或F25)3条断层走向均为NW-SE向,在平面上以近乎平形状展布在工区内,控制了研究区的基本构造形态[17]。而通过成像测井获得的裂缝主要走向与地层断裂走向基本一致或小角度斜交,说明研究区内大多数裂缝的发育受到断层的控制。

地层中的裂缝既是油气运移的通道、又是油气储集的重要空间[7]。裂缝倾角的大小往往决定着裂缝是主要作为油气的运移通道还是作为油气的储集空间。研究区裂缝较为发育,为烃类气体的运移和聚集提供了空间,但裂缝的倾角相对较大,地层垂直方向上的连通性较好,使得烃类气体多数向上扩散,少数得以聚集。而冻土层及以上裂缝相对下部更为发育,导致冻土层内很难有烃类气体聚集,这也可能是研究区冻土层内未见天然气水合物、仅冻土层以下见少量天然气水合物的原因之一。

5 结论

笔者利用声成像测井资料对木里地区三露天井田的DK11等5个钻孔的井壁构造裂缝进行了提取与分析,取得以下认识:

1) 研究区水合物钻孔井壁裂缝整体较为发育,冻土层以上裂缝较冻土层以下更为发育;裂缝线密度最大为25.4条/10 m,倾角以高角度为主,倾向以WS向为主;

2) 研究区裂缝的发育受地层主控断层的显著控制,其走向以NW-SE向为主,与地层断裂的走向基本一致或小角度斜交;

3) 研究区裂缝倾角相对较大,地层纵向上的连通性较好,冻土层无法形成有效的水合物盖层,这可能是该区域钻孔少见水合物的原因之一。

The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

张洪涛, 张海启, 祝有海 .

中国天然气水合物调查研究现状及其进展

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天然气水合物大致经历了实验室研究、管道堵塞及防治、资源调查与开发利用4个发展阶段,中国目前正处于资源调查阶段的早期.自1999年开始,中国先后开展了南海、东海、陆上冻土区和国际海底区域天然气水合物的调查研究.相继发现了一系列地质、地球物理和地球化学异常标志,并在南海北部神狐地区成功采到水合物实物样品,取得了找矿工作的重大突破.显示出良好的找矿前景,但目前仍存在着调查研究程度较低、技术装备比较落后等问题.随着国家对天然气水合物重视程度的加强,中国天然气水合物的调查研究进程将会将进一步加快.并在不久的将来过渡到试生产阶段和商业性生产阶段.

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祁连山冻土区位于青藏高原北缘，多年冻土面积约10×10????4??km????2??，具有良好的天然气水合物形成条件和找矿前景。2008～2009年间中国地质调查局在青海省天峻县木里煤田聚乎更矿区施工“祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程”，迄今共完成钻探试验井4口，总进尺2059.13m，分别在DK 1、DK 2和DK 3钻井中钻获天然气水合物实物样品，取得了找矿工作的重大突破。天然气水合物产于冻土层之下，埋深133~396m。水合物呈白色、乳白色晶体，点火能燃烧，红外热像仪测温后呈明显的低温异常，放进水里强烈冒泡，水合物分解后能不断冒出气泡和水滴，并残留下特征的蜂窝状构造。激光拉曼光谱仪检测呈现特征的水合物光谱曲线，测井曲线也具有较明显的高电阻率和高波速标志。祁连山天然气水合物具有冻土层薄、埋深浅、气体组分复杂、以煤层气成因为主等明显特征，是一种新类型水合物。这是我国冻土区首次钻获的天然气水合物实物样品，也是全球首次在中低纬度高山冻土区发现天然气水合物实物样品，具有重要的科学意义和经济意义。

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<p>2008年冬季和2009年夏天首次在我国陆域祁连山冻土区钻获到天然气水合物实物样品。野外直接观察到白色冰状天然气水合物与点火燃烧现象及其他明显的异常现象，如含天然气水合物岩心表面强烈地冒气泡、渗出水珠、没入水中冒出长串气泡、井中释放异常压力气体、密闭条件下解析出异常含量气体、岩心晾干后留下重烃斑迹、残余细蜂窝状构造、伴生晶型完好的菱形自生方解石矿物、热红外低温异常等现象；室内激光拉曼光谱检测到天然气水合物笼状体峰及其包含的烃类气体峰，宏观地球物理测井曲线上显示含天然气水合物岩心段存在明显偏高的电阻率和声波速度异常。祁连山冻土区天然气水合物及其异常现象主要产出在冻土层下130~400 m之间的细砂岩孔隙与裂隙中及泥岩、油页岩、粉砂岩等裂隙中。</p>

