基于“扩缝串洞”理念的超深层小缝洞群碳酸盐岩储层改造数值模拟

随着四川盆地和塔里木盆地碳酸盐岩油气藏勘探开发逐渐迈向超深层领域,受地质条件影响,储层由大型缝洞向以厘米—毫米级小缝洞群转变,以往针对大型缝洞储层改造的酸压技术系列难以适应小缝洞群储层。为充分释放超深层小缝洞群碳酸盐岩储层的天然气产能潜力,基于小缝洞群碳酸盐岩储层特征,构建了多尺度离散缝洞方法,建立了考虑岩石变形、裂缝延伸、酸液流动反应、温度变化的热流固化多场耦合数值模型,最后提出了以多级转向扩面积、精准控黏串缝洞、定点生酸扩缝长为核心的“扩缝串洞”缝控改造理念,并对小缝洞群碳酸盐岩储层“扩缝串洞”缝控改造方式进行了优化分析。研究结果表明:①多级交替注入形成的黏性指进现象可以促进缝控改造面积的增加和裂缝非均匀刻蚀,从而提高改造后的产能,且缝控改造效果最佳;②酸液注入黏度比增加,缝控改造无因次产能指数呈现先增大后减小的规律,当黏度比超过30,缝控改造无因次产能指数开始迅速减小,缝控改造中酸液交替黏度比需控制在25~35区间;③酸液用量越大,缝控改造面积及改造后无因次产能指数越大,但对于一定地层参数和单井控制面积的缝控改造存在极限酸液用量,超过该酸液用量后缝控面积趋于极限值,而无因次产能指数仍随酸液用量的增加而稳定增大。结论认为,提高缝控改造面积和激活动用小缝洞群是小缝洞群碳酸盐岩储层提产的关键,该认识为超深层小缝洞群碳酸盐岩气藏的高效开发提供了理论指导。

钱塘江底地铁联络通道双侧发散布孔的冻结温度场实测

钱塘江底地层富含气及动水,会明显影响江底联络通道冻结施工的温度场演变过程和分布特征。为解决该问题,通过对位于钱塘江底的杭州地铁6号线某联络通道冻结工程进行现场监测,研究冻结施工中不同位置地层温度的演变过程,分析停冻后冻结管内的温度变化特征,获得地层中含气及地下水流动对联络通道冻结温度场的影响规律。1)双侧发散布孔时,冻土向内平均发展速度是向外的1.47倍,而停冻6 h后外排和内排冻结管内的温度分别回升5℃和10℃;2)地层中囊状气泡削弱了冻结管向周围土体的冷量传递过程,从而明显影响冻结效果,冻结过程中气泡位置的温度比冻结管终端位置偏高8~18.4℃;3)地下水流动也会影响地层中的冷量分布,冻结57 d时冻结壁上、下游对应位置冻结管内温度相差8℃,而停冻6 h后相应位置的冻结管内温度分别回升了5℃和2℃。研究结果表明:双侧隧道内发散布孔方式可以有效解决含气及动水地层中影响联络通道冻结施工的问题,而地层中囊状气泡和地下水流动都会明显影响冻结温度场的分布特征。

复杂地质条件下工作面扩安一体化工艺实践

济宁二号煤矿93下10工作面切眼地质条件复杂,压力显现、顶板管理难度大,传统切眼扩刷方式支护难度较大、周期较长,严重影响矿井正常生产接续。通过对比传统的施工工艺,在工艺、费用投入上进行对比分析,探索并实践应用扩安一体化技术,即边扩刷切眼边安装支架。实践结果表明,该工艺降低了支护难度,减轻了职工劳动强度,在很大程度上解决了顶板支护困难以及工作面安装准备周期较长的难题,保障了工作面的快速高效安装,缓解了矿井生产接续紧张,具有一定的推广价值。

