鸿图特长隧道高压涌水成因分析

鸿图特长隧道是广东大丰华高速穿越莲花山脉的关键控制性工程,隧道最大埋深达740 m,隧道开挖过程中遭遇到压力4.8 MPa下大流量涌水,最大水量达14万m^(3)/d。通过分析隧道地质构造影响,阐述开挖过程中高压涌水水量状况及其主要导水构造,同时对涌水过程水量进行跟踪,比较不同洞段位置涌水水质,提出了鸿图特长隧道受莲花山断裂影响下形成的桐子洋向斜蓄水构造、岩体侵入接触蓄水构造和断裂裂隙蓄水构造等3种蓄水构造模式。综合隧道全线涌水量特征与地质构造关系,提出隧道高压涌水机制主要为受莲花山断裂影响形成的地垒式水文地质模型作用,使得隧道在开挖时遭遇到高压大流量涌水,在贯通后受深部储水循环控制,重新构建稳定的地下水系统后,隧道每天涌水达6万m^(3),与实际吻合。

鄂尔多斯盆地苏里格气田地层水成因及气水分布规律

鄂尔多斯盆地苏里格气田是中国目前发现的最大天然气气田,属于低孔隙、低渗透、低丰度、低产量、大面积展布的砂岩岩性气藏,含气面积达4×104km2。地层水地球化学特征、地层水产状与成因分析表明,苏里格气田地层水均为CaCl2型,呈弱酸性,总矿化度为29.12～68.30g/L,氢(δ2D)同位素-82.7‰～-60.5‰,氧(δ18O)同位素-6.3‰～-3.39‰,锶(87Sr/86Sr)同位素0.71365～0.71718,反映了互不连通的深层封存环境的古沉积水特征。地层水分布主要受生烃强度和储层非均质性控制,不受区域构造控制,其相对独立、不连片、无统一气水界面。

鄂尔多斯盆地南部地区上三叠统延长组6段地层水成因及其油气意义

鄂尔多斯盆地南部地区延长组6段(长6段)地层水化学分析结果表明,地层水总矿化度较高,离子以Cl-、(Na++K+)和Ca2+占绝对优势,水型主要为Ca Cl2型。总矿化度主要受Cl-和(Na++K+)控制,纵向上,其随深度的增加具有递增趋势,反映深部地层水逐渐浓缩,环境封闭性增强。平面上总矿化度与砂体厚度具有较好的一致性,沉积相控制了总矿化度的分布。南部地区长6段地层水具有较小的钠氯系数、镁钙系数、脱硫系数和阳离子交换系数,较大的变质系数,表明长6段地层水整体位于交替停滞带,为封闭缺氧的还原环境,有利于油气聚集和保存。分析表明,南部地区长6段地层水为与地表水隔绝的深层封闭水,总矿化度及Ca2+浓度均与孔隙度具有一定正相关关系,结合区域热演化史,综合表明长6段地层水成因与成岩作用和有机质的热演化等有密切联系,其是经过较强浓缩变质作用并受油气等有机流体影响的原始沉积成因水。综上所述,长6段油气伴生地层水反映的盆地南部油气藏处于稳定封闭的环境下,油气勘探前景良好。

川西坳陷新场地区上三叠统须家河组地层水成因探讨

川西新场地区上三叠统须家河组二段和四段地层水离子组合特征显示出海相地层水以及富溴泥页岩和煤层压释水侵入的特点,整体表现为富溴的压释水和海相地层水混合,原始沉积水和淡水的影响较小。由于海相地层水和富18O而贫氘的压释水对原始沉积水的侵入和替换,地层水的氘、氧同位素值增大。须四段地层水更为强烈的水岩反应造成其相对须二段地层水更高的氧同位素值这一反常现象。尽管Cl-、Na+、Br-等含量似乎只受控于地层水的混合,但是K+、Ca2+、Mg2+、和Fe2+、HCO3-、SO42-等变化则明显受水岩反应的控制,文中提出的成岩假设与须二段和须四段地层水中上述离子变化及前人的成岩研究相符,不同的水岩体系造成两者地层水化学特征的差异性,须四段更为开放的水岩反应体系使得其相对须二段地层水富Ca2+、Mg2+和Fe2+,但贫K+,这些离子差别可以很好地区分两者中的地层水。

