地下岩体天然裂缝的数值模拟及其对流体活动的控制

地下岩体天然裂缝的发育受多种因素控制,发育机理非常复杂,且裂缝不能直接观察.依据裂缝分布的数值模拟步骤,通过观察、描术岩心的裂缝发育特征,分析在发育过程中裂缝发育的控制因素及其对岩体力学性质的影响,建立裂缝发育概率计算的数学模型,进而对裂缝发育概率分布和发育特点做出了预测.根据实例计算结果,探讨了裂缝分布对地下流体活动的控制作用.     

构造裂隙对巷道稳定性影响的评价方法

地下岩石工程中，构造裂隙分布状况与发育程度对巷道的稳定性影响很大。结合潞安矿区3个矿井的构造理解隙实测结果，提出裂隙因素巷道稳定性的评价方法，为裂隙岩体巷道稳定性的定量化评价奠定了基础。     

有限变形法在火山岩裂缝预测中的应用

利用有限变形法把物体在变形过程中的应变和转动分离开来，并建立了位移函数，计算了转动特征量－平均整旋角，用平均整旋角的平面变化来表示构造裂缝的发育程度和延伸方向。应用此方法对苏北盆地内东台坳陷西部金湖凹陷东南部卞－闽－杨构造带东部的闵桥断背斜中闵桥油田闵20块火成岩裂缝进行了研究。研究表明，闵20块在古新统阜宁组第一段和第二段中含有多个顺层的火山岩，并已发现火山岩油藏，储层空间以裂缝为主。计算结果表明，闵20块阜宁组火山岩裂缝发育区主要分布在断块的东部和西部。东部裂缝发育区的裂缝有东西向和南北向两组；西部裂缝发育区的裂缝主要分为东西向和北东向两组。构造活动、断层、火山岩岩相、成岩作用等是控制火山岩裂缝发育的主要因素。     

准噶尔盆地东部石炭系火山岩储层特征

利用17口钻井地质与测井资料以及141块岩石样品的物性测试结果,结合火山岩的岩性、岩相特征和产能资料分析,研究了准噶尔盆地东部石炭系不同火山岩岩体储层的特征和分布规律。结果显示,本区发育6种火山岩和2种岩相:XS3岩体以安山岩、火山角砾岩和溢流相为主;XS6岩体以碳质泥岩、火山角砾岩、凝灰岩和爆发相为主。XS3和XS6岩体的主要储集空间是溶孔,气孔和裂缝次之;物性表现为高孔、低渗的特点;喉道微细,分选差。XS3岩体整体物性优于XS6岩体。有效储层受岩性、岩相和大型断裂的控制。岩性决定了储集空间类型和物性;岩相控制储层的纵向分布;断裂控制了储层的空间展布和次生裂缝发育程度,靠近深断裂的地方,有效储层集中发育。     

准噶尔盆地东部石炭系火山岩储层特征研究

基于17口钻井的地质与测井资料以及141块岩石样品的物性测试结果,结合火山岩的岩性、岩相特征和产能资料分析,研究了准噶尔盆地东部石炭系不同火山岩岩体储层的特征和分布规律。结果显示,本区发育6种火山岩和2种岩相：XS3岩体以安山岩、火山角砾岩和溢流相为主;XS6岩体以碳质泥岩、火山角砾岩、凝灰岩和爆发相为主。XS3和XS6岩体的主要储集空间是溶孔,气孔和裂缝次之;物性表现为高孔、低渗的特点;喉道微细,分选差。XS3岩体整体物性优于XS6岩体。有效储层受岩性、岩相和大型断裂的控制。岩性决定了储集空间类型和物性;岩相控制储层的纵向分布;断裂控制了储层的空间展布和次生裂缝发育程度,靠近深断裂的地方,有效储层集中发育。     

黄龙场构造长兴组裂缝预测

四川盆地黄龙场构造长兴组主要为生物礁储层,裂缝是影响单井产量的主要因素通过分析研究区构造成因及动力来源,总结了研究区构造形成模式.结合石油地质学、构造地质学、岩石力学和各种生产资料,利用古构造应力场二维数值模拟,对研究区岩体的破裂程度进行预测,然后计算出研究区岩体的破裂接近程度,确定岩体破裂程度与裂缝发育的关系,确定裂...     

济阳拗陷桩西地区中生界火成岩储层控制因素

渤海湾盆地济阳拗陷桩西地区中生界西洼组和蒙阴组发育火成岩储层.通过对火成岩储集空间及储层控制因素的综合分析,结果表明桩西地区火成岩主要发育气孔、基质内溶蚀孔隙和构造裂缝3类储集空间,储层物性主要受岩性、岩相和成岩作用控制.杏仁孔状安山岩和火山角砾岩经构造运动和溶蚀作用改造形成大量连接气孔和溶孔的构造裂缝,具有良好的储集性能.次生矿物充填及压实作用显著降低安山岩储层物性,导致岩体边缘及顶部比中部及下部物性好;火成岩溢流相、爆发相的相交部位岩体厚度较大,易于形成裂缝.活动断层附近、各喷发旋回之间形成的不整合面之下的巨厚安山岩发育区控制了火成岩有利储层的发育.     