运用INPEFA技术开展层序地层研究

在最大熵频谱分析法基础上形成的预测误差滤波分析法,经进一步改进而发展成INPEFA技术,对测井曲线进行处理可获得INPEFA曲线。基于层序地层学,利用此曲线可以快速、准确地识别不同级次的层序界面。INPEFA曲线的拐点反映了不同级次层序的界面,而INPEFA曲线的趋势反映了不同级次沉积旋回的气候、水体以及韵律变化。通过整体INPEFA分析划分1～3级层序,应用分段INPEFA分析可识别4～5级层序,应用局部INPEFA分析可判断6级层序(砂体)的连通性。本文应用CycloLog软件展示了INPEFA技术在苏北盆地及济阳拗陷的实际应用效果。

松辽盆地深层储层砂岩中火山碎屑物质在成岩阶段的变化与孔隙发育

松辽盆地深层储层砂岩中岩屑成分主要为火山岩岩屑,体积分数最高可达60%。填隙物主要为凝灰质杂基和成岩期后的钙质及硅质胶结物,体积分数在11%～19%。其形成环境主要为陆相断陷盆地的河流、三角洲和扇三角洲。岩石的成分成熟度和结构成熟度普遍低,而储层物性通常却很好。孔隙铸体、岩石薄片和电镜分析结果表明,富火山岩岩屑储层岩石的物性受碎屑成分、填隙物和成岩流体3个因素影响,其中火山岩碎屑在埋藏成岩作用中易于形成的次生孔隙是改善储层物性的主要原因。岩屑砂岩与储层物性相关的主要成岩后生变化有:(1)埋藏压实作用使碎屑岩原生孔隙大量减少;(2)溶蚀、脱玻化、次生矿物的生成和重结晶等成岩作用的总效应导致孔隙增加;(3)成岩流体改造和蚀变作用使火山碎屑物质形成大量次生孔隙,从而改善了砂岩储层的物性。

基于空间语义的地质剖面自动连接算法

地质条件的复杂性决定了地质剖面图完全自动连接的准确性较低。提出一种基于空间语义关系的空区域搜索算法,通过人机交互方式将专家知识应用于剖面连接过程,实现了融合人工编辑的剖面自动化连接方法。该算法通过读入交互结果获得专家知识,在此基础上对剖面地层进行自动化连接。通过语义分解的策略,可以针对实际情况任意组合需要的连接命令。

非煤系构造连通型瓦斯隧道超前地质预报技术

穿越非煤系地层的隧道中的瓦斯的不可预见性很大,非煤系构造连通型瓦斯隧道是穿越非煤系地层的典型代表,现阶段对这类隧道还没有系统的超前地质预报技术,给施工安全造成了很大的威胁。为了准确预报非煤系构造连通型瓦斯隧道中的瓦斯运移途径,避免安全事故的发生,通过对现有超前地质预报技术包括地质法和物探法在非煤系构造连通型瓦斯隧道中适用性的分析,构建非煤系构造连通型瓦斯隧道的综合超前地质预报体系,并通过在肖家梁铁路隧道施工中成功应用,说明提出的超前地质预报技术是可行的。

基于重磁异常的新生代丽水—椒江凹陷基底分布特征研究

丽水—椒江凹陷位于东海陆架盆地西南部,是在中生代残留盆地基础上发育起来的新生代具有典型东断西超特点的断陷,是油气勘探的新区域。区域地质条件复杂、构造叠加、沉积厚度大,地震勘探无法获得较好的反射数据,因此采用面积广、深度大的重磁数据结合地震数据来描述基底构造和火成岩岩性特征,通过重磁数据的阶跃边界识别技术划分区域断裂。丽水—椒江凹陷内断裂呈北东向分布,控制凹陷的形状,且断裂作用使凹陷形成多个小型次凹,断陷特征明显。中—新生代火成岩具有较高的重磁异常,结合质量较好的地震剖面来获得地层、火成岩及岩性分布特征,并建立了多联通域地层的计算公式。区域内中古生界较为发育,但凹陷内中新生代火成岩侵入较少,不会对于油气构造造成大的破坏,因此该凹陷具有良好的油气前景。

紫金山金矿采空区处理技术研究

阐明了地下采空区的赋存特征和围岩稳定性变化的基本规律 ;进行了采空区处理方法的研究论证和比较选择 ;重点提出了双层双侧硐室爆破和崩柱卸压的技术关键 ;总结了采空区处理的成功经验。