水化学及氢氧同位素组成指示的涩北气田地层水成因

柴达木盆地三湖坳陷有世界上极为典型的最年轻的大规模生物气田,但是对于生物气的成因一直存在争议。从涩北气田地层水起源和演化入手,着重分析了其水化学组成和氢氧同位素特征,以深化对青藏高原生物气成因的认识。结果表明:涩北气田地层水中TDS含量分布在83.0~170.2 g/L之间,为高Na^(+)、Ca^(2+)和低Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)的氯化钙型水体,δD值分布在-65.2‰~-51.0‰之间,δ18O值分布在-6.6‰~-3.2‰之间;结合地层水水化学组分和氢氧同位素特征推断涩北气田地层水起源于东昆仑山冰川雪水,为冰川雪水转换为地下水沿山前斜坡带渗入三湖坳陷地层形成,并在地下水入渗、汇聚过程中淋滤溶蚀了地层中大量的盐类物质以及Sr、Br、B等微量元素,使得水体盐度逐步增加,运移至坳陷北部的背斜带,最终形成盐度较高的地层水;地层水的成因演化进一步指示涩北气田具有生物气横向运移、水溶气动态成藏的富集规律,也证明地层水的起源、运移和咸化过程在一定程度上决定着生物气的生成、运移和富集,因此在三湖地区进行生物气勘探过程中,应着重查明深部地层水的来源及其咸化过程,并在三湖地区及外围深部富锂卤水勘探过程中加强对生物气资源的关注。

六煤底板突水成因及综合防治技术

淮北矿区六煤层底板灰岩水严重威胁六煤层的安全开采。对六煤底板突水成因及综合防治技术,从理论和实践上进行了深入分析探讨,从中找出规律,实现安全生产。

黄骅裂谷盆地第三系深层水成因

在阐述盆地地质和含水系统、水文地质期、水压系统的定位基础上 ,通过建立数学模型 ,采用反演法、地静压力法 ,模拟计算了各研究层在各研究时期的砂、泥岩恢复厚度、压出水量、水交替强度 .计算表明各研究层在各研究时期的压挤式水交替强度均小于 1,累加值Es2 、Es1、Ed层的大于 1,Ng、Nm层的小于 1;Ed层渗入水交替强度为 0 .4 4 .各研究层在各研究时期渗流场的高水压带位置和流动态势具有相似性 ,并均以离心型流动为主要特征 .水的初始与现代化学及其演化研究表明 ,6个研究层段均起始于不同浓度的同生沉积成因水 ,除Ek1层局部水的现代浓度比初始浓度显著降低 ,朝稀释淡化、反向变质的方向演化外 ,其他 5个层段水的现代浓度比初始浓度均呈不同程度的增高 ,朝浓缩盐化、正向变质的地球化学方向发展 ,最终演化成为不同浓度的后生沉积成因水 .

综合探测技术在岩溶隧道突水成因判定中的应用与研究

随着基础建设力度的不断加大,岩溶隧道工程层出不穷,随之出现了大量的岩溶隧道突水案列,隧道突水成因作为制定治理措施的重要前提,其分析尤为重要。为高效辨别突水成因,有效预防和治理突水地段,确保施工安全,本文结合云南九顶山隧道突水实例,基于时空多尺度原理,提出了"多尺度复核式"探测手段。在时间尺度上,以水文长期监测数据为基础,进而在空间尺度上,从掌子面到区域地质进行综合分析,从而快速、准确地判定隧道岩溶区域突水成因。通过该方法,准确探测了九顶山突水成因为掌子面前方层间裂隙导通的岩溶水,且水源补给条件一般,探测结果为后续开挖过程中成功地采用管棚等超前支护手段提供了理论依据。