大邑地区须家河组储层裂缝特征及主控因素

川西大邑地区须家河组属于超致密砂岩储层,储层物性较差,裂缝的存在极大地改善了储层的储渗性能。研究区须家河组储层发育构造缝、成岩缝及异常高压缝,部分井中见钻井诱导缝,其中构造缝最为发育,并以低角度缝和高角度缝为主,为研究区主要裂缝。裂缝发育分布受断层控制,裂缝发育带主要沿北东向断裂带呈条带状分布,断层夹持带及构造高陡部位裂缝较为发育。裂缝发育的主控因素包括构造应力、构造部位、岩石类型及岩层厚度等,其中构造部位及岩石类型为控制裂缝发育分布的关键因素。     

层状岩体中地下厂房围岩施工力学行为研究

对缓倾角层状岩体中的大型地下厂房施工力学行为进行了综合研究.详细分析了开挖过程中主厂房围岩不同部位(包括顶拱、上下游边墙)的现场监测资料,并借助基于非连续介质理论的离散元程序UDEC,综合分析了围岩的变形特征、剪位移分布、围岩应力分布、塑性区分布和锚杆轴力分布等岩体力学行为.结果表明,结构面(如软弱夹层、层面和节理裂隙等)是控制围岩变形的主要因素,软弱夹层的存在控制了围岩剪位移、应力和塑性区的分布,是导致锚杆轴力增大的主要因素,实时监测资料和理论计算成果吻合良好.     

贯通裂隙条件下地下巷道失稳的理论分析

针对地下岩体的贯通性构造裂隙分布特征,进行了贯通性裂隙分布对地下巷道失稳规律的理论分析,并结合潞安矿区的巷道实测资料做了实例计算,验证了理论分析的正确性。     

基于测井新技术解释有效裂缝发育规律

成像测井资料提供了井下裂缝的准确分布状态,可以准确提取裂缝的参数,包括裂缝的倾角、倾向,裂缝的组合特征,这些参数为地质分析提供了极为有价值的信息。将多井的成像资料分析的结果,结合取芯岩芯分析,运用地质规律对地质特征相似的邻区进行了裂缝预测。利用四川某地区下三叠统飞仙关组储层10口井的成像和岩芯资料,通过分析裂缝的分布特征和影响裂缝发育的岩石特性、裂缝的溶蚀和充填情况、裂缝与现代地应力和构造的关系,解释出了3个有效裂缝发育带、5个有效裂缝欠发育带和2个裂缝不发育带。该结果得到了实钻资料的证实,表明综合测井新技术解释有效裂缝发育规律是可行的。     

断层周边应力场的原位实测及数值反演

在分析断层周边实测应力分布特点的基础上,通过建立ＦｒｉｃｔｉｏｎｌｅｓｓＮｏ－ｔｅｎｓｉｏｎ参数式数值模型,采用位移不连续数值方法模拟评价了复杂断层扰动下的非均匀原岩应力场,得到了与实测应力分布特征高度吻合的计算结果,并比较分析了断层对其周边区域应力状态的影响．结果表明：原岩应力状态的空间分布主要受其邻近断层的支配,应力场的扰乱范围与断层的几何尺寸密切相关;非连续地层区域的原岩应力状态及应力扰乱程度随空间位置而异,具有各向异性及非线性的分布特征;由于断层对原岩应力的扰乱作用,有限“点”的实测值不能全面反映构造应力场的全貌,数值模拟是区域岩体应力场定量分析与评价的不可缺少的手法     

断裂摩擦桩瞬态动测响应的正演模拟

根据分布参数系统并采用动静平衡隔离单元法,建立断裂摩擦桩瞬态动测响应的数学模型,编制相应程序,绘出了断裂摩擦桩瞬态动测位移、速度、加速度响应,并分析了断裂摩擦桩的基本特征。     

徐中断裂特征及其对沉积的控制作用

松辽盆地徐家围子断陷断裂发育,徐中断裂是其东西分带的主控断层,对沉积储层分布及天然气聚集有重要影响。文中利用三维地震资料表征徐中断裂垂向及平面特征。不同时期徐中断层生长指数图和断裂落差图分析,得出徐中断裂为走滑断层。不同时期断裂活动强度、性质,结合古构造及分频技术刻画的扇体展布特征说明了徐中断裂控制了其两侧沉积的分布并解析了典型位置沉积演化过程。     

