厚煤层注水固结顶板的实验与研究

基于定量分析研究厚煤层注水固结顶板的相关参数，以室内岩石力学强度试验模拟采场顶板再生情况，从而得出再生顶板的粘聚力、内摩擦角，含水率、采深及其它因素相互之间的规律，确定了注水高度、注水量及固结顶板厚度等有关参数。现场生产实际应用表明，注水固结顶板具明显的社会效益及经济效益。     

遗留资源再回收顶板运动及压力显现特征

为分析遗留下分层开采时再生顶板的运动规律及矿压显现特征,以北皂煤矿油页岩分层下行开采为背景,结合前期研究中建立的下分层再生顶板碎裂结构模型及其分带特征,通过改进传统的相似材料配比构建了下分层再生顶板碎裂结构相似材料试验模型,并对下分层开采中的顶板运动、支承压力分布及支架受力特点进行了研究.结果表明:受二次采动影响,再生顶板垮落岩块碎胀系数较小,压实程度较好.上、下分层采高接近情况下,下分层工作面支承压力影响范围及峰值均小于上分层,分别为上分层的38%和51%;下分层支架受力为上分层的91.6%;下分层采出后顶板中不规则冒落带及规则冒落带高度均增加至采前的3倍;裂隙带高度增加为采前的1.6倍.为类似条件的下分层采场设计、支架选型提供依据.     

浅析炮采放顶煤的工艺与支护

本文主要对炮采放顶煤的注水、破煤、装煤、运煤、支护和回柱放顶、放煤等工艺作了简单地介绍。另外。本文还介绍了炮采工作面破碎顶板、煤壁片帮、托顶煤或留底煤、托伪顶或松软破碎顶板的支护等问题。     

遗留油页岩下分层再回收顶板稳定性试验研究

为研究遗留油页岩下分层开采时再生顶板的稳定性,以龙口某矿油页岩下分层开采为原型,结合前期研究工作中建立的再生顶板结构模型,铺设了对应的再生顶板相似材料试验模型,考虑不同压实时间、预留护顶厚度及注浆等因素对再生顶板稳定性的影响,模拟了下分层开采时再生顶板不同悬露跨距的冒落情况。结果表明,采用改进的相似材料配比来模拟再生顶板结构中的胶结再生带能较好地反映顶板二次破碎冒落的现象,与现场再生顶板的冒落情况相符;再生顶板下预留护顶可提升顶板的稳定性;再生顶板压实时间越长,顶板稳定性越好;注浆可促进组成再生顶板岩块的二次胶结,提升再生顶板结构的整体稳定性。     

碳酸盐岩缝洞型油藏注水开发研究

碳酸盐岩缝洞型油藏由于裂缝、溶洞的分布随机性强,其流动机理和开发方式与常规的碳酸盐岩裂缝性油藏存在很大差别,注水开发目前处于试注阶段,还没有形成相应的油藏注水开发理论体系。因此,建立适合碳酸盐岩缝洞型油藏的注采关系及注水方式,优化碳酸盐岩缝洞型油藏不同注水方式下的注采参数,是碳酸盐岩缝洞型油藏注水开发理论与方法的关键基本问题。该研究以油藏工程学、流体动力学理论为基础,以室内物理模拟实验、数值模拟、矿场注水试验和大量动态资料统计分析为基本手段,充分考虑理论研究、室内实验研究与现场试验研究相结合,针对课题研究目标,选择具有代表性的缝洞单元模型进行重点研究,对油藏能量、注采关系、注水方式、注采参数、注水开发动态及开发效果评价方法进行深入研究,进而形成系统的缝洞型油藏注水开发技术政策及注水开发效果评价方法。2013年通过进一步开展室内物模和数值模拟研究,建立了缝洞型油藏室内三维注才井组实验模型,完善了缝洞型油藏单元注水方式,优化了缝洞型油藏单元注水的注采参数,进一步完善了不同类型岩溶缝洞储集提注水技术政策。该课题完成了年度研究计划内容和目标。     

塔里木油田轮古井区注水替油参数优化研究

塔里木油田轮古井区奥陶系碳酸盐岩油藏属于缝洞型油藏,油藏非均质性极强,很多单井由于钻遇封闭缝洞
体产量迅速递减。注水替油技术可以大幅度恢复停喷或低效油井的产能,是开发缝洞型油藏的有效新方法之一。注
水替油的注采参数是否合理对注水替油的开发效果至关重要。以塔里木油田轮古井区注水替油典型井的地质、流体
资料为基础,建立单井注水替油的地质模型,通过数值模拟的方法优化注水时机、周期注水量、注水速度、焖井时间、
开井工作制度等注采参数,并将注采参数无因次化或拟合公式,以消除注水前油井生产动态差异对优化参数造成的影
响,使优化参数更具实用性。     

矿柱参数计算研究

将采场顶板假设为简支梁,应用材料力学理论,根据岩梁的假说,推导了计算顶板最大允许跨度公式,据此确定矿柱间距,并借助确定的硬岩矿柱强度的新方法设计矿柱参数.实践证明,该矿柱设计方法简便、可行,适用于开采缓倾斜及水平的坚硬矿体,可有效地防止采场顶板冒落.     

