Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc điểm thấm của các vùng đứt gãy: Nghiên cứu điển hình trên rãnh Biển Chết (Trung Đông)
Tóm tắt
Kiến trúc của các vùng đứt gãy đóng một vai trò quan trọng trong các chế độ dòng chảy của hệ thống thủy văn. Các vùng đứt gãy có thể hoạt động như đường dẫn, rào cản, hoặc hệ thống đường dẫn/rào cản tùy thuộc vào kiến trúc không gian của chúng. Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định cấu trúc thấm của vùng đứt gãy và tác động của nó đến hệ thống thủy địa hóa học địa phương trong hệ thống đứt gãy Biển Chết. Độ thấm được đo ở các mẫu lõi ngoài bằng quy mô nhỏ tại bốn vùng đứt gãy dọc theo hệ thống đứt gãy Biển Chết, và thông qua các thử nghiệm slug quy mô lớn ở bốn giếng khoan, tại các phần khác nhau của vùng đứt gãy, tại đứt gãy Yair ở Israel. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng các giá trị trong vùng hư hại cao gấp từ hai đến năm bậc so với vùng lõi đứt gãy (~3,5 × 10−10, 1 × 10−15 m2 tương ứng), dẫn đến cấu trúc thấm dị hướng cho toàn bộ vùng đứt gãy và dòng chảy ưu tiên song song với đứt gãy. Một tập hợp các thử nghiệm tiêm trong vùng hư hại của đứt gãy Yair đã tiết lộ một hành vi phụ thuộc vào áp lực nước. Độ thấm của vùng này tăng lên khi sử dụng áp lực nước cao hơn trong vùng hư hại chi phối bởi các vết nứt, nhờ vào việc tái mở rộng các vết nứt.
Từ khóa
#đứt gãy #độ thấm #vùng hư hại #áp lực nước #hệ thống thủy văn #Biển ChếtTài liệu tham khảo
Agnon A, Sagy, A (2011) The geological map of Israel, 1:50,000, Sheet 16-III: Newe Zohar, Isr. Geol. Surv., Jerusalem
Arnon A, Shalev E, Yechieli Y (2011) The hydrogeologic system in the north-west pond number 5 of the Dead Sea Works (in Hebrew). GSI/11/2011, Geological Survey of Israel, Jerusalem
Ball LB, Ge S, Caine JS, Revil A, Jardani A (2010) Constraining fault-zone hydrogeology through integrated hydrological and geoelectrical analysis. Hydrogeol J 18:1057–1067
Becker A, Gross MR (1996) Mechanism for joint saturation in mechanically layered rocks: an example from southern Israel. Tectonophysics 257(2–4):223–237
Bourdet D, Ayoub JA, Pirard YM (1989) Use of pressure derivative in well test interpretation. SPE Fomation Eval 4:293–302
Bourdet D, Whittle TM, Douglas AA, Pirard YM (1983) A new set of type curves simplifies well test analysis. World Oil 196(6):95–106
Bouwer H, Rice RC (1976) A slug test for determining hydraulic conductivity of unconfined aquifers with completely or partially penetrating wells. Water Resour Res 12:423–428
Butler JJ Jr (1998) The design, performance, and analysis of slug tests. Lewis, Boca Raton, FL
Caine JS, Evans JP, Forster CB (1996) Fault zone architecture and permeability structure. Geology 24:1025–1028
Da Prat G (1990) Well test analysis for fractured reservoir evaluation. Developments in Petroleum Science 27. Amsterdam, Elsevier
Ehlig-Economides C (1988) Use of the pressure derivative for diagnosing pressure-transient behavior. J Petrol Technol 1988:1280–1282
Evans J, Forster C, Goddard J (1997) Permeability of fault-related rocks, and implications for hydraulic structure of fault zones. J Struct Geol 19:1393–1404
Garfunkel Z (1981) Internal structure of the Dead Sea leaky transform (rift) in relation to plate kinematics. Tectonophysics 80:81–108
Garfunkel Z, Ben-Avraham Z (1996) The structure of the Dead Sea basin. Tectonophysics 266:155–176