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<p>中国是世界第三冻土大国，多年冻土面积达2.15&times;10<sup>6</sup> km<sup>2</sup>（主要分布于青藏高原和东北大兴安岭地区），蕴含丰富的天然气水合物资源。前人对中国冻土区天然气水合物的研究多局限在青藏高原，且在找矿预测特别是找矿选区方面的研究较少。为此，对中国冻土区天然气水合物成矿条件及找矿选区进行了深入讨论，并初步评价其资源潜力。根据形成天然气水合物的气源条件、温压条件，结合目前所发现的异常标志，认为中国冻土区具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景，羌塘盆地是形成条件和找矿前景最好的地区，其次是祁连山地区、风火山&mdash;乌丽地区和漠河盆地，接下来还有青藏高原的昆仑山垭口盆地、唐古拉山&mdash;土门地区、喀喇昆仑地区、西昆仑&mdash;可可西里盆地以及东北的根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地和新疆北部的阿尔泰地区等。采用体积法和蒙特卡罗法初步估算出中国冻土区天然气水合物资源量约为38&times;10<sup>12</sup>m<sup>3</sup>，相当于380&times;10<sup>8</sup> t 油当量，与中国常规天然气资源量基本相当，显示出巨大的资源潜力。</p>

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青藏高原多年冻土区分布在中纬度地带,天然气水合物赋存环境和基本特征既不同于海域水合物,也不同于极地冻土区水合物,缺少有效的勘探技术成为制约我国陆域天然气水合物资源调查与评价工作的主要技术瓶颈。在国家863计划、国土资源部行业科研专项和水合物国家专项共同支持下,开展了陆域冻土区天然气水合物勘查技术攻关,初步建成了陆域永久冻土区天然气水合物勘查的高精度地震勘探技术、音频大地电磁测深技术、超深探地雷达技术、地球化学勘查技术和综合地球物理测井技术;总结了冻土区天然气水合物地震学和电磁学识别标志,优选出了水合物地球化学勘查的有效指标,研发了水合物储层测井识别技术和储层参数评价技术;初步建立了冻土区天然气水合物物化探有效方法组合和物化探综合勘查模型;预测了水合物成藏有利区,提出的建议井位钻遇天然气水合物,方法有效性得到初步检验和应用。研究成果对推动陆域冻土区天然气水合物勘查技术进步、支撑我国冻土区天然气水合物资源评价与开发工作有重要意义。

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祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程中采用电缆测井识别水合物储层，使用了三侧向、声波速度、自然伽马、长源距伽马伽马、井温、井径、井斜7种测井仪器，所获参数有利于确定天然气水合物的赋存位置。根据DK-1钻孔中获得水合物样品层段的测井曲线总结出水合物测井响应的特征，并参考国外的相关资料．对DK-1地层的孔隙度和天然气水合物饱和度进行了初步评价。结果表明，电阻率方法求出的地层孔隙度与岩心分析值较为接近，而用标准阿尔奇方程和修正的阿尔奇方程计算出的天然气水合物的饱和度值相差较大。因此，尚需对水合物岩心进行深入的分析测试，建立适当的岩石物理模型．来指导中国天然气水合物的测井评价．

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三露天天然气水合物钻探结果揭示,水合物主要赋存于裂隙型和孔隙型储层中。基于钻探结果,在测井岩性识别的基础上,综合利用常规测井和超声波成像测井等资料,总结两类天然气水合物储层的测井响应特征,形成了基于测井资料的水合物储层识别方法,并对该区储层进行划分。结果表明：（1）裂隙型水合物储层比纯泥岩层段的裂隙发育;声波速度较高,范围为1.5~4.5 km/s;电阻率最高可达90Ω·m。孔隙型水合物储层比砂岩水层的声波速度高,范围为2.0~4.0 km/s;电阻率亦为高值,范围为90~180Ω·m。（2）研究区14个钻孔共识别出裂隙型储层12层,孔隙型储层15层,总厚度为217.2 m。钻遇水合物的厚层均能识别,但少量钻遇的薄层未能识别,原因可能为薄层水合物含量少,导致测井响应不明显。总体上,测井方法在三露天天然气水合物储层识别方面应用效果良好。