遗留油页岩下分层开采时再回收顶板稳定性试验研究

为研究遗留油页岩下分层开采时再生顶板的稳定性,以龙口某矿油页岩下分层开采为原型,结合前期研究工作中建立的再生顶板结构模型,铺设了对应的再生顶板相似材料试验模型,考虑不同压实时间、预留护顶厚度及注浆等因素对再生顶板稳定性的影响,模拟了下分层开采时再生顶板不同悬露跨距的冒落情况。结果表明,采用改进的相似材料配比来模拟再生顶板结构中的胶结再生带能较好地反映顶板二次破碎冒落的现象,与现场再生顶板的冒落情况相符;再生顶板下预留护顶可提升顶板的稳定性;再生顶板压实时间越长,顶板稳定性越好;注浆可促进组成再生顶板岩块的二次胶结,提升再生顶板结构的整体稳定性。     

注采控制系统组成及控制原理分析

随着油田注水开发研究工作的深入，为延长注水高效开发时间，提高采油率，将信息论，系统论及工程控制理论观点引入油田注采领域，使原来较单一的注采关系分析向复杂的多参数自动控制系统转变。     

再生顶板下巷道布置及支护离散元模拟

为确定再生顶板下巷道掘进合理位置及支护形式,考虑再生顶板的形成过程及特点,以UDEC数值模拟为主要研究手段,采用voronoi块体划分方法,建立了再生顶板下巷道布置及支护模型,分别对再生顶板下不同位置、不同留顶厚度及不同支护形式下的巷道开挖进行了模拟.结果表明:再生顶板下巷道顶板中的垂直应力一般小于原岩垂直应力,平均为原岩垂直应力的0.6倍;再生顶板下巷道布置宜选用内错布置,内错距离为3~6 m;巷道合理留顶厚度为0.8 m以上;巷道支护形式宜采用锚杆与架棚及喷浆联合支护,必要时可进行超前注浆加固.     

单体支柱工作面再生顶板控制

本文基于笔者多年从事再生顶板下单体支柱支撑力的相关工作研究心得,以单体支柱工作面再生顶板控制为研究对象,分析了顶板控制与控顶原则,给出了工作面顶板支护参数的确定思路,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

塔河风化壳储层典型单元注水方式优化研究

风化壳古岩溶作用形成的缝洞型油藏是塔河油田奥陶系油藏的主要储层类型,其由于缝洞发育,非均质性极强。目前在注水开发过程中,部分缝洞单元注水效果变差。为强化注水效果,利用数值模拟方法研究了塔河某油藏典型生产单元的最佳注水方式组合。根据注水见效期、稳定期以及调整期的含水率特点,通过对注水方式的组合优化模拟,论证了最佳注水组合的模式及注采参数。模拟结果显示,最佳注水组合为先温和持续注水,后周期注水,最终转为脉冲注水的模式。基于该油藏参数,三种注水方式的参数的优化结果为持续注水强度200 m3/d,常规周期注水采用长注短停注60 d停15 d的方式,脉冲注水为(100~200)m3/d间隔30 d的方式间歇注入。     

碳酸盐岩潜山裂缝性油藏异步注采研究

碳酸盐岩潜山油藏储集空间类型多样,孔隙结构复杂,裂缝非常发育,连通情况好,储层的非均质性严重。注水开发时水窜严重、水驱采收率低、开发效果差。针对该类油藏的地质特点及注水开发中存在的问题,本文以桩西古潜山油田ZG14井区为例,对该类油藏展开异步注采研究。利用数值模拟方法优化了异步注采单周期注入量、注入速度、焖井时间、采液速度等参数,预测了衰竭式开采、连续注水、常规周期注水、异步注采4种开发方式15年末的采出程度。数值模拟结果表明：异步注采15年末采出程度为28.63%,比衰竭式开采、连续注水、常规周期注水分别高3.21,0.82,0.21个百分点,采用异步注采取得了比其他开发方式更好的开发效果。异步注采有效避免了注入水沿裂缝向生产井窜进,注采不同步产生的压力扰动有利于注入水进入基质系统较深的孔喉中,扩大了波及体积;焖井使得裂缝与基质的渗吸交换作用进行的更充分。建议对碳酸盐岩潜山油藏开发时,采用异步注采的开发方式。     

