盐岩地下储气库泥岩夹层分布与组构特性研究

以江苏金坛地下盐岩储气库为例,在区域地质与场地工程地质条件分析的基础上,通过盐岩及夹层分布与岩性分析、泥岩夹层全岩X光衍射试验、黏土矿物X光衍射试验及定量分析、泥岩夹层的粒度试验、崩解试验及水理试验研究表明,金坛地下储气库岩盐层夹层主要为层间夹层与层内夹层,盐岩层间夹层分布稳定,厚度较大,不溶物含量高;盐岩层内夹层层数多,厚度薄,分布不均,不溶物含量低。盐岩层间泥岩夹层的主要矿物为黏土矿物,黏土矿物的主要存在形式为伊利石/蒙脱石混成矿物;泥岩夹层主要为细粒颗粒;泥岩夹层沿层理面崩解,层状开裂软化,具有微膨胀性。对于储库水溶建腔速度、成腔形状与运营期的腔体蠕变具有重要影响。     

应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制研究

通过分析岩盐应力-溶解耦合效应对盐腔水溶建腔过程的影响,研究应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制。研究表明,在盐腔成腔过程中,应力-溶解耦合效应对盐腔形状的影响不可忽略;应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制在于溶蚀作用下在水的溶蚀影响范围内的腔壁围岩力学性质发生变化,同时,由于腔壁边界处围岩力学性质的改变,造成盐腔内部溶蚀过程发生变化,从而使盐腔形态发生改变;根据应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制,建立应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔计算方法;使用编制的应力-溶解耦合作用下的盐腔形态变化计算程序以及FLAC计算软件对水溶建腔过程进行计算。计算结果表明,相比于纯溶解作用,应力-溶解耦合作用下计算得到的盐腔形状与实际溶腔形状较为符合。该研究成果可为进一步研究储库盐腔水溶建腔机制提供理论依据和分析基础。     

东濮凹陷岩盐矿水