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木里地区天然气水合物附存状态和储层岩性与海域或极地冻土区的水合物存在明显差异,为分析研究区水合物储层的测井响应特征,形成基于该特征的水合物储层识别方法,对本地区水合物勘探具有重要意义.文中利用常规测井和超声成像测井资料,分岩性、分附存状态,讨论了多种情况下水合物测井响应特征及产生的原因,统计出储层测井参数值的范围,并对研究区钻孔进行了水合物识别.研究结果表明:①视电阻率和自然伽马对孔隙型水合物反映灵敏,视电阻率和纵波速度对裂隙型水合物反映灵敏;②地质编录的厚层水合物均能识别,且识别出一些疑似水合物储层,但少量钻遇的薄层水合物未能识别,分析原因为水合物含量偏低,导致测井响应特征不明显;③研究区10口井识别出水合物和疑似水合物异常,其中孔隙型储层累计厚度89 m,裂隙型储层累计厚度151.6m,故研究区以裂隙型水合物储层为主.综上所述,地球物理测井方法对水合物储层有很好的响应,可有效运用于研究区所有钻孔的水合物储层识别工作.

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URL     Magsci     [本文引用: 1]

<p>通过对三露天井田天然气水合物钻孔岩心观察与统计分析，从线密度、倾角、充填程度等方面对裂隙的特征进行讨论，明确研究区天然气水合物赋存类型以及构造裂隙的基本特征，最后讨论了裂隙对天然气水合物形成的作用。结果表明：井田内 天然气水合物绝大多数赋存于粉砂岩、暗色泥岩、油页岩中，其中62.5%赋存于构造裂隙中；研究区构造裂隙以低倾角(占50.37%)、未被充填裂隙为主(占73.68%)，且水合物上覆地层裂隙 密度均不同程度减小。研究区裂隙的发育特征对天然气水合物成藏起到重要的作用：研究区73.68%的裂隙为未充填，为烃类气体的运移和聚集提供了空间；50.37%的裂隙为低倾角，垂直方 向上的渗透率值较小，不同层位的连通性差，极大地限制了烃类气体向上扩散，使其得以聚集保存；最后，裂隙发育程度的降低，同样抑制了烃类气体向上扩散，起到了相对&ldquo;盖层&rdquo;的作用 。</p>

Chen L M, Qin R F, Jiang A L , et al.

Structural fracture characteristics of cores from gas-hydrate drillholes in sanlutian of Muli coalfield, Qinghai

[J]. Geoscience, 2015,29(5):1087-1095.

Magsci     [本文引用: 1]

林振洲, 李洋, 高文利 , 等.

祁连山冻土区天然气水合物层位测井物性分析

[J]. 物探与化探, 2013,37(5):834-837.

DOI:10.11720/j.issn.1000-8918.2013.5.14      URL     Magsci     [本文引用: 1]

笔者旨在总结出一套适用于祁连山冻土区地层孔隙度和天然气水合物含量的计算方法。利用2个钻孔的岩芯实验室测试数据,采用多元线性回归方法,得到了适合本地区的孔隙度计算公式。通过参考国内外相关资料,采用修正的阿尔奇公式计算水合物含量,并求得了有测井数据的5个钻孔水合物异常层位的含量值。研究结果表明,三元回归的孔隙度公式比单变量回归的效果好,计算值与岩芯测试数据回归精度达到85%;计算的水合物含量值范围为11.47%~81.61%。本次研究成果对未来该地区的天然气水合物测井评价具有一定的参考价值。

Lin Z Z, Li Y, Gao W L , et al.

Physical character analysis of logging data for natural gas hydrate in Qilian Mountain permafrost area

[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2013,37(5):834-837.

Magsci     [本文引用: 1]

邹长春, 刘东明, 聂昕 , 等.

利用成像测井资料分析汶川地震断裂带科学钻探3号孔(WFSD-3)裂缝特征

[J]. 现代地质, 2012,26(6):1146-1153.

