Rock Mechanics and Rock Engineering | 基于尖点突变理论的数字岩心力学损伤与破坏研究
针对页岩储层在复杂应力和渗流条件下损伤演化、突发失稳及渗透率变化难以准确表征的问题，提出了一种融合数字岩心重构、离散元数值模拟与尖点突变理论的岩石损伤分析方法。该方法首先基于微米CT图像构建页岩三维数字岩心模型，提取不同孔隙结构特征；随后利用离散元方法模拟页岩在单轴压缩、三轴压缩及渗流-力学耦合条件下的力学响应和裂缝演化过程；在此基础上，引入尖点突变理论，建立可用于识别岩石损伤突发失稳临界点的理论模型。图1 CT数字岩心结合离散元模拟分析技术流程研究结果表明，孔隙度、围压和孔隙压力对页岩力学性质及破坏模式具有显著影响。随着孔隙度升高，页岩内部有效承载骨架被削弱，峰值强度和弹性模量明显降低，裂缝更易萌生并扩展；随着围压增大，岩石裂缝张开受到抑制，峰值强度和弹性模量提高，破坏过程由脆性突发破坏逐渐向相对稳定的延性变形转变；而孔隙压力升高会降低有效应力，促进微裂缝提前发育和损伤累积，从而加速岩石失稳过程。(a) Uniaxial compression at different porosities(b) Triaxial compression at different confining
2026-06-15
Journal of Geophysical Research: Solid Earth |温度对含定向裂缝人造砂岩各向异性电学性质的影响研究
地热资源是支撑绿色低碳能源体系建设的重要清洁能源。电法勘探作为地热储层探测与评价的重要地球物理手段，能够有效反映地下流体赋存状态和岩石导电特征。然而，地热系统通常处于高温环境，且裂缝广泛发育于地热储层中。温度变化引起的裂缝变形及其对含裂缝岩石各向异性电学性质的影响尚未得到充分揭示，制约了高温裂缝性储层电法勘探数据的定量解释。针对这一科学问题，本研究在25 °C到150 °C的温度范围内测量了含裂缝人造砂岩样品与不含裂缝人造砂岩样品的各向异性电导率变化，并依次分析了温度诱导的岩石孔隙度变化、盐水电导率与岩石孔隙度的耦合变化以及温度诱导的裂缝变形对含裂缝岩石电学性质的影响。研究结果表明，单独考虑岩石孔隙度变化及盐水电导率与岩石孔隙度变化的耦合效应，不足以完全解释含裂缝样品的电导率变化，而纳入温度诱导的裂缝变形后，理论计算结果与实验观测结果高度一致，表明裂缝变形是控制含裂缝岩石各向异性电学性质随温度变化的关键因素。图1. 含定向裂缝人造砂岩样品与不含裂缝人造砂岩样品随温度变化的电导率实验测量结果图2. 温度诱导的裂缝变形结果。反演裂缝参数的误差来源于岩石电导率和孔隙度的测量不确定性，以及由此
2026-06-05
Sedimentology|边界条件对湖相三角洲生长及斜坡曲率的制约机制：沉积数值模拟启示
湖泊浅水三角洲是陆源碎屑进入湖盆的重要沉积体系，其顶积层、前积层和底积层几何形态记录了物源供给、河流动力、水位变化及盆地水深等边界条件的综合影响。以往研究多采用“凹形”“凸形”等定性描述，缺少将坡面曲率与沉积过程相联系的定量方法，限制了古水深、古水位和储层构型的精细恢复。针对这一问题，Paulo Joaquim Nota、张宪国、刘华峰等利用沉积数值模拟和数学曲线拟合，系统揭示了上游和下游边界条件对湖泊三角洲生长及斜坡曲率的控制机制。研究团队基于 Delft3D 建立河流注入静水湖盆的水动力—沉积数值模型，设置相对浅水和深水两类湖盆情景，并综合考虑高、低河流流量，阶段性湖平面升降，不同砂质粒径及砂泥比例。研究从模拟结果中提取三角洲前缘剖面，识别上、下坡折点，定量计算顶积层、前积层和底积层的高度、长度及前积层曲率；同时利用 ClinoClass 1.0 对剖面进行函数拟合和分类。除传统线性、二次、指数、Sigmoid和 Gaussian函数外，研究还引入Weibull、Log-Logistic、Gompertz、Hill、双曲正切和Richards 等六类非对称S型函数，提高了对湖泊三角
Petroleum Science 丨 渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔二段湖相页岩油赋存特征
我国湖相页岩油资源潜力巨大。但页岩储层非均质性强，目前不同赋存状态页岩油的定量表征方法、控制机制、资源评价标准仍需系统深入研究，已成为制约我国湖相页岩油勘探的关键科学难题之一。本研究以沧东凹陷孔二段页岩为研究对象，综合岩石学和有机地球化学等多种分析手段，建立了多温阶热解—热解气相色谱—原油气相色谱的页岩油赋存状态定量表征和轻烃补偿校正方法，并系统剖析岩性、沉积构造、有机质丰度及热演化程度等对页岩油赋存状态的控制作用。图1多温阶热解方法定量表征页岩油赋存状态图2页岩油储层分级评价标准该研究建立了有机质与储层双重约束下的湖相页岩油赋存模式，同时创建了适配的页岩储层分级评价体系。该成果不仅丰富和完善了我国陆相非常规油气地质理论，更为断陷湖盆页岩油的勘探部署、资源定量评价与高效开发提供了理论指导与技术支撑。研究成果发表在地学领域国际重要期刊Petroleum Science，论文第一作者为中国石油大学（华东）博士生王志昊，通讯作者为实验室赵建华副教授。合作作者包括实验室刘可禹教授、胡钦红教授和中国石油大港油田公司赵贤正、蒲秀刚、韩文中、张伟和时战楠。论文信息：Wang, Z. H., Zhao
张丽媛教授团队在Nature Communications发表关于盐适应功能凝胶材料领域的最新研究成果
高盐环境广泛存在于油气开发、污水处理、海洋工程及生物医用材料等应用场景中。水凝胶作为一类由聚合物链交联形成的软物质材料，具有良好的吸水溶胀能力、可调控的力学性能和功能负载能力，在提高原油采收率、环境治理和生物医药等领域具有重要应用前景。然而，传统水凝胶在高离子强度环境中通常面临明显的性能衰减。盐离子引起的静电屏蔽、水合竞争和聚合物链构象变化，往往会导致凝胶脱水收缩、网络塌陷和力学性能下降。更重要的是，凝胶的高溶胀性与高力学强度通常难以兼具：溶胀会稀释聚合物网络并降低有效承力连接，使材料在吸水膨胀后更容易变软、变弱。因此，如何构建一种能够在高盐环境中同时实现高溶胀和高强度的水凝胶材料，是功能凝胶领域长期面临的重要挑战。针对这一问题，我校石油工程学院张丽媛教授团队提出了一种离子触发的可重构双网络水凝胶设计策略。研究团队通过构建由聚（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸）（AMPS）网络与含两性离子单体SBVI的AM-SBVI网络组成的双网络体系，制备了盐适应水凝胶DAMPS/AM-SBVI。该材料并非简单地“抵抗”盐环境对凝胶的破坏，而是利用盐离子作为响应信号，诱导凝胶内部拓扑结构发生重构：在去
2026-06-03
