存在高渗透区的黏土心墙土石坝渗流稳定性分析

黏土心墙土石坝是重要的挡水建筑物,心墙的低渗透性可以大幅降低坝体水力梯度,减少坝体发生渗透破坏的风险。然而心墙的质量问题(如局部高渗透区)会影响坝体的渗透稳定性,甚至酿成管涌溃坝等严重后果。以瀑布沟心墙土石坝为原型开展坝体渗流大型水槽模型试验,并结合有限元数值模拟方法研究高渗透区对坝体内部渗流场和渗流稳定性的影响。试验表明高渗透区域将改变心墙的渗流场,成为优势渗流通道,导致高渗透区域附近孔压值大幅上升,同时高渗透区域的存在将显著提升坝体渗漏速率。试验与模拟结果一致表明,随着高渗透区域逐步上移,高渗透区所在位置处的孔隙水压力增大,坝体渗漏量减小。高渗透区和心墙的渗透系数增加都会使心墙孔压值和渗漏量增加;随着高渗透区的渗透系数的增大,心墙坝渗流稳定性系数降低,导致坝体稳定性下降;随着心墙渗透系数的增大,高渗透区水力梯度略微减小,但心墙整体临界水力梯度下降,坝体稳定性降低。所得结论可为基于监测数据反演分析心墙的质量问题和评估坝体的安全性能提供依据。

沁水盆地煤层甲烷储层高渗透区的遥感分析和预测

】本文着重分析沁水盆地煤层裂隙基本特征及地表裂隙系与深部煤储层之间的相互关系。阐述了遥感图像上线性要素的主要解译标志，同时对线性要素进行相似维分形分析，预测出沁水盆地煤储层高渗透区。并在此基础上。

基于多元回归分析的煤储层高渗区预测——以沁水盆地为例

煤储层的渗透性是控制煤层气开采的主要储层参数之一。本文以沁水盆地为例,在总结我国煤储层渗透性特征的基础上,依据煤储层渗透性的影响因素,用多元回归分析方法建立煤储层渗透性预测模型。沁水盆地煤储层渗透性的多元回归方程,具有较高的拟合度。预测结果显示,沁水盆地有利于煤层气开发的高渗区,主要集中在南部的潘庄-阳城、北部的阳泉-寿阳及太原西山煤田等地区。

沁南煤层气藏高渗区预测

煤层气高渗储层预测是勘探开发的前提和基础。根据沁南煤层气藏煤层气开发区块内的钻井资料,以岩体力学理论为指导,提出了利用对煤岩体变形起主导控制作用的岩体强度因子来预测高渗储层的新方法。通过分析强度因子、构造和储层渗透性的关系发现,沁南煤层气开发区块山西组3号煤的高渗区往往位于岩体强度因子较低的、岩体变形较强烈的褶皱轴部,特别是多期褶皱轴部叠加部位,强烈的变形使得这些部位的煤体裂隙较为发育。煤层气井产能分析结果也表明,目前的高产井大多数位于这一区域。

土石坝渗流稳定性试验分析

黏土心墙土石坝作为一种常用的挡水建筑物,心墙的渗透性对坝体水力梯度有着重要影响,坝体水力梯度会随着心墙渗透性的降低而降低,能够大大减小坝体渗透破坏的发生概率。此次研究以某心墙土石坝为研究背景,通过建立室内试验模型进行了坝体渗流监测试验,分析了坝体渗漏量和心墙孔隙水压力受高渗透区的影响程度。结果表明:当高渗透区所在位置提高时,其压力水头逐渐减小,同时因为压力水头与坝体渗漏量间的关系属于正相关,所以坝体渗漏量也逐渐降低;在工况相同时,心墙各位置孔压增大速度大致相同,最先增大部位为心墙底部,稳定后的孔压值也最高;心墙存在高渗透区时各位置的孔压值都表现为逐渐增大的规律,渗漏量增大明显;整体来看,位置相同时,工况有高渗透区时的孔压值要比无高渗透区大,并且孔压值随着与高渗透区距离的减小而增大。

柔性转向剂性能及作用机理研究

为了遏制水驱油藏注入水通过高渗透部位时出现无效循环,研制了柔性转向剂(代号SR-3),用于改变油藏中水的流场及实现深部液流转向。这种柔性转向剂可随机发生形变,具有韧性好、不易破碎和断裂以及化学稳定性高的特点。室内物理模拟显示:SR-3转向剂能在地层高渗透率区大孔道中运移,可实现沿程调剖,SR-3在地层"大孔道"中流动遇阻时发生形变并产生堵塞压力。随压力的升高,SR-3蠕变并出现突破压力,然后又降至流动压力并趋于平衡;再遇阻又发生形变并产生堵塞,如此反复地在地层深部产生动态堵塞。大庆油田东部萨尔图和葡萄花油层的柔性转向剂现场试验验证了此机理,也说明了无裂缝砂岩油藏经长期注水开发,在水驱主流道可能冲刷出了大孔道高渗透带。对这些大孔道进行沿程堵塞,可以大幅度地改善水驱波及系数。

仿真实验研究富勒烯在地下水中的运移

以富勒烯为研究对象,探索地下含水层中的高渗透层区对富勒烯迁移分布的影响和富勒烯在非均质饱和多孔介质中的运移规律。结果显示,高渗透层区为富勒烯纳米材料的迁移提供了优先传播路径;高渗透层区吸附的富勒烯浓度S均比周边背景饱和介质上的低;6个观测点对应的水相富勒烯浓度值中最高的观测点位于最高渗透层。