基于有限元方法的储层地应力修正研究

地应力是油气储层评价的基础参数,传统常用的单井地应力求解往往只依托于测井数据及岩石力学实验,未考虑整体力学模型中地层岩石非均质性对地应力的影响。研究以准噶尔盆地中部4区块董11井为例,采用整体力学模型分析的方法对目的储层地应力进行修正。根据地层岩石的物理性质及岩石力学参数对井场周围地区进行划分及整体三维建模,并用ANSYS有限元软件对其整体模型进行力学分析,从而对地应力计算结果进行修正,得出研究区目的层地应力分布情况。研究结果表明,修正后的地应力值与修正前的地应力值在地层薄弱(坚硬)层段水平最小主应力值相差16%~17%左右,水平最大主应力值相差22%~23%左右。修正后的地应力可以很好地体现地层在沉积过程中造成的岩石物理性质非均质性对地应力非均质性的影响,反映了储层地应力的真实变化特征。

隧道层状岩体质量评价的BQ分级改进

国标BQ分级方法是一种多因素、多变量、定性与定量结合的分级方法,该方法选取岩石饱和单轴抗压强度和岩体完整性指数计算出岩体基本指标,再考虑到工程岩体现场工况对其修正,既保证了分级的客观性,又降低了现场分级的难度。但在一些复杂地质条件下,如层状岩体等,BQ分级存在修正系数定性评价的局限性。由于现场工程人员的主观判断不同,导致两种岩体分级交界处往往会出现分级交错的现象。基于室内力学试验,本文阐述了层理倾角与围压对层状岩体力学参数的影响规律。采用Jaeger-Donath与Mogi-Coulomb强度准则提出针对层状岩体的结构面产状修正系数K2以及初始地应力状态修正系数K3的计算公式,并通过木寨岭铁路隧道围岩分级计算进行了验证。

基于改进RMR方法的深部隧道稳定性分析

为了解决在岩石工程领域中的基于地质力学的岩体评级方法只适用于浅部岩层,而在大埋深、高应力环境中出现不适应性这一问题而展开研究,首先,从RMR分类方法入手,通过引入能较好反映岩体质量的岩体块度指数,并考虑地应力的影响,对传统的RMR分类方法进行改进,以确定出改进后的评估值RMRnew;其次,基于RMRnew确定出隧道支护体系的作用荷载,并对支护体系进行分析,确定其极限承载能力;最后,基于荷载-结构法构建起隧道稳定性分析框架,并对隧道安全状态进行评估。对工程实例进行分析发现,基于改进后的RMR分类方法所得到的分析结果与实际情况相符,说明地应力、岩块尺寸以及埋深等对隧道稳定性有明显影响。