苏里格气田西区地层水成因、分布规律与控制因素

苏里格气田西区气井产水严重,地层水成因、分布规律及控制因素不明确,成为制约该区致密砂岩气开发的关键科学问题。在大量测井数据、生产动态数据收集的基础上,分析了苏里格气田西部地层水性质及地球化学特征,结果发现:地层水矿化度高,整体属于盐水;水型主要为CaCl2型;pH值范围为6~6.9,呈弱酸性。分析认为:1)地层水主要为埋藏变质水成因,地下水保存条件好,从而有利于天然气的保存;2)研究区地层水的分布具有下气(山1段)上水(盒8上亚段)、东气西水的空间分布规律;3)地层水主要有构造低部位水(Ⅰ型)、低渗带滞留水(Ⅱ型)、孤立透镜体水(Ⅲ型)三种分布类型;4)研究区西部构造低部位含水较多,类型为Ⅰ型,盒8下亚段砂体边部、缓坡带多形成低渗带滞留水(Ⅱ型),盒8上亚段、研究区东部构造高部位多为孤立透镜体水(Ⅲ型);5)苏里格气田西区致密砂岩气具有近源成藏的特点;6)控制气水分布的主要因素包括气源岩供烃潜力、储层物性、垂向运移距离、构造位置等;7)明确地层水成因,把握地层水分布规律与控制因素、建立气水分布与天然气成藏模式,可以有效指导气田的避水开发。

多尺度综合探测技术在岩溶隧道突水成因判定中的应用

隧道穿越岩溶富水区时易发生突水事故,给施工安全带来威胁,如何准确、快速地分析突水成因,是治理突水事故的前提和关键。文章结合渝广高速华蓥山隧道突水实例,基于时空多尺度的概念,提出了"多尺度综合探测"岩溶隧道突水成因的判定方法,以时间尺度上突水前后的水文长观数据为依据,进行空间尺度上从点(掌子面)到面(区域)的综合分析。通过该方法,准确查明了突水成因为掌子面前方3.0~7.6 m处层间裂隙导通+180^+420 m标高范围的中深层水平循环岩溶水,且水源补给条件一般,此结论为后期采取开挖后径向注浆的治理措施提供了依据。

深埋特长隧道涌水成因分析及处治方案研究

以实际工程为例,文中依据隧道勘察报告及实地踏勘分析了涌水成因,并针对涌水部位提出了主要处治措施和建议。

陕北浅埋矿区煤层顶板含水层富水成因研究

为了查清陕北浅埋矿区工作面涌水量差异巨大的原因,从地形地貌、风化基岩厚度、含水层富水性、井下涌水等方面,开展了煤层顶板含水层富水成因研究。结果表明:作为煤层开采最主要充水含水层的风化基岩,其富水性强弱主要受地貌控制;风化基岩富水性强弱与风化基岩厚度没有直接关系;在风化基岩提供储水空间的基础上(空间条件),第四系厚度较大、富水性较好的区域(水源条件),可以形成富水性较好的风化基岩含水层区域,该区域煤炭开采过程中,会产生较大采空区涌水。

五大连池药泉山区域矿泉水成因浅析

本文依据药泉山区域的区域地质与水文地质特征,阐述了该区域的矿水成因。指出了本区域矿水是由于火山喷发、喷溢时岩浆热液冷凝过程中的分异作用和地下水的溶滤作用形成的。文章也指出本文内容前人论著很多,本人只补充些粗浅的分析意见。

东营凹陷地层水成因类型及与油气运移方向的关系

盆地地层水和油气有着密切关系,地层水是盆地油气的主要载体。

四川省水电站弃水成因及应对分析

四川省是我国重要的水电基地,受国家经济发展进入新常态、用电需求增速放缓等因素影响,四川水电弃水问题也日益突出。根据统计数据,四川“十二五”逐年弃水分别为3、76、26、97、102亿千瓦时。根据测算,“十三五”期间四川依然面临着较大的弃水压力,预计5年间四川将产生弃水电量1100亿千瓦时左右。形势依然不容乐观,需要采取有力措施来缓解弃水问题。

武汉市主城区渍水成因及对策分析

在当下武汉建设国家中心城市的背景下,结合武汉市主城区地势特征、降雨特征和排涝特征,从自然因素、排水设施和维护管理等方面分析了武汉市主城区内涝渍水的原因,并提出了补齐排水设施短板、弥补先天条件不足、加强精细设计施工、提高管理维护能力、推进海绵城市建设的总体策略,为当下武汉市主城区内涝渍水的治理提供参考。