浅谈炮采工作面大采高卧底煤回采工艺顶板控制

采用大采高卧底煤回采工艺开采,掌握煤层地质条件、设计合理的支护参数、工作面采取伪俯斜推进及提高支柱的实际工作阻力是保障大采高卧底煤回采工艺安全回采的技术关键。该文详细叙述了大采高卧底煤工作面顶板控制的基本要求和加强顶板控制的具体措施。     

基于RFPA~(2D)的煤层顶板覆岩采动破坏数值模拟

本文在分析工作面揭露的开采地质条件和岩石力学性能等参数的基础上,运用岩石破裂过程分析系统(RFPA2D)模拟分析了工作面煤层顶板覆岩层采动破坏特征。结果表明采动引起工作面顶板覆岩离层面和纵向破断面的张开和闭合是一个动态演化过程。区域内直接顶初始垮落步距约10m,基本顶的初次来压步距为60～65m,采动冒裂高度为57m。模拟结果为工作面顶板管理及上隅角瓦斯抽采提供了科学依据。     

浅埋缓倾斜薄层金属矿长壁开采顶板响应及力学分析

为研究长壁开采工艺在浅埋缓倾斜薄层金属矿开采过程中的适用性,以某金属矿赋存环境为背景,基于室内相似配比试验结果制备大尺寸地质力学模型,开展长壁回采工艺下浅埋采场相似物理模型试验。试验结果表明:顶板初次断裂步距为32 m,回采前24 m采场顶板较稳定;24~32 m回采过程中,每次回采沉降值以4倍左右速率增大;采场顶板长度接近初次断裂步距时,回采中顶板沉降量增大,且回采结束后顶板沉降响应明显。引入简支梁力学分析模型,基于弹性力学理论分析顶板采动响应特征规律,结合岩梁参数,简支梁弹性力学得到的顶板初次断裂步距为36.2 m,相似模型试验与力学分析结果较吻合。     

“两硬”煤层综放开采顶煤弱化机理及技术研究

对于"两硬"条件下的放顶煤开采,可以采用顶煤注水、爆破联合弱化措施,加强对顶煤和顶板的弱化,充分发挥矿山压力的破煤作用,使顶煤强度降至良好放煤效果要求的程度,提高顶煤放出率。本文以陕北矿区某矿为背景,从多个角度分析了顶煤注水、爆破弱化的机理,制定了顶煤注水、顶煤爆破、顶板预裂爆破等各项技术措施的具体参数,形成一套对提高两硬厚煤层综放工作面放煤效果行之有效的顶煤弱化技术。     

阿南油田阿11断块A上I油组周期注水动态参数优化

阿南油田构造复杂,非均质性较强,是典型的低渗透砂岩油田,稳定注水开发存在油产量低、采出程度低、稳产难度大三大矛盾,为了提高阿南油田低渗透砂岩油藏的动用程度,提高油田产油量,降低含水率,为下一步新区块投入开发及油田注水开发调整提供依据,以阿11断块的阿11-304井组(其开发层位是A上I油组)为研究对象,充分利用井组内及邻近区域内井的油藏精细描述静态资料和井组内注采井的动态资料,参考注采井的产吸剖面资料,在优化了该井组周期注水的方式的基础上,应用油藏数值模拟技术研究了周期注水的注水量、周期和时机对周期注水效果的影响,优化了阿南低渗透砂岩油藏的周期注水参数.     

边水稠油油藏水驱后蒸汽吞吐方案设计

注水开发多年的具边水的普通稠油油藏的原油粘度高、流度比大,加之油藏非均质及边水入侵的影响,其注水开发效果较差。到含水高于９０％时,仍有大部分原油未开采出来,因此,有必要转换开发方式,进一步提高采出程度。针对以上问题,应用黑油模型物热采模型,在对我阶段历史拟合和现代油藏工程评价的基础上,从筛选 采产能及吞模拟等方面 注蒸汽热采的可行性,并用正交设计分析方法优了吞注汽参数。结果表明,该类油藏由注水开发     

合注合采油藏窜流通道发育区定量判识方法

以采用多油层合注合采方式开发的葡北油田葡I油组油藏为例,开展定量判识窜流通道发育区的方法研究.从油藏地质和开发动态的角度优选能有效表征窜流通道特征的7类参数,通过变换进一步求取井组综合变异系数、无因次累积注水强度、无因次吸水强度和井组内部累积水油比级差4个关键参数,最后通过构造综合判别参数与4个关键参数之间的定量关系式实现综合判别参数的求取.研究表明,葡北油田综合判别参数大于0.38的区域为窜流通道发育区,被窜流通道沟通的注水井和采油井分别具有低注水压力和高注水量及高采液量和特高含水率的典型特征.