운동학적 관점에서 볼 때 지질 구조 현상은 역사 구조 운동 사건의 중요한 기록이다. 변형률 이미지로서, 구김구조체계든 단층구조체계든, 대부분 유체의 이동 상태에 중요한 제어 역할을 하는 구조운동 중 구조응력장 활동의 결과를 어느 정도 반영했다. 따라서 여러 가지 중요한 구조 운동에서 이러한 주름이나 파괴 시스템의 구조 응력장 특성과 그 진화의 역학 과정을 연구하는 것이 가장 본질적인 방법 및 방법입니다. 즉, 구조 응력 구동은 유체 이동과 집결에서 무시할 수 없는 중요한 요소입니다.
영역 시공 응력장의 응력 분포 및 응력 상태는 시공 응력 구동을 반영합니다. 현재, 광전 구조 연구에서 서로 다른 수준의 구조 응력장을 시뮬레이션하여 알려진 광점과의 평면 위치 관계를 이용하여 광전, 광맥 또는 광체의 분포 법칙을 탐구하고 있다. 연구에서, 우리는 구조 응력에 의해 구동되는 구조 응력장을 유체가 이동하는 물질장과 직접 연결하여 유체 이동의 방향과 속도를 논의하려고 시도했다. 이를 위해 이동세장의 개념을 지질역학 시뮬레이션 실험실에 도입하여 응력 구동, 유체 응력 및 이동세장 간의 관계에 대한 편미분 방정식을 수립했습니다.
1. 시공 응력은 유체 이동에 추진력을 제공합니다.
외국 학자들은 구조응력과 기름가스 농축의 관계를 연구함으로써 주기적인 구조동력작용으로 유기질의 전환 과정과 생탄화속도를 가속화한 결과, 석유가스 분지에서 석유가스 축적이 충분히 형성될 수 있다고 지적했다. 국내 일부 학자 (황 등,1989; 장지민 등 1993) 지질구조체계 분석부터 시공응력장과 유가스 집결 관계를 검토해 구조응력이 유가스 집결을 촉진할 수 있다고 판단했다. 사실 1960 년대 초 이사광 교수는' 암석의 응력 구동과 유체 운동' 의 연구 방향을 분명히 제시했다. 이후 일부 학자들은 유전 지질 작업을 바탕으로 물리적 시뮬레이션과 수학적 시뮬레이션을 통해 응력 구동과 탄화수소 이동의 이론과 방법을 제시했고, 국부 저 응력 값 지역은 고유가스 농축 지역 (심수민 등,1989) 일 수 있다고 주장했다. 덩 등, 1993).
유체 이동의 직접적인 추진력은 구조적 변형을 일으키는 구조 응력장과 아직 변형을 일으키지 않은 응력 필드 활동입니다. 연구에 따르면 각종 구조운동, 특히 눈에 띄는 변형을 일으키는 구조운동은 유체의 이동과 집계에 중요한 역할을 한다. 미시적 메커니즘에서 다양한 변형을 생성하는 구조적 응력장은 암석 골격에 작용하여 탄성 변형, 소성 흐름 및 취성 파열을 일으킵니다. 또한 암석 간격의 유체에도 작용하여 모세관, 구멍 틈, 틈면 등 다양한 채널을 통해 유체가 낮은 높은 시공 공간으로 이동하게 합니다.
한편, 오늘날의 응력 응력은 뚜렷한 변형을 일으키지는 않지만 유체의 이동에도 매우 중요한 역할을 합니다. 우리 모두 알고 있듯이, 암석의 침투성은 암석의 다공성과 같은 요소뿐만 아니라 응력 상태의 영향도 받습니다. 두 수평 응력은 동일하지 않습니다. 즉, 수평 응력의 비등방성은 암석 침투율의 비등방성을 일으킬 수 있습니다. 칼슨 (1986) 은 스웨덴 스마크의 두 가지 수평 응력 비율을 발견했습니다.
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형식 중: σH 는 최대 수평 주 응력입니다. σh 는 최소 수평 주 응력입니다.
암석의 액체 전도도는 다음과 같습니다.
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형식 중: BH 는 최대 수평 주 응력 방향의 전도율입니다. Bh 는 최소 수평 주 응력 방향을 따라 전도율입니다.
최대 수평 주 응력 방향을 따라 전도율이 크면 액체가 해당 방향으로 더 쉽게 흐를 수 있음을 알 수 있습니다. 이런 응력 응력 특징은 생산정과 주정 배치를 지도하고 채유 효율을 높이는 데 사용될 수 있다.