塔里木盆地哈得逊油田石炭系地层水化学特征及成因

塔里木盆地哈得逊油田石炭系地层水化学分析结果表明,地层水是以阴阳离子分别为Cl-和(Na++K+)为主的CaCl2型水,具有高矿化度特征(112～291 g/L)。地层水的钠氯系数均值为0.78,脱硫酸系数均值为0.23,Schoeller碱交换指数(IBE)均值为128。地层水化学参数在平面上相对变化不大,在剖面上随深度的增加,HCO3-、SO42-含量具有减小的趋势,而其他离子变化相对较小,表明研究区内的地层水形成于深部封闭环境条件下。地层水化学分析表明,该区地层水经历了强烈的阳离子交替吸附和水岩相互作用。(铁)白云石化作用导致了Ca2+的富集和Mg2+的亏损,形成了现今的地层水离子分布特征。石炭系地层水在构造反转油气藏调整时期一直处于相对封闭的流体动力环境中,这种环境有利于油气的聚集与保存。

一种典型的岩溶隧道衬砌压裂突水灾害成因与防治

通过季家坡隧道衬砌压裂突水工程实例分析,研究隧址区岩溶发育特征,提出高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造形式,分析其形态、充填物性质和致灾机制;采用裂隙封堵、周壁注浆、排水泄压、结构置换、信息化注浆效果评估的水害处治措施治理隧道衬砌压裂突水。高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造呈高角度裂缝状产出,降雨后,极易在其裂隙空间内积水形成高水压;此外,由于其通透性较差,沉积物运移速度慢,易于在其底部堆积,在自重应力和高水压压实作用下,充填介质沉积、胶结成坚硬与半坚硬状,透水性较差,开挖揭露初期,不出水或仅少量涌水,易于被忽视;但揭露后一段时间,裂隙内充填介质不断流失,最终导致充填物产生管涌、流土或被整体挤出,进而将上方暗河水、溶腔水或地表水等导入隧道,造成衬砌压裂、隧道突水等灾害。研究成果不仅成功应用于季家坡隧道突水灾害处治,对于避免类似突水事故的发生和灾害防治亦有较强的借鉴意义。

鄂尔多斯盆地下侏罗统地层水化学特征及成因分析

通过对鄂尔多斯盆地下侏罗统地层水研究发现,延安组、富县组地层水化学特征具有复杂性和规律性。复杂性表现在地层水矿化度、钠氯系数、变质系数等水化学参数,在纵向上和平面上变化显著,地层水类型多样;规律性表现在地层水化学特征的垂直分异性、东西分带性、地貌分区性。分析结果表明:1)不同水文旋回地层水的混合交替作用导致了地层水化学特征的垂直分异性;2)构造特征决定了水化学特征的东西分带性。在盆地东部和西缘地区,地层埋藏浅或出露地表,渗入水补给交替强烈;靠近天环坳陷轴部地区,地层埋藏深度大,且远离补给区,处于相对滞留环境;3)富县组、延10古地貌特征、水岩反应导致地层水化学特征地貌分区性;4)阶地、斜坡、河间丘地区,在渗入水交替活跃程度、水动力、岩性组合、低幅度圈闭发育条件等方面均具有成藏优势。该研究为侏罗系古地貌油藏有利目标预测提供重要依据。

准噶尔盆地地层活化水的成因与油气藏关系

精选并研究了准噶尔盆地252个活化水样,发现矿化度大、活化系数高、处于活化早期状态的NaHCO3水分布在克拉玛依油田九区—乌尔禾油田—风城油田—玛湖油田一带,同时地层水中微量元素硼(B)、铵(NH+4)、有机氮的含量呈现异常高值分布。这一带正是准噶尔盆地主要的“地幔上涌区”和大断裂通过区。盆地东部另一“地幔上涌区”的五彩湾油区一带,也有较多活化水出现。过去评价地下环境的封闭性只靠CaCl2型水的“变质系数(rNa/rCl)”,现在对NaHCO3型水所在的环境也可评价其封闭性;有活化水的存在,可望找到油气藏;并可以推测有否轻质油藏、判断油气藏的相对形成期。