基于参数点图的剖面自动连接算法

分析了基于空间语义关系的剖面自动连接算法存在的问题,并对其进行了简化;在此基础上定义了一种可以形象化描述剖面自动连接问题的参数点图,并给出了解决问题的改进算法。基于参数点图得到的算法比原算法更简洁,更智能化,并且具有一定的地质学含义。

含尖灭地层的地质剖面图自动生成与2D/3D绘制

目的研究含尖灭地层的地质剖面图自动生成方法,提供岩土工程中复杂地质剖面分析直观形象的二三维对照作业新模式.方法基于钻孔数据,融合专家知识和经验,顾及主次地层交错的复杂地层层序对应关系,添加虚拟地层进行钻孔数据预处理,建立地层连接规则,以实现含尖灭地层地质剖面的自动生成和工程图绘制;并采用三维可视化技术实现任意地质剖面的立体展示.结果能够自动绘制并输出符合岩土工程制图规范的地质剖面工程图件,实现任意路径地质剖面图的生成与三维可视化,提高了岩土工程区地下空间的直观性,降低了地质剖面的解释难度.结论地质剖面图的二维制图与三维展示相结合丰富了岩土工程勘察报告的图件成果,为可视化信息查询和交互剖面分析提供了依据,具有较高的推广应用价值.

南昌地铁联络通道水平冻结法施工质量控制

介绍了在富水砾砂层中南昌地铁1号线某区间联络通道的水平冻结法施工质量控制方法。对施工过程中冻结孔施工、冻结运转、温度变化、冻胀融沉以及施工队伍选择及通道开挖条件判定等方面进行了监控,并对实测数据进行了分析。施工效果良好,这表明在地质条件复杂和环境影响要求高的城市地铁联络通道冻结法施工过程中,质量控制很重要。

南通饱和粉砂地层地铁联络通道冻结法的水-热-力耦合研究

为研究滨海饱和粉砂地层中冻结法联络通道在渗流-盐分共同作用下的冻结效应,以南通地铁1号线永兴大道站—深南路站区间4#联络通道为工程背景,提出渗流-盐分共同作用下的水-热-力三维多场耦合分析方法。首先,根据工程概况,开展现场监测工作,分析监测结果;其次,建立三维数值分析模型;最后,采用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics,模拟饱和粉砂土体的冻结过程。结果表明:1)数值模拟结果与现场监测数据吻合度较高,建立的数值计算模型可靠;2)渗流和盐分的共同作用会延迟人工冻结时长,最大延缓时间为7.36 d;3)水头差导致冻结壁呈现非对称状,上游冻结温度下降过缓,形成的冻结壁较薄,下游冻结壁较厚;4)土中盐分仅减缓了人工冻结降温速率。

圆砾地层中地铁联络通道水平冻结孔施工技术

文章结合昆明北站地铁联络通道的工程实践,总结了冻结孔施工的组织环节及施工环节中的重点和难点,给出了圆砾地层中水平冻结孔施工工序和关键技术;通过对造成冻结孔成孔偏差的原因分析,提出了保障造孔质量的施工技术和钻孔测斜技术;并指出在冻结孔施工过程中,需注重加强同步注浆,通过造孔同步注浆填充联络通道局部溶洞,以防止溶洞坍塌,进而提高联络通道及地表建筑的安全性。

富水砂卵石地层盾构隧道长距离穿越机场飞行区技术研究

为确保国内首次在富水砂卵石地层长距离下穿机场飞行区,以及成都地区首次采用冻结法实施联络通道的隧道工程顺利实施,通过工程类比、专家论证、优化设计、数值计算与现场监测数据分析相结合等手段,提出长距离隧道整体工程筹划优化设计、盾构配置优化、克泥效工法、陆地声呐法空洞探测、联络通道预注浆与冻结法复合截水等一系列组合技术措施。实践结果表明:1)采用盾构工法,优化线路平、纵断面设计,增设中间风井以大幅减少盾构单次掘进距离至1 km左右,并辅以严格的沉降控制组合措施等,可以成功解决富水砂卵石地层长距离下穿机场飞行区的重大技术难题;2)本工程提出的先在洞内使用双液浆注浆预堵水,再采用冻结法加固的复合截水方案,在富水砂卵石地层可以达到良好的截水效果。