煤矿井下基于RSSI校正测距的WSN节点定位算法

针对煤矿井下人员及设备定位监控严重不足的情况,提出了基于RSSI校正测距的WSN节点定位技术。模拟井下环境,使用协议分析仪Packed Sniffer嗅探节点接收RSSI值,以确定环境参数;采用高斯理论模型过滤RSSI值,利用对数-正态分布理论模型计算距离;最后应用改进的三边质心定位算法求得未知节点坐标。RSSI校正测距定位与CC2431定位引擎定位的误差对比表明,文中所提算法的定位性能较好。该研究为井下无线传感器网络定位系统的设计提供了参考依据。     

地层破裂压力三维计算与显示方法

精确的预测地层破裂压力不仅是钻井工程设计的基础,更是后期油气田经济高效开发的保障。提出一种地层破裂压力的三维计算与显示方法,在有限的勘探资料和已钻井资料前提下,确定使用更适应于工程实际的侧压力系数法计算单点的地层破裂压力,运用克里金插值方法将反演密度数据和反演层速度数据相结合,计算每一道的地层破裂压力,最终再次运用克里金插值技术得出三维破裂压力体,并且设计出了地层破裂压力显示软件,直观反映出三维地层破裂压力分布。以新疆玛湖凹陷的玛西勘探区域为例,根据编制的相应计算程序,得到了该区域的三维破裂压力空间分布特征,并进行三维显示。然后提取该区域上单井的破裂压力计算结果与实测值进行对比,此方法符合工程需求。     

一种考虑滤失的水平裂缝延伸新模型

为满足工程设计的需要,以缝中流体单元的受力分析为基础,综合流体力学理论、弹性力学理论和物质平衡原理,重新建立了水平裂缝中压力分布、水平裂缝宽度和水平裂缝延伸半径等数学模型以及用差分法离散后的数值模型,并用牛顿迭代方法进行数值求解。这些模型综合考虑了压裂液滤失对缝中压力分布及流量分布的影响、能准确模拟水平裂缝延伸过程。研究结果表明,系统中考虑压裂液滤失对缝中流量和压力分布的影响而建立的水平裂缝延伸模型,由于考虑了水平裂缝中压裂液流量的实际分布,能准确描述水平裂缝延伸过程,模拟出的缝中流量沿裂缝半径逐渐减小至零,计算出的缝裂缝半径和缝宽均比原有模型结果小,符合水平裂缝压裂的现场实际。提出的迭代数值解法稳定可靠,其方法和思路为水平裂缝参数分析和施工设计奠定了基础。     

基于概率分布的IFS吸引子生成的研究

研究在带概率的迭代函数系统中如何利用概率分布控制吸引子的形态变化，对随机迭代算法加以推广，提出应用数学函数来确定仿射变换伴随概率的取值方法，通过计算机数学实验展示了该方法的模拟效果。     

地下采煤引起的黄土裂隙化物理模型试验研究

煤矿采空区的黄土边坡裂隙化严重,为研究地下采煤对黄土边坡裂隙化的影响,通过分级撤去缩尺模型底部支撑力来模拟开采过程,利用布里渊光纤应变测试仪监测各阶段中坡体的应变,结合其位移变化,分析黄土斜坡在地下采空条件下裂隙产生的位置、形态、斜坡体内部应力变化及黄土斜坡裂隙化规律。结果表明:地下采煤不仅导致黄土斜坡产生剪切裂缝还会产生拉张裂缝,产生裂缝的类型与采空塌陷的位置有关;地下采煤导致黄土斜坡产生的裂缝将切割斜坡,被切割的块体临空面较原始斜坡变陡,坡内应力状态发生变化,同时坡体完整性变差,天然强度降低;裂隙分布规律与采空塌陷边界基本一致;地下采煤引起的黄土裂隙化会改变坡体内应力重分布,重分布应力会产生次级裂缝,进一步破坏坡体。     

采动影响型地下煤火诱发地表裂隙率的时空分布模型

基于随机介质移动理论,构建了采动影响型地下煤火诱发地表裂隙率的时空统一分布模型,并实例分析了矩形火区引发地表线(张)裂隙率、面裂隙率以及剪裂隙率的分布及动态变化规律。地表线(张)裂隙率、面裂隙率和剪裂隙率的极大值分别分布在采(燃)空区边界内侧约20 m (约为煤层厚度的3~4倍)的位置、四周边界线的四个中点位置和四个边角端点所对应的地表区域。随着煤层燃烧,垂直于煤火发展方向上的线裂隙率以及空区边界处对应的地表面裂隙率均呈半正态曲线形式变化并最终稳定于最大值;而剪裂隙率、煤火发展方向上的线裂隙率及空区内部对应的地表面裂隙率均呈正态曲线形式变化。