DOI:10.3969/j.issn.1000-8527.2012.06.003      URL     Magsci     [本文引用: 1]

<p>WFSD-3孔是汶川地震断裂带科学钻探主要钻孔之一，全井段(终孔深度1 50230 m)实施了连续取心(累计取心进尺1 54844 m)和测井作业。采集到的成像测井资料包含丰富的原位地质特征信息，对裂缝、破碎带识别和构造应力场分析具有重要作用。利用该钻孔的电阻率成像测井和超声成像测井资料，结合岩心资料进行了裂缝特征分析。结果表明，WFSD-3孔岩层高角度斜交缝最为发育，其次是低角度斜交缝，垂直缝和水平缝极少；25~200 m和900~1 000 m深度范围内裂缝尤为发育；不同深度的裂缝倾向存在明显差异：410 m之上主要分布于260&deg;~290&deg;，410~730 m集中于330&deg;~360&deg;，730~960 m主要分布于210&deg;~240&deg;，960~1 185 m与410 m之上基本一致，1 410~1 450 m与前述各深度段不同，集中于180&deg;~200&deg;；裂缝与破碎带、层理密切相关，宏观分布受构造控制。</p>

Zou C C, Liu D M, Nie X , et al.

Fracture characterization using image logging in borehole 3 of Wenchuan earthquake fault zone scientific drilling (WFSD-3)

[J]. Geoscience, 2012,26(6):1146-1153.

Magsci     [本文引用: 1]

庞守吉, 苏新, 杨旭 , 等.

祁连山冻土区天然气水合物科学钻探试验井中侏罗统的沉积学特征

[J]. 地质通报, 2011,30(12):1829-1838.

DOI:10.3969/j.issn.1671-2552.2011.12.004      URL     [本文引用: 1]

对青海祁连山冻土区天然气水合物钻井（DK一3）岩心进行了沉积学分析。根据对钻井地层特征、粒度、矿物含量的综合分析，在DK一3钻井揭露的中侏罗统中识别出4种沉积相类型，并完成了沉积微相的划分。伴随地层由老到新，沉积环境由最初发育的辫状河过渡到相对稳定的湖泊（辫状河一曲流河—＋曲流河三角洲一湖泊）。在133-156m和225．1-240m井段的岩层中发现的天然气水合物，主要呈薄层状分布于岩石裂隙面上；而在367．7-396m井段，天然气水合物除存在于岩石裂隙中外，在砂岩孔隙中亦大量存在。天然气水合物的产出与沉积环境、构造条件有着密切的联系。

Pang S J, Su X, Yang X , et al.

Sedimentological features of middle jurassic strata revealed by scientific drilling boreholes of natural gas hydrate in Qilian Mountain permafrost

[J]. Geological Bulletin of China, 2011,30(12):1829-1838.

[本文引用: 1]

庞守吉, 苏新, 何浩 , 等.

祁连山冻土区天然气水合物地质控制因素分析

[J]. 地学前缘, 2013,20(1):223-238.

URL     [本文引用: 1]

对祁连山冻土区天然气水合物勘探区DK-2至DK-6钻孔地层、岩心粒度、断层破碎带以及冻土层属性进行了综合分析。结果表明,研究区水合物储存首要控制因素是可为深部气源提供流体通道的区域主断层,其他小断层和破碎带可为水合物提供部分流体来源及储存空间,气体来源以深部热解气为主;不同沉积环境地层中水合物赋存层段的粒级组分含量不同,局部粗碎屑沉积亦可为天然气水合物提供有利储存空间;而水合物的储存不仅受冻土层厚度控制,还可能与冻土层岩性有很大关系,有利的"盖层"(低孔隙度、低渗透率)可能更利于水合物的赋存。此外,江仓组地层也可能对天然气水合物有一定的岩相控制作用。

Pang S J, Su X, He H , et al.

Geological controlling factors of gas hydrate occurrence in Qilian Mountain permafrost, China

[J]. Earth Science Frontiers, 2013,20(1):223-238.

[本文引用: 1]

王平康, 祝有海, 卢振权 , 等.

祁连山冻土区天然气水合物岩性和分布特征

[J]. 地质通报, 2011,30(12):1839-1850.

DOI:10.3969/j.issn.1671-2552.2011.12.005      URL     [本文引用: 1]

2008~2009年实施的"祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程",已完成DK-1、DK-2、DK-3和DK-4孔的钻探任务。施工期间多次钻获天然气水合物实物样品,证实祁连山冻土区存在天然气水合物。祁连山冻土区天然气水合物主要以裂隙型和孔隙型2种状态产出。基于天然气水合物存在的10个方面的特征,认为天然气水合物赋存层位主要为中侏罗统江仓组,产于冻土层之下,主要储集于133.0~396.0m区间,储集层岩性多以粉砂岩、油页岩、泥岩和细砂岩为主,含少量中砂岩。钻孔中天然气水合物纵向分布不具有连续性,钻孔间横向分布规律不明显。岩石质量指标(RQD)统计结果显示,RQD低值区与天然气水合物储集层段具有较好的一致性,表明裂缝系统对于该区天然气水合物的分布具有重要的控制作用。

Wang P K, Zhu Y H, Lu Z Q , et al.

