[发明专利]利用泥页岩方解石脉体研究古地应力状态的方法

说明书

本发明提供一种利用泥页岩方解石脉体研究古地应力状态的方法，包括：步骤1，选取有顺层方解石脉的泥页岩样品；步骤2，进行样品的原始产状定向，即将样品归位到采集之前的产状方向；步骤3，确定方解石脉形态，对含有方解石脉及脉体群的岩石样品中的方解石脉形态进行刻画；步骤4，选择典型应力成因方解石脉；步骤5，确定方解石脉体的空间方向；步骤6，确定方解石脉形成时间；步骤7，确定古地应力方向。该利用泥页岩方解石脉体研究古地应力状态的方法可充分利用沉积盆地广泛发育的与水平应力主导成因的裂缝充填方解石脉体，易于获取样品，可操作性更强，测量结果更为准确，更易于推广应用。

技术领域

本发明涉及构造地质及石油地质研究技术领域，特别是涉及到一种利用泥页岩方解石脉体研究古地应力状态的方法。

背景技术

对于地质历史时期的古地应力状态的研究，是构造地质学研究的重要内容，包括大到板块运动、盆地及造山带的形成过程，小到含油气盆地内断裂的形成机制、油气断层的封堵性、岩石应力裂缝的大量形成等各方面的研究，都与地应力状态有关。

对古应力的分析包括古应力方向和应力大小两个方面，目前对古应力状态的研究方法包括利用变形岩石中与应力有关的显微构造确定古压力状态，和利用光弹模拟实验来岩研究古应力场的演化过程等。对于前者，由于采用了显微尺度观测样品，观察测定视域较小，由于构造活动引起的局部错动甚至旋转都可能导致测定的应力状态与实际不符。对于后者只是在实验室内通过设定与地下具有相似性的地质模型，并控制实验边界条件，重现应力场演化过程，得到的结果影响因素较多，不能代表实际的古地应力状态。

在全世界的沉积盆地的泥页岩中，一般发育大量的顺层的方解石脉体，这些方解石脉一般呈显微状、柱状或锥状垂向生长。这些顺层方解石脉中，有部分为在特定的应力状态性下形成的顺层裂缝中垂直生长而成。因此这些典型的应力裂缝中生长形成的方解石脉体可用于研究其形成时的古地应力方向。而截至目前未有文献和专利对利用这些脉体研究古地应力状态的方法进行过阐述。为此我们发明了一种新的利用泥页岩方解石脉体研究古地应力状态的方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可操作性强，结果相对准确的利用泥页岩方解石脉体研究古地应力状态的方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：利用泥页岩方解石脉体研究古地应力状态的方法，该利用泥页岩方解石脉体研究古地应力状态的方法包括：步骤1，选取有顺层方解石脉的泥页岩样品；步骤2，进行样品的原始产状定向，即将样品归位到采集之前的产状方向；步骤3，确定方解石脉形态，对含有方解石脉及脉体群的岩石样品中的方解石脉形态进行刻画；步骤4，选择典型应力成因方解石脉；步骤5，确定方解石脉体的空间方向；步骤6，确定方解石脉形成时间；步骤7，确定古地应力方向。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，选取的泥页岩样品，为具有相对较高的成岩程度并固结的泥页岩，选用的样品在岩石表面可观察到明显的顺层或低角度的方解石脉体，或雁列式分布的顺层或低角度的方解石脉体群；在显微镜下可观测到方解石脉体中垂直生长的纤维状、纤柱状或微小锥状方解石晶体。

在步骤2中，可利用古地磁方法对样品的原始产状定向。

在步骤2中，对于有成像测井数的岩心样品，可利用岩心表面特征与成像测井的图像对照来确定样品采出之前的原始方向，并在样品表面标记好采集之前的北N-南S方向。

在步骤3中，可采用X射线CT扫描仪器，对样品进行扫描，并重构样品图像，在重构的三维立体图像中，识别出方解石脉体及脉体群。

在步骤3中，可采用逐步剥离样品的方式慢慢剥离脉体上部的围岩，待方解石脉露出并可测量后，再确定方解石脉体的形态。