결론적으로, 구조적 응력장의 작용으로 유체는 고압 저공대에서 구조적 고부위의 저압 고공대로 이동하고, 응력은 국부 응력의 저가치 영역에서 방출되며, 압력과 에너지도 낮아진다.
구조 운동은 유체 이동을위한 채널을 제공합니다.
구조운동의 산물로서 규모에 따라 미세한 균열, 균열, 균열의 형성은 유체 이동에 좋은 통로를 제공한다.
구조 운동으로 인한 명백한 변형 끊기는 유체 이동의 통로로 사용될 수 있습니다. 일반적으로 장력 균열은 개방 기능이 있고, 압력 균열은 폐쇄 기능이 있지만 반드시 그런 것은 아니다. 그것들의 개폐는 역학 성질뿐만 아니라 단절 활동과도 관련이 있다. 순수 균열면의 경우 일반적으로 차폐작용을 하여 유체 이동을 막는다. 단층은 모세관 특성과 유체 압력이 다른 암층을 나란히 묶기 때문이다. 특정 조건에서만 균열 표면 자체가 유체에 원활한 통로를 제공합니다. E.c.d.hooper (1991) 는 성장 단층을 따라 유체의 이동을 연구한 후 주기 흐름 이론을 제시했다. 이 이론은 균열이 활동할 때 침투율과 유체세가 증가하면 유체가 균열을 따라 위로 움직일 수 있고, 균열이 활동하지 않을 때는 침투율이 낮아지고 흐름이 멈춘다고 주장한다. 부러진 활동과 유체 흐름이 집중됨에 따라 끊어진 면과 주변암 사이에 유체 전위 그라데이션이 형성되었다. 유체가 충분히 농축되면 유체 이동이 발생할 가능성이 높다. 주기적인 흐름은 또한 분지에서 유체 흐름 방향의 주기적인 변화를 초래할 수 있다. 저침투기에는 단층을 통한 측면 흐름만 의미가 있는 반면, 단층활동 기간에는 석유가스가 옆으로 통과할 수 있을 뿐만 아니라 단층층을 따라 수평과 수직을 따라 이동할 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 계절명언) 단층대를 역전시켜 석유가스의 폐쇄성을 통제하는 것은 잘 알려진 사실이다. 예를 들어, 북미 서부의 거대한 코딜러라 역차단대 아래에서 일련의 가스전이 발견되었다. 오르도스와 클라마이는 역표지 단열대 통제 하에 있는 대형 가스전을 발견했다. 그러나 단층대를 역전시키는 주기적인 활동도 유운이동의 주요 통로가 될 수 있다 (예: 타북 유전 윤대 단층).
유체 이동 잠재력
다른 지하 유체와 마찬가지로 지하 암석의 유체 이동은 다시의 법칙을 따른다. 유체 이동의 목적은 새로운 에너지 균형 상태를 달성하는 것이다. 지하 어느 지점에서의 유체의 에너지 상태를 설명하기 위해 유체 잠재력 개념 (Hubbert, 1940) 이 도입되었습니다. 유체세란 간단히 말하면 단위 질량 유체가 어느 곳에나 있는 기계 에너지이다. 정확히 말하자면, 유체에서 임의의 표면의 약간의 힘은 단위 질량의 유체가 그 참조 면에서 임의의 표면으로 이동할 때 발생하는 총 기계 에너지입니다. 수학적 표현은 다음과 같습니다.
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형식 중: φ는 특정 지점의 유체 잠재력입니다. Z 는 점의 표고입니다. G 는 중력 가속도입니다. P 는 점의 유체 압력입니다. ρ 는 유체 밀도입니다. Q 는 이 점에서 유체의 유속이다.
유체 이동세는 지하 어느 지점에서 유체의 에너지를 묘사하고, 유체 이동세는 유체 이동의 법칙 (심수민 등 1989) 을 분석하고 연구하는 데 사용된다. 사실, 유체가 움직일 수 있는지 여부는 어딘가에 있는 유체의 절대 크기에 따라 달라지지 않고, 유체의 잠재적 차이가 있는지 여부에 따라 달라집니다. 마찬가지로, 유체 이동 차세의 존재는 유체 이동의 근본 원인이다. 이런 의미에서 유체이동차차를 연구하는 것이 한 점의 유체이동세를 단독으로 연구하는 것보다 더 중요하다. 따라서, 이동 포텐셜 필드를 이용하여 유체 이동을 연구하면 유체 이동 연구가 기존의 정적, 정성 분석에서 동적, 반정량, 정량 연구로 옮겨져 유체 이동, 특히 응력 구동 및 유체 이동 포텐셜 필드 연구를 더욱 정확하고 포괄적으로 묘사할 수 있습니다. 유체 이동 연구에 대한 새로운 연구 경로와 방법을 개척하다.
