碳酸盐岩储集层岩溶洞穴垮塌的力学机制

为确定碳酸盐岩储集层岩溶洞穴的垮塌机理,利用应力场模拟技术,以岩溶洞穴正交二维剖面为基础,建立二维力学模型,模拟碳酸盐岩岩溶洞穴在负压状态下的应力分布;通过对控制变量进行多元线性回归,构建了岩溶洞穴垮塌预测模型,结合破裂临界点的应力函数,预测洞穴垮塌与应力、深度和宽度的关系。洞穴发生岩爆和垮塌的最主要影响因素是上覆地层压力、储集层抗压强度和抗弯强度。垂向分布的2个洞穴,垂直距离小于0.3倍洞穴半径时,洞穴隔板发生破裂,导致洞穴连通;在垮塌破裂过程中,洞穴高度变化较为明显,宽度变化较小。