盐穴储气库小间距双井造腔参数研究

夹层多、盐层薄是中国盐岩赋存的主要特点。目前,中国普遍采用的单井对流法在造腔速度以及夹层控制等方面存在诸多不足。小井间距双井造腔方法采用大尺寸造腔套管双井直流排卤,具有造腔速度快、建库周期短、盐层利用率高等优点。为了探究该方法中关键造腔参数对腔体建造的影响规律,开展了多组造腔物理模型试验,探究了不同双井间距、注水流量下盐穴腔体的拓展规律。结果表明:过小的井间距难以使腔体在水平方向充分拓展,过大的井间距会使得腔体形态不规则。在低注水流量下,会导致注水端腔体顶面过高影响腔体稳定性;而在高注水流量下,腔体形态更加规则,但是需要消耗较多能源和淡水资源。可以认为井间距会直接影响腔体最终形态,注水流量会影响腔体两侧的平衡性。研究成果给出了小间距双井溶腔方法中双井间距、注水流量等关键造腔参数的选取方法,可以为工程应用提供参考。

山东岩盐溶腔储气造腔技术研究展望

山东省岩盐资源丰富,岩盐开采形成的溶腔空间巨大,因岩盐地层具有较好的密封性等特点,溶腔可以用来储气缩能。国内岩盐溶腔储气研究始于2000年前后,而山东省岩盐溶腔储气研究尚处于起步阶段。该文在碳中和战略背景下,总结了国内层状盐层溶腔建库存在的问题,提出山东省岩盐溶腔建设储库所面临的难题和研究的方向,对山东省内岩盐储气库规模化建设与评价具有重要意义。

多尺度岩溶相控碳酸盐岩缝洞型油藏储集体建模方法

以塔河油田为代表的碳酸盐岩缝洞型油藏是中国近年来投入开发的大型油藏,其储集空间类型主要为大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝,且尺度大小悬殊,形态不规则,分布不连续。定量表征孔、洞、缝在三维空间的分布一直是该类油藏开发的技术难题,目前尚缺乏有效的储层建模方法。以塔河油田4区碳酸盐岩缝洞型油藏为原型,研究并提出了多尺度岩溶相控缝洞储集体建模方法,即在古岩溶发育模式控制下,根据缝洞尺度的差异,采用两步法建模:笫1步建立4个单一类型储集体离散分布模型,即利用地震识别大型溶洞和大尺度裂缝,通过确定性建模方法,建立离散大型溶洞模型和离散大尺度裂缝模型;在岩溶相控约束下,基于溶洞发育概率体和井间裂缝发育概率体,采用随机模拟多属性协同模拟方法,建立溶蚀孔洞模型和小尺度离散裂缝模型。第2步采用同位条件赋值算法,将4个单一类型储集体模型融合成多尺度离散缝洞储集体三维分布模型。该模型的建立定量表征了缝洞储集体在三维空间的展布特征,可以为油田开发奠定坚实的地质基础。

光反馈腔增强吸收光谱技术的痕量乙烷检测研究

乙烷是电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,其高精度、高灵敏度检测是进行油中溶解气体分析的关键。基于光反馈原理及腔增强吸收光谱技术,结合量子级联激光器,建立了一套变压器油中溶解乙烷气体检测系统。基于腔内单腔模对称理论,通过LabVIEW编程来实现反馈光与腔谐振的相位匹配。研究并实现了光学反馈效应(激光将在延迟一定的时间后,返回激光腔并锁定腔模式共振频率)、偶数和奇数模式效应(交替出现强度较大和较小的腔模式)、激光器阈值电流降低效应(约1.2mA)。利用腔衰荡光谱检测技术测得的系统有效反射率、腔品质因素分别为99.978%和7138.4,系统光谱分辨率达到0.005 2cm-1。标准大气压、温度20℃下,1s的积分时间内,对乙烷PQ3吸收线进行检测,系统检测准确率及检测极限分别达到95.72%±0.17%和(1.97±0.06)×10-3μL·L-1,满足了变压器油中溶解乙烷气体检测的需要。

贵瓮高速公路建中隧道施工难点及治理措施

溶腔、洞室和软弱破碎带是岩溶地区隧道施工的难点和重点。贵瓮高速建中隧道在施工过程中出现了围岩与设计情况不符以及溶洞塌方等问题,严重影响了施工进度。为此,通过对国内典型岩溶隧道设计施工案例进行分析借鉴,结合建中隧道的工程地质条件,在围岩与设计情况不符段进行方案修改,加强支护;在溶洞塌方段进行掌子面封闭、深孔注浆、回填混凝土等治理措施。经采取上述措施后,拱顶沉降和隧道周边位移均小于控制标准,效果良好。