4. 유체 이동의 이론적 방정식
응력은 유체 이동에서 대체 할 수없는 역할을하기 때문에 기존의 유체 전위 방정식은 더 이상 유체 이동 과정을 정확하게 설명 할 수 없으므로 새로운 유체 이동 전위 상태 방정식을 찾아야합니다. 이를 위해 우리는 세 가지 가정을 했습니다.
1) 매체가 포화될 때 암석 골격, 유체 및 가스의 체적 계수가 각각 m, n, s 인 경우 이들 사이에는 m+n+s =1;
2) 암석 골격은 강성 골격으로, 액상 압축은 다른 변수에 비해 무시할 수 있습니다.
3) 가스는 상대적으로 폐쇄된 환경에서 매체와 함께 움직인다.
연구를 용이하게 하기 위해 육면체 dxdydz 를 취하고, 단지 평면 문제일 경우 dz= 1 을 만들 수 있다.
질량보존법칙에 따르면 변형과 운동 과정에서 셀에 세 개의 연속 방정식이 있다.
액상 부분의 연속 방정식은 다음과 같습니다.
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여기서 Ux 와 Uy 는 각각 x 및 y 방향의 액체 속도 컴포넌트를 나타냅니다.
솔리드 부분의 연속 방정식은 다음과 같습니다.
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여기서 Vx 와 Vy 는 각각 X 및 Y 방향의 고체의 속도 컴포넌트를 나타냅니다.
Dt 시간 동안 액체에서 분비되는 기체의 질량은 다음과 같습니다.
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형식 중: ρ는 가스 밀도입니다. μ는 단위 분비 계수이므로 폐쇄 가스의 연속 방정식은 다음과 같습니다.
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여기서 Wx 와 Wy 는 각각 가스 이동 속도가 X 와 Y 방향인 컴포넌트입니다.
Wx 와 Wy 는 일반적으로 작기 때문에 2 차 위챗 업무를 생략하고 위의 공식은 다음과 같습니다.
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가스가 미디어에 밀폐되어 있기 때문에 다음과 같은 것들이 있습니다.
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즉,
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종합 (5-5), (5-6), (5-8), (5- 10) 공식, 정리:
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X 및 y 방향의 Darcy-geschwalov 관계에 따르면:
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여기서 i0 은 초기 수두입니다.
위의 두 공식에서 X 와 Y 의 1 차 위챗 업무를 찾아내 더하면 된다.
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정리 공식 (5- 1 1) 및 (5- 13) 은 다음과 같습니다.
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항온 조건에서 가스의 상태 방정식은 다음과 같습니다.
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여기서 P0 은 초기 압력입니다.
1 차 위챗 사업의 경우 다음과 같습니다.
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제조
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왜냐하면
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여기서 e 는 공극률이므로
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(5- 15), (5- 16), (5- 17), (5-/kloc
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시공 응력 하에서 매체 변형 중 공극비와 유효 총 응력 사이에는 함수 관계가 있습니다.
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규칙
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파생 프로세스를 단순화하기 위해 선형 압축 곡선 방정식을 사용하면 다음을 수행할 수 있습니다.
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상수를 b 로 설정하면 다음과 같습니다.
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여기서 a 는 압축 계수입니다. ξ는 측면 압력 계수입니다.
공식 (5-22) 과 (5-24) 를 공식 (5-20) 에 대입하여 다음과 같이 배열합니다.
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다공성 매체의 유효 총 응력 θ의 경우 평면 문제를 만들 때 다음이 있습니다.
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중간: 축 방향 유효 응력; σ 1 및 σ2 는 골격 축 응력과 골격 총 응력입니다.
대입식 (5-26) 대입식 (5-25) 에서 A=-B, 결과:
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여기서 θ는 지각 응력입니다. P 는 유체의 내부 압력입니다. H 는 잠재력 (머리 높이); I0 은 초기 수두입니다. Kx 와 Ky 는 각각 X 및 Y 방향의 미디어 침투율입니다. E 는 매체의 다공성이다. A 와 b 는 상수입니다.
