煤与油气协调开采物理相似模拟研究

针对煤与油气协调开采中,煤层开发扰动油气圈闭层稳定性及油气井筒的问题,利用二维模拟试验开展了煤与油气开采地层响应规律研究;采用“先油气后煤炭”的开采工序,得到了煤与油气各覆岩层的应力演化、破断变形特征及油气井筒变形破坏规律。研究结果表明:若油气层高强度抽采至采收完毕,模型整体结构未出现明显扰动,仅层间岩层局部存在应力集中现象,而此时对煤层进行开采会对下方200 m处油气层产生一定扰动;采动初期,油气层采收边界上方应力不断上升,煤层底板存在应力传递现象,煤层顶板无明显应力变化,初次扰动范围为100 m,二次扰动范围为75 m;当进入充分采动阶段,油气层采收边界上方应力集中沿水平向右侧偏移,煤层底板相继经历应力集中-卸压的过程,层间岩层结构趋于稳定,岩层运移程度逐渐向煤层顶部附近岩层转移,说明煤层采动作用在叠置资源协调开采过程中对整体岩层稳定性影响程度较大,应着重关注煤层开采对煤与油气协调开采中的影响;覆岩内井筒主要破坏模式为剪切变形破坏,位于工作面中心处的井筒下侧则发生拉伸-剪切变形破坏,应着重关注工作面中心处的井筒防护。

砂岩型铀矿碱性地浸过程孔隙结构演化特征

采用NaHCO_(3)+H_(2)O_(2)碱性溶浸液对铀矿柱状岩芯进行了柱浸实验,利用电镜扫描图像分析了砂岩型铀矿表面特征和孔隙分布状况,以核磁共振T2谱定量表征碱性地浸过程中含铀砂岩微观孔隙结构变化。结果表明,溶浸液化学溶蚀作用下岩芯内部基质首先形成连通型孔隙,大、小孔间孔喉增加;反应生成的Al(OH)_(3)矿物胶体和CaCO_(3)集中沉淀堆积于小孔和微裂隙中,减小了溶浸液与基质有效接触反应面积,降低了铀矿浸出效率;97~158 h为溶蚀优势期,该阶段化学溶蚀量远大于沉淀堆积量,形成大量连通型孔隙,使铀矿物与溶浸液进一步反应溶解,铀矿采收率达到峰值。