浅埋薄层岩盐溶腔稳定性的数值模拟计算

为了延长盐矿井的寿命 ,避免开采带来的地面沉陷 ,并合理利用形成的溶腔 ,必须探讨岩盐水溶开采过程中影响溶腔稳定性的因素 ,以便即时采取有效的防治措施。文章采用ADINA非线性有限元程序对薄层岩盐水溶溶解形成的溶腔稳定性进行了分析研究。结果表明 ,对薄层岩盐矿床而言 ,溶腔的稳定性随其高度的减小而显著增强 ,随跨度的增大而有减弱的趋势 ,倾角对溶腔的稳定性影响很小 ;圆柱形溶腔最为稳定 ,其次为倒锥形 ,组合模型为过渡形态 ;影响溶腔稳定性的因素由强到弱顺序为 :溶腔高度 ,溶腔的几何形态 ,溶腔的跨度 。

基于频率锁定吸收光谱技术的变压器故障特征气体检测研究

高准确度、高灵敏度检测故障特征气体是基于油中溶解气体分析的变压器早期潜伏性故障诊断的关键。该文开展了基于频率锁定吸收光谱技术的变压器故障特征气体检测研究。基于电四极跃迁理论,论证了H_2等同核双原子分子同样存在吸收效应;为提高H_2最小浓度的检测极限,搭建了频率锁定腔增强吸收光谱气体检测平台,首次实现了基于吸收光谱技术的变压器故障特征气体H_2的定性与定量检测分析,检测准确度与重复性分别达到约93.82%及94.35%。腔内气体压强为101k Pa时,H_2最小检测浓度的实验值约为7.5μL/L,与计算值的相对偏差仅为3.8%。此外,基于激光器阵列技术,实现了其他6种变压器故障特征混合气体CO、CO2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4与C_2H_6的吸收光谱检测,其检测准确度与最小检测浓度同样满足变压器油中溶解气体分析的需求。该研究为研制基于频率锁定吸收光谱技术的变压器故障特征气体现场检测系统提供了理论依据和技术支撑。

声纳地下溶腔测试仪的研制

介绍地下溶腔测试仪的主要性能、特点和工作原理,给出了测试仪性能的模拟试验结果.

差频中红外吸收光谱应用于油中溶解气体分析

高准确度、高灵敏度检测故障特征气体是基于油中溶解气体分析的变压器早期潜伏性故障诊断的关键。基于差频中红外及离轴腔增强吸收光谱技术,搭建了一个变压器油中溶解气体检测系统。以故障混合气体中浓度为0.5μL/L的C2H4为代表,验证了该系统的检测特性。选取1 583.0 nm信号源及1 063.8 nm抽运源,利用非线性光学周期极化铌酸锂晶体,结合准相位匹配技术,差频产生了3.245μm(对应C2H4的基频吸收线3 081.001 6 cm-1)的中红外相干光:最大输出功率为288μW,最大调谐范围为35 cm-1。气体压强100 Torr下,系统对于气体C2H4的最低吸收系数及检测下限分别为7.39×10-10 cm-1及0.014 4μL/L,很好地满足了变压器油中溶解乙烯检测极限值(0.5μL/L)的需要,分析和证明了气体压强对C2H4的吸收峰值、系统最低吸收系数及检测下限的影响。该研究结果为基于差频中红外吸收光谱的变压器油中溶解气体带电检测提供了理论依据和技术支撑。

宜万铁路DK203+060～+110段溶腔稳定性数值模拟分析

结合宜万线DK203+060^+110段的溶腔特征,考虑自重荷载作用和列车荷载作用,采用数值模拟方法对不同顶板厚度和直径情况下溶腔周围拉应力分布规律进行了模拟分析,研究结果对宜万铁路及类似铁路的溶腔稳定性分析和溶腔处理具有一定的参考意义。

昆明盐矿溶腔稳定性及继续上溶开采分析

昆明盐矿首采区四口采卤井经过多年的开采,卤井溶腔顶界已达原开采设计方案设计开采的最上界,为缓解资源压力,昆明盐矿依据实际情况,认为继续上溶开采是目前矿山提高综合回采率的主要途径。

层状盐岩小井间距双井水溶造腔流场相似模拟研究

为解决层状盐岩单井水溶造腔过程中建槽周期长,提管工艺复杂等问题,开展层状盐岩小井间距双井水溶造腔技术研究。拟采用选定物理法建立相似试验平台,探讨小井间距双井水溶造腔流场及浓度场特征,揭示双井水溶溶腔腔体扩展与流场的联系。结果表明:双井水溶造腔过程中腔体流场可以划分为4个区域:边界溶蚀区、浮羽流区、对流扩散区和底部饱和区,各个区域相互影响。浮羽流区是驱动流体运移的关键区域,根据浮羽流区流场特征建立相应的流场模型;根据宏观流动特征,对流扩散区分为强扩散区和弱扩散区;边界溶蚀区对双井水溶溶腔腔体扩展有显著影响;饱和区示踪特征不明显但浓度分层明显。通过对比分析双井造腔和单井造腔模型试验结果,发现双井水溶造腔工艺有利于盐穴建槽期,研究为小井间距双井水溶造腔技术的应用提供一定的理论基础,对盐穴储气库的优化建造具有重要意义。