이것은 구조 응력 (θ), 유체 내부 압력 (P) 및 유체 이동 전위 사이의 미분 관계를 나타내는 유체 이동 상태를 설명하는 새로운 편미분 방정식입니다. 등호의 오른쪽 끝은 이동세다. 등호의 왼쪽 끝의 첫 번째 항목은 시공 응력 변화로 인한 유체 흐름의 변화를 나타내고, 두 번째는 액체와 기체 내압 변화가 흐름에 기여하는 것을 나타낸다. 즉, 유체의 이동세는 이 두 부분으로 구성되어 있다. 이 공식은 다공성 매체에서 유체의 내압이 지각 응력 상태, 즉 응력 변화가 유체 이동 상태를 제어한다는 것을 보여 줍니다. 일반적으로 유체의 운동 추세는 이동 잠재력의 낮은 영역이며, 이동 전위 필드의 분포 규칙과 실제 지질 조건에 따라 유체가 멈출 수 있는 영역을 예측하는 것이 효과적인 방법입니다.
미네랄 액체의 이동 포텐셜 필드를 시뮬레이션하기 위해서는 먼저 구조 응력장을 시뮬레이션해야 하며, 이동 포텐셜 필드를 시뮬레이션하는 열쇠는 구조 응력장을 올바르게 시뮬레이션하는 것임을 알 수 있습니다. 이 공식을 기초로 이산화하고 시공 응력장 절차와 결합하여 광산 유체 이동 전위 필드 시뮬레이션 계산 절차를 편성할 수 있습니다.
이 광전의 각 광상의 특징을 분석한 후, 이 지역의 대표적인 전형적인 구조 단면을 복잡한 기와형 구조로 확정했다 (그림 5-3c 참조). 그 두 가지 성향이 같은 단층과 반대 성향의 삽형 단층은 복잡한 단층조합 스타일을 형성하여 다단 구조 슬라이딩 시스템을 형성하는데, 이 삽형 단층은 종종 주요 슬라이딩 표면이다.
시뮬레이션 계산을 통해 응력 필드의 특징은 응력 윤곽선이 단층을 따라 분산되고 단층의 끝과 교차점에 극한 응력 영역을 형성하는 것입니다. 최대 응력 그라데이션 영역은 단층상판에 위치하며 단층사이에 낮은 응력 영역이 있습니다 (그림 5- 17 및 그림 5- 18).
응력 필드 계산 결과를 간격띄우기 필드 계산 프로그램에 입력하여 간격띄우기 필드 결과를 얻고 등각선 다이어그램을 그립니다. 그 마이그레이션 잠재력은 단층이 활동할 때 최대 주 응력의 저이동 가능성이 2 개의 I 급 영역과 1 개의 II 급 영역 (그림 5-19) 으로 특징 지어집니다 (그림 5-19). 최대 전단 응력의 이동은 ⅱ 급 저세 영역에서의 반응도 뚜렷하며, 단층은 광물 유체 이동 통로로서의 작용이 뚜렷하다 (그림 5-20).
그림 5- 17 최대 주 응력 등각선 다이어그램
그림 5- 18 최대 전단 응력 등고선지도
응력장과 이동 포텐셜 필드의 특성과 해당 관계에 따르면 낮은 응력은 낮은 이동 포텐셜을 형성하는 데 필요한 조건임을 알 수 있습니다. 단층은 미네랄 액체 이동에서 뚜렷한 작용을 한다. 구조 응력은 암석뿐만 아니라 광액에도 작용하여 광액의 흐름을 구동한다. 구조 발전의 복잡성과 구조 활동의 차이로 인해 지질 체내의 응력 상태 차이가 크기 때문에 미네랄 액체의 이동 상황도 달라 저세 지역을 형성할 수 있다. 에너지 보존 원리에 따르면, 일반적으로 광액은 높은 이동 대상 영역에서 낮은 이동 대상 영역으로 흐릅니다. 최대 가능 흐름은 이동 대상 그라데이션의 가장 큰 방향입니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 에너지명언) 따라서 마이그레이션 잠재력이 낮은 지역은 광액이 정지될 가능성이 가장 높은 곳, 즉 광상이 형성될 가능성이 가장 높은 곳이다.
그림 5- 19 최대 주 응력에 해당하는 마이그레이션 전위 등각선 다이어그램
그림 5-20 최대 전단 응력에 해당하는 이동 전위 등각선 다이어그램