地层连接关系自识别的剖面图绘制算法

目前地质剖面图的绘制算法处理地层缺失、地层尖灭以及透镜体等现象时需要一定的人工干预,且算法智能性较低,无法满足工程需求。针对该问题,提出一种地层连接关系自识别的剖面图绘制算法。首先根据地层分布的特点定义相邻钻孔的地层连接关系,并推导出各非连续分布地层的连接关系的识别方法和连线规则;然后根据地层的岩性和地层连线的平缓确定相邻钻孔中连续分布的地层,对非连续分布的地层进行地层连接关系的识别以及连接处理,从而实现了相邻钻孔地层的自动连接。研究结果表明该算法能够对地层的缺失、尖灭、透镜体等情况做出精确的处理,成图结果与实际情况相符。

岩层联络孔冲剪复合碎岩原理可行性研究

"以孔代巷"是煤矿井下钻探技术研究的重要方向,具有效率高、成本低等优点,但在岩层中施工大直径联络孔时,采用多级扩孔方式,存在提下钻等辅助时间长,成孔效率低的问题。在不改变钻探装备配置基础上,通过结构和工艺创新,提出冲击和剪切复合碎岩原理,即将高压水-冲击器-内钎头冲击碎岩和钻机-钻杆柱-外切PDC钻头剪切碎岩创造性地结合在一起,以冲击功预裂地层,破坏岩层的整体构造应力,同时钻机驱动外切PDC钻头对预裂后的外侧岩石进行剪切破碎,由此实现"小马拉大车"的应用效果。研制了?153 mm冲剪复合钻头,采用ZDY3200S分体式小型钻机在硬质砂岩地层中进行试验,平均机械钻速8.3 m/h,最大机械钻速可达10m/h,且转速和钻压对机械钻速影响较小,结果证明冲剪复合碎岩原理具有可行性,为煤矿井下岩层联络孔优快成孔提供了新的研究思路。

广州地铁某联络通道在软弱地层中的施工措施

联络通道作为盾构附属工程,一般在盾构通过后、隧道贯通前与盾构隧道同时施工。当联络通道在软弱地层中施工时,其施工安全性不仅与通道本身能否顺利施工有关,还关系到整个隧道的施工安全。如处理不当,会影响盾构施工的正常进行,甚至威胁已建成的盾构隧道的安全。因此,在软弱地层中施工联络通道,是盾构地铁施工中的难点之一,本文通过介绍广州地铁某联络通道在软弱地层施工的实例,为类似工程提供参考。

盐化对流井老腔改建水平腔储气难点分析

盐穴储气库由于注采灵活,注采频次高,库容损失小等优势,近年来受到越来越多的关注,我国目前在大力开展盐穴储气库的建设,建库区域内存在大量对井连通老腔,如果能将盐化对井连通老腔改建为水平腔储气,就可以快速投入使用,缓解储气库建设的压力。盐化对流井老腔改建为储气库存在很多困难,从有效盐层损失,对井连通情况,阻溶剂界面控制以及对井井组之间的连通情况进行分析,归纳总结对流井老腔改建为水平腔过程中存在的技术难题,并指出对流井老腔改造面临的重要挑战。

在富水地层中进行新旧管道联通的逆作法顶管井施工技术研究

在对城市大型污水管道迁改施工时,通常采用明挖法和顶管法,而顶管法施工是通过顶管设备在接收井和工作井之间顶管作业将新旧管道联通起来。由于在富水地层中旧管道与新接收井的交叉部位极容易出现渗漏水,使新接收井体结构难以顺利实施。本文以某实际工程项目为例,通过采用三管旋喷桩斜打工艺和袖阀管注浆加固措施,再辅以降水井施工的方法,顺利实现了在富水地层中进行新旧管道联通的逆作法成井施工,该方法成功、有效、工艺成熟、安全可靠,可供类似工程借鉴参考。