栗西尾矿坝三维渗流预测与控制研究

尾矿坝稳定控制的关键问题之一是渗流控制.依据三维渗流模型,采用三维渗流控制分析计算程序SPGCR-3.FOR,在利用观测资料进行模型校正的基础上,预测了规划坝高195 m情况下的渗流场分布,结果显示,在现有排渗条件下尾矿坝体坡面存在地下水位溢出部位,不能保证尾矿坝的渗透稳定.通过模型预测分析,尾矿库干滩长度和排渗辐射井的数量是控制尾矿坝稳定的两个重要因素,在满足坝体内地下水潜水位埋深一定深度条件下,需要新增加10口辐射井排水,尾矿库干滩长度应保持在600 m以上,联合使用这些措施可确保尾矿坝稳定和安全.     

辐射井排渗在降低尾矿库坝体浸润线中的应用

通过尾矿库辐射井排渗工程实例、坝体浸润线的观测及变形观测结果,本文分析了辐射井排渗在降低坝体浸润线、提高坝体尾矿砂自身固化强度的应用效果。     

尾矿库初期坝排渗能力对渗流场浸润线影响

为分析初期坝的排渗能力对浸润线的影响程度,采用数值模拟方法对初期坝在不同排渗能力下浸润线的位置进行研究.在将尾矿坝基本剖面概化的基础上,采用GeoStudio的地下水渗流分析模块SEEP/W对初期坝在不同排渗能力时浸润线的位置进行数值模拟.首先构建尾矿坝基本剖面概化模型;然后分析尾矿库初期坝在不同排渗能力下对于浸润线高度的影响.研究结果表明:当初期坝排渗能力降低10倍时,浸润线与初期坝上游坡面交点距坝底的距离为1.7 m,即初期坝排渗能力对浸润线影响明显;随着初期坝排渗能力降低,浸润线位置逐渐被抬高,并最终从堆积坝的坝坡溢出,严重影响尾矿坝稳定性.该研究成果可对尾矿库设计和管理提供理论依据和技术支撑.     

临兴致密气压裂液全过程渗吸伤害规律

致密砂岩气作为重要的非常规天然气资源,需经过压裂改造才能实现有效开发。压裂施工中由于毛管力作用压裂液的渗吸现象会造成储层渗透率降低,从而降低采收率,因此开展压裂过程中压裂液渗吸伤害机理研究对储层保护和提高压后产能具有深刻意义。以临兴致密气区块为研究对象,通过室内渗吸实验模拟从压裂到返排整个过程中压裂液与储层之间的渗吸作用机理,探究了渗吸液相、压裂液黏度、岩心渗透率以及渗吸时间四种因素影响下的压裂液渗吸伤害规律,并利用灰色关联法量化分析各因素对渗吸伤害的影响程度。研究结果表明:压裂液黏度和压后焖井时间与储层伤害率呈正相关关系,与返排率呈负相关关系;岩心渗透率与伤害率呈负相关关系,与返排率呈正相关关系;压裂液渗吸对储层的伤害率较地层水大,返排率则低于地层水;各因素对致密砂岩气储层渗吸伤害的影响程度大小排序为:压裂液黏度压裂液渗吸时间岩心渗透率。研究结果为压裂施工现场的压裂液体系优选及焖井时间控制提供参考。     

不同渗透性的港口岸坡虹吸排水技术实验研究

港口水位波动或岸坡地下水力学作用将是港口岸坡变形破坏的诱发因素,在一定条件下,对岸坡的稳定起决定作用.本文重点研究岸坡地下水位与港口水位同步降落的排水降压控制技术,以期在港口水位升降过程中,保障港口岸坡的稳定性.     

页岩储层渗吸特性的实验研究

页岩含有大量黏土矿物,遇水会导致页岩中黏土矿物水化、膨胀,为研究页岩吸水特性及探究页岩气井返排率的影响因素。开展了页岩动态渗吸及静态渗吸实验;并对实验结果进行了详细的分析。研究表明:页岩水化作用主要发生在页岩与水或水基溶液接触的表层附近,液体侵入深度十分有限;不同的液体介质下页岩的吸水能力各不相同;页岩吸水量由表面水化吸水量、渗透水化吸水量和毛管吸水量组成,而且水化吸水量基本无法排出,在一定程度上降低了页岩气井压裂液的返排率;相同的成藏条件下页岩的渗透水化吸水量及表面水化吸水量相同;页岩水化能力及压裂效果是影响返排率的主控因素。     

利用雨水改善城市地下水位下降现状的探讨

提出了目前城市建设和排水系统中对雨水以“排”为主是形成地下水位下降的主要原因.提出城市规划和建设与城市排水系统的建设,应该作为一个整体系统来统筹的主张,对雨采取“渗、蓄、排”三者相结合的方针,为雨水向地下渗透提供通道,改善地下水位下降的现状.并就此提出了一些设想和建议.     