盐穴战略储油库注采运行方案的优化分析

为了研究储油库运行参数和溶腔蠕变对地下战略储油库稳定性的影响,并分析地下储油库战略储存的不同运行方案,由传热学和流体动力学理论,建立了溶腔内热质交换和溶腔蠕变模型。利用美国BH101盐岩战略储油库从1990年到1998年的实测数据对模型进行验证,模型预测的最大相对误差控制在15%之内,可较好地满足工程精度的要求。对拟建的金坛盐穴战略储油库的几种典型运行方案进行了分析,结果表明:适当减少原油注采周期之间的平衡稳定时间可以缓解溶腔蠕变,并能增加注采时间,有利于地下战略储油库溶腔的稳定;原油战略储存的开始阶段应使卤水井口与大气相通,待溶腔内油卤稳定之后再封闭卤水井有利于储油库的安全运行。

水平对接盐井提高矿产资源综合利用率技术研究

目前国内盐矿利用水平对接井开发利用矿产资源的综合利用率尚有较大的提升空间,在溶盐机理、建井技术及生产管理等环节存在一定的提升空间,为此,本文通过分析岩盐溶解机理及当前盐井生产现状,提出缩减布井井距,加强生产控制等建议,从而对利用水平井提高矿产资源综合利用率及盐井造腔技术的开发利用提供一定的指导作用。

岩盐水溶开采后期开采技术的探讨

本文以长山盐矿为例,通过对大面积连通采区(岩盐水溶开采后期)的溶腔水动态分析,结合生产实际,通过理论分析和实践,提出了岩盐水溶开采后期开采经济运行及提高采出率等技术措施,并运用于实践中,取得了良好的效果。

压力注浆技术在京福客专临湖特大桥岩溶地基处理中应用探讨

针对京福铁路客专闽赣Ⅱ标段临湖特大桥30、31号桥墩下复杂的岩溶特点,通过反复研究论证,确定了压力注浆预加固溶腔充填物的地基处理方案。并对该方案实施工程中施工工艺、注意事项以及后期质量检测做了详细介绍,可为今后类似工程提供一些参考。

溶解无机碳稳定同位素分析样品的前处理方法及黄渤海夏季数据初步分析

设计并优化了一套海水中溶解无机碳(DIC)稳定同位素(δ13CDIC)的预处理装置,并通过光腔衰荡光谱法对其进行分析测定.在整个预处理及测定过程,通过向海水样品中添加磷酸并在高纯氮气的吹扫下使用气体采样袋收集其产生的CO_(2)气体,随后将气体采样袋连接Picarro G2121-i型仪器进行δ13CDIC的测定.通过对影响因素的研究确定了预处理条件为:海水样品体积30 mL,85%(V/V)浓磷酸使用量1 mL,吹扫流速150 mL·min^(−1),吹扫时间4 min 20 s,仪器测定时间约10 min.在此条件下DIC回收率超过99%,且δ13CDIC的测定标准偏差小于0.1‰,极差小于0.2‰.基于此条件,对2019年夏季黄渤海典型断面不同水层的δ13CDIC进行了测定.表层海水中δ13CDIC数据大部分集中在−0.5‰与0.5‰之间,其中黄海表层平均值为−0.2‰±0.5‰;底层海水中δ13CDIC在−2.0‰至−0.4‰的范围内,平均值为−1.3‰±0.5‰.这种表层高、底层低的整体趋势主要受控于海气交换、光合作用、呼吸/矿化作用等生物地球化学过程,也与这两个海域经常发生夏季底层水耗氧酸化现象一致.本研究为海水中δ13CDIC水样的前处理提供了一种经济、高效的手段.

瞬变电磁法在地下溶腔探测中的应用——以湖北应城盐矿为例

盐矿通常采用水溶法开采,经多年开采后,容易形成地下溶腔,造成地面沉降,所以需要采用有效的地球物理勘探方法查明采盐区地下溶腔的分布情况,为制定防治措施提供有价值的基础资料。利用瞬变电磁法具有对低阻异常反映灵敏的特点,采取加大发射电流、增加重复观测次数及避开地表电磁干扰等技术措施,确保了数据采集质量。通过先进的数据反演软件进行数据处理解释,基本查清了地下溶腔的分布情况。该探测成果取得了较好的实际效果,对以后解决类似地质问题具有一定的借鉴意义。

营尔岭隧道穿越砂化白云岩地段小溶腔处治措施

营尔岭隧道右线YK102+968.000—YK103+073.000处连续穿越9个小溶腔,溶腔含水但达不到突水标准、伴有大量不同砂化程度的白云岩填充物。依托荣乌高速营尔岭隧道的工程实例,梳理溶腔发现、定位、识别、处治的4个重要环节,通过采取快、稳、强的施工节奏,最终顺利通过,并取得了良好的安全效益、质量效益,可为类似地质构造的小溶腔处治开拓思路,积累经验。

宜万铁路富水溶腔隧道治理措施

宜万铁路白杨坪隧道DK194+039～DK193+980段岩体破碎,裂隙水、富水淤泥填充型溶腔发育。由于岩体自稳能力极差,开挖中突水、突泥时有发生,安全隐患大,开挖施工困难,为此采用帷幕注浆对围岩进行堵水、填充加固。