Gas hydrate in the Qilian Mountain permafrost and its distribution characteristics

[J]. Geological Bulletin of China, 2011,30(12):1839-1850.

[本文引用: 1]

邓呈祥, 潘和平, 方思南 .

汶川科钻WFSD-3孔裂缝响应特征及识别方法

[J]. 地质科技情报, 2015,34(5):184-189.

URL     [本文引用: 1]

汶川科钻WFSD-3孔位于四川省绵竹市九龙镇境内,该孔测井资料齐全,钻遇裂缝种类丰富、特征明显,是研究裂隙识别方法和地应力场分布的理想对象。从成像测井出发,通过汶川科钻WFSD-3孔的测井资料研究常规测井识别和提取裂缝的方法,总结了不同种类的裂缝在成像测井中的响应特征,然后分析了对应深度处裂缝在常规测井的响应特征,再根据各参数对裂缝的敏感度优选出裂缝识别参数来构造判别函数进行裂缝自动识别。结果表明,声波测井AC、密度测井DEN、补偿中子测井CNL、微球形聚焦测井RMSL、三孔隙度比值RP、岩石结构指数m和地层因素比值FRP在裂缝处响应明显,其中,声波测井AC、密度测井DEN对低角裂缝尤为敏感,由它们构成的判别函数识别正确率为86.67%,具有较好的应用效果。

Deng C X, Pan H P, Fang S N .

Fracture identification and the response characteristics of fracture in the third drilling hole of WFSD project

[J]. Geological Science and Technology Information, 2015,34(5):184-189.

[本文引用: 1]

刘东明, 林振洲, 高文利 , 等.

藏南泽当科学钻探ZDSD-1孔超声成像测井解释

[J]. 物探与化探, 2017,41(4):672-677.

DOI:10.11720/wtyht.2017.4.13      URL     [本文引用: 2]

ZDSD-1孔是＂大陆科学钻探选址与钻探实验＂项目在罗布莎铬铁矿区科学钻探实验区部署的第三口科学钻探孔,终孔深度1 486.86 m,全孔实施了连续取芯和综合地球物理测井作业。采集到的超声成像测井资料包含丰富的井壁地质特征信息,对裂缝、破碎带识别和构造应力场分析具有重要作用。通过对超声成像测井资料的研究,在超声成像测井图上裂缝多表现为宽度变化明显的暗色条带特征;破碎带多表现为杂乱的暗色或黑色斑块,地层破碎严重时则呈大段的暗色或黑色条带;井壁崩落表现为一组近180°对称分布的暗色或黑色垂直条带或斑块。通过对20组井壁崩落方位的统计,推断ZDSD-1孔现今最大水平主应力方位为40.3°~218.4°。

Liu D M, Lin Z Z, Gao W L , et al.

The interpretation of ultrasonic imaging logging data obtained in drill hole ZDSD-1 of the zedang scientific drilling in Tibet

[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017,41(4):672-677.

[本文引用: 2]

于长青, 李永红, 卢振权 , 等.

青海木里三露天井田构造特征及其与天然气水合物分布关系

[J]. 现代地质, 2015,29(5):1138-1143.

URL     Magsci     [本文引用: 1]

<p>通过对青海木里冻土区三露天井田三维地震资料进行处理，在岩石物理分析和地震响应特征分析模拟的基础上，获得了研究区深部构造和地震特殊处理如AVO 特征分析等结果。结果显示，该区天然气水合物的分布与构造关系极为密切，研究区的天然气水合物分布主要受构造控制。在构造发育区，断裂和裂隙发育，其内的天然气水合物分布特征明 显，这一结果与实际钻探结果亦相吻合。</p>

Yu C Q, Li Y H, Lu Z Q , et al.

Structural features and the relation with gas hydrate distribution in sanlutian of Muli, Qinghai

[J]. Geoscience, 2015,29(5):1138-1143.

Magsci     [本文引用: 1]

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