湖泊水位变化对岸坡带渗流及氮素运移的影响试验研究

湖泊岸坡带是湖水与周边地下水及其溶质交互作用的重要区域,湖泊水位变化对岸坡带渗流及其氮素运移转化产生的影响越来越受到重视。利用户外土槽试验,研究了湖泊水位变化对地下渗流中氧化还原环境及其氮素运移转化的影响。结果表明:随着水位的升高,地下水位坡降和渗流速度相应下降,水力停留时间增加。随着湖泊水位的上升,岸坡带土壤内氧化还原电位总体呈下降趋势,氨氮衰减速率减小,硝氮衰减速率升高。地下渗流流速的降低导致地下水及其氮素渗流通量的减小。湖泊水位的周期变化使得岸坡带内土壤湿度、氧化还原环境和硝化反硝化反应的交替变化,从而影响了地下水及其氮素入湖渗流通量。     

基于Visual MODFLOW的武威盆地地下水动态模拟及预测

采用Visual MODFLOW(VMOD)模型对武威盆地地下水动态进行数值模拟,预测规划年水资源配置方案下威武盆地地下水动态.模型识别与验证结果表明VMOD模拟效果良好,可用于研究区地下水系统采补平衡分析.水资源配置方案下的VMOD模型预测结果表明:各规划年地下水系统补、径、排空间格局总体趋势变化较小,山麓洪积扇井河混灌区南部地下水水位持续下降.至2020年,地下水位上升区间由盆地中部逐渐向东南方向移动,泉水溢出区地下水系统一定程度上得到恢复,地下水位整体下降情况逐步得到改善.     

季节性寒区高地下水位渠道衬砌形式试验研究

为了解决季节性寒区高地下水位渠道衬砌结构选择问题,设计了渠道渗漏模型试验箱,对渠水位、地下水位以及透固体衬砌宽度三种因素作用下的渠道渗流量进行了室内模型试验,并基于GeoStudio软件中的SEEP/W模块,进行了相应的数值模拟研究,对比分析了衬砌结构形式对渗流量的影响规律。结果表明,模型试验和数值试验所得渗流规律一致,渗漏量受渠水位与地下水位差的影响较大,水头差越大,渗漏量越大;渗流量随透固体宽度增大而增大,透固体存在临界宽度,小于临界宽度时,渗流量变化显著,大于临界宽度时,渗流量变化不是很敏感,可以据此确定渠道衬砌的结构形式。     

土地利用变化对地下水位空间分布的影响

为研究土地利用变化与地下水位的关系,基于吉林西部大安市不同时期的遥感影像,利用转移矩阵计算土地利用变化的转移量.结合大安市地下水监测井数据及地统计学,得到地下水位及土地利用类型空间分布图,并分析了地下水位的时空变异特性及土地利用变化对地下水位影响.结果表明:地下水位变化呈明显的空间分布特征,且人为因素对地下水位空间变化的影响比重增大;该区土地利用类型存在剧烈的时空转换,土地利用类型变化剧烈的地区均是地下水位急剧变化的区域,说明土地利用类型的变化和地下水位空间分布存在正相关性.     

贵阳市地下水位监测网优化分析

贵阳市现有地下水位监测网存在空间布局不合理等问题,限制了地下水工作的进一步研究,为了更加合理的掌握地下水时、空分布信息,需要对现有地下水监测网进行优化。本文基于MapGIS技术,采用地下水动态分区图绘制方法,对贵阳市现有的地下水位监测井进行优化设计,并运用Kriging插值法对优化前后监测网分布合理性进行比较分析。研究结果显示,优化后研究区增设监测井28口,删除已有不合理监测井1口,监测井总数达到56口,优化后地下水位监测网标准差明显小于优化前地下水位监测网标准差,说明此优化方案较合理符合优化的目标。     

渗流作用下心墙坝加固前后稳定性对比分析

为了研究在渗流作用下心墙坝采用冲抓套井回填技术(冲抓回填)加固前后上下游坝坡及心墙处的稳定性，以湖南省新化县某黏土心墙土石坝为背景，采用GeoStudio软件、Bishop法和Morgenstern-Price法，建立了有限元非稳定渗流分析模型以及在库水位不同降落速率、低渗透系数冲抓回填材料下的坝体稳定分析模型。计算结果表明：随着库水位降落速率增大，上游坝坡孔隙水压力的消散表现出一定的滞后性，产生指向坡外流动的动水压力，导致安全系数减小即稳定性降低甚至可能失稳；对于下游坝坡和心墙，加固后冲抓回填降低了心墙出逸位置处的水力坡度和坝体的单宽渗流量，下游坝坡安全系数则出现小幅度增加。     

真空预压法地下水位变化的室内模拟试验研究

真空预压过程中地下水位变化情况关系到对真空预压机理的认识和对真空预压效果的评价,对研究地下水位变化具有重要意义.通过室内模拟试验,用电接点式真空表控制不同真空压力模拟不同真空度条件,用不同渗透系数包裹排水体和加固区边界模拟不同土体渗透系数的方式,以研究地下水位与真空度、土体渗透系数的关系,考虑外界水的补给,得出模型试验中地下水位是下降的,且下降量随真空度的增大、渗透系数的减小而增大.当抽出和汽化的水量与加固区外补给水量平衡时地下水位不再下降.同时对真空预压法地下水位变化机理进行研究,得到地下水位下降幅度受土体渗透系数和真空压力共同决定的结论.     