Haimson B, Lin W, Oku H, Hung JH, Song SR (2010) Integrating borehole-breakout dimensions, strength criteria, and leak-off test results, to constrain the state of stress across the Chelungpu Fault, Taiwan. Tectonophysics 482:65–72
Heffner J, Fairley J (2006) Using surface characteristics to infer the permeability structure of an active fault zone. Sediment Geol 184:255–265
Hung JH, Ma KF, Wang CY, Ito H, Lin W, Yeh EC (2009) Subsurface structure, physical properties, fault-zone characteristics and stress state in scientific drill holes of Taiwan Chelungpu Fault Drilling Project. Tectonophysics 466:307–321
Lin W, Yamamoto K, Ito H, Masago H, Kawamura Y (2008) Estimation of minimum principal stress from an extended leak-off test onboard the CHIKYU drilling vessel and suggestions for future test procedures. Sci Drill 6:43–47
Lockner D, Naka H, Tanaka H, Ito H, Ikeda R (2000) Permeability and strength of core samples from the Nojima fault of the 1995 Kobe earthquake. In: Ito H, Fujimoto K, Tanaka H, Lockner D (eds) Proceedings of the International Workshop on the Nojima Fault Core and Borehole Data Analysis. Tsukuba, Japan, 22–23, November 1999. US Geol Surv Open File Rep 00–129, pp 147–152
Mattar L (1997) Derivative analysis without type curves. 48th Annual Technical Meeting of the Petroleum Society, Calgary, AB, June 1997, SPE paper 97–51, The Petroleum Society, Calgary, AB
Mizoguchi K, Hirose T, Shimamoto T, Fukuyama E (2008) Internal structure and permeability of the Nojima fault, southwest Japan. J Struct Geol 30:513–524
Sagy A, Brodsky EE (2009) Geometric and rheological asperities in an exposed fault zone. J Geophys Res 114:1–15
Sagy A, Reches Z, Roman I (2001) Dynamic fracturing: field and experimental observations. J Struct Geol 23(8):1223–1239
Sagy A, Reches Z, Agnon A (2003) Hierarchic three-dimensional structure and slip partitioning in the western Dead Sea pull-apart. Tectonics 22(1):1004
Shalev E, Shaliv G, Yechieli Y (2009) Hydrogeology of the Southern Dead Sea Basin (the area of the evaporation ponds of the Dead Sea Works). GSI/25/2009, Geological Survey of Israel, Jerusalem
Siman-Tov S, Aharonov E, Sagy A, Emmanuel S (2013) Nanograins form carbonate fault mirrors. Geology 41:703–706. doi:10.1130/G34087
Spane FA Jr (1993) Selected hydraulic test analysis techniques for constant-rate discharge tests. Pacific Northwest Laboratory, Richland, WA, 80 pp
Springer RK, Gelhar LW (1991) Characterization of large-scale aquifer heterogeneity in glacial outwash by analysis of slug tests with oscillatory response. Cape Cod, Massachusetts. US Geol Surv Water Resour Invest Rep 91–4034, pp 36–40
Tiab D (1995) Analysis of pressure and pressure derivative without type-curve matching: skin and wellbore storage. J Petrol Sci Eng 12:171–181
Wu H, Pollard DD (1995) An experimental study of the relationship between joint spacing and layer thickness. J Struct Geol 17(6):887–905
Yechieli Y, Kafri U, Goldman M, Voss CI (2001) Factors controlling the configuration of the fresh–saline water interface in the Dead Sea coastal aquifers: synthesis of TDEM surveys and numerical groundwater modeling. Hydrogeol J 9:367–377
Yeh HD, Chen YJ (2007) Determination of skin and aquifer parameters for a slug test with wellbore-skin effect. J Hydrol 342:283–294
Zoback MD, Barton CA, Brudy M, Castillo DA, Finkbeiner T, Grollimund BR, Moos DB, Peska P, Ward CD, Wiprut DJ (2003) Determination of stress orientation and magnitude in deep wells. Int J Rock Mech Min Sci 40:1049–1076