基于油水分流原理的密闭取心饱和度校正方法

为力求准确求取密闭取心井油水饱和度,在分析流体饱和度损失变化的主要影响因素的基础上,以覆压岩石孔渗压缩校正为基础,以油水相渗分流率计算原理为核心,建立了密闭取心井由于孔隙及油水体积变化和降压脱气排液造成流体饱和度损失变化的数学校正模型。为油层损失前真实油水饱和度的校正提高了可靠的依据,具有重要的理论和实用意义。     

秋浇对内蒙古义长灌域地下水动态的影响

秋浇是河套灌区一种特有的灌溉制度,对灌区农业可持续发展起到至关重要的作用.本文以河套灌区义长灌域为研究区,收集了研究区近30a的监测资料,分析义长灌域引排水盐量变化特征及秋浇对地下水盐的影响.研究结果表明:1981—2010年研究区引排水与引排盐量变化趋势相似,引水量相对稳定,引盐量呈上升趋势;排水、排盐量变化幅度较大,增减频繁.研究区排水、排盐效果差,多年平均排水、排盐量分别占引水、引盐量的4.80%和11.06%,灌区长年处于积盐状态.秋浇占全年引排水盐量的比例较大,尤以排盐所占比例最大,多年平均秋浇排盐量占年排盐量的53.81%.秋浇对地下水位影响显著,秋浇前后地下水位相差较大,秋浇后地下水位为全年最高水位.秋浇虽具有良好的压盐效果,但不具备减少灌区积盐、改善地下水水质的效果.提高研究区排水排盐能力是改善义长灌域地下水环境的首要任务.     

圩区水环境治理规划及地下水溶质运移预测模拟

以中国南方平原圩区为研究对象，分析圩区堤防采用垂直封闭截渗技术后对圩内水环境的影响，并建立封闭圩区水环境规划及地下水溶质运移数学模型，通过求解，得出圩区的最优水面率和滞蓄水深、最优外排装机容量和内排装机容量以及大堤的最优封闭率，同时预测了区域内地下水位及地下水污染动态变化情况。     

榆林李家梁水库砂坝渗流安全及成因分析

榆林市李家梁水库砂坝自工程蓄水以来存在严重的渗漏安全隐患,为保障工程安全运行,通过水库历史资料数据分析和二维有限元渗流场计算,对该水库砂坝渗流安全及成因进行了深入的分析。结果表明:目前条件下大坝坝体防渗系统虽然满足运行要求,但左岸地下水位高,绕渗情况较严重。大坝左坝肩及坝基多个深度范围内存在中砂夹层以及水坠砂坝施工充填过程中导致坝体颗粒分布不均是造成坝后渗漏的主要原因。根据有限元渗流场计算结果,获得不同部位最大渗透坡降,各计算工况下排水渠底部渗透坡降在0.189～0.241,大于坝基土允许渗透坡降0.125,在库水位升高后,将使下游挟砂渗漏加剧,导致坝体破坏。因此,大坝除险加固需根据计算结果延长渗径,降低下游渗透坡降,保障大坝安全运行。     

油藏近井地带油水两相径向渗流特征

实际油藏中近井地带渗流为平面径向流,首先建立了二维两相径向渗流方程,得到了相对渗透率比值与流体饱和度关系解析解,然后设计了平面径向渗流实验,并用该解析解对渗流特征进行了分析,并与常规JBN处理结果进行了比照,得到近井地带油水径向渗流新特征.研究结果表明,建立的解析模型,能表征近井地带油水相渗关系,并且平面径向流模型试验结果说明,在近井地带,相对渗透率比值与流体饱和度呈直线关系对应的饱和度区间变小,油水在渗流中呈现出更为复杂的渗流关系,以非线性作用为主.     

页岩自吸实验及其在返排分析中的应用

人工复杂缝网壁面压裂液自发吸入页岩基质是导致页岩储层压裂返排率普遍较低的一个重要原因,目前尚未发现有效的评价压裂液返排率的方法。针对渝东南下志留龙马溪组页岩开展自发渗吸实验,深入分析页岩层理、KCL溶液和阳离子表面活性剂对自吸速率和能力的影响,并提出了一种基于自吸速率预测页岩储层压裂液返排率的方法。结果显示,页岩平行于层理方向的自吸速率明显高于垂直于层理方向的自吸速率;质量分数为10%的KCL溶液对粘土有较好的抑制性,能够降低自吸速率和自吸能力;阳离子表面活性剂通过改变溶液的表面张力和润湿性,从而降低自吸速率和自吸能力。此外,页岩气井闷井期间的压裂液吸收主要与压裂液性质、人工缝网表面积和闷井时间有关。压裂液的吸入量随着闷井时间增加而增加,初期20 d压裂液吸收速度较快,后期慢慢变平缓;压裂过程中形成的人工缝网表面积越大,则闷井期间的压裂液吸入量越高,返排率越低。该项研究对于页岩气井产能预测、压裂液选型以及返排措施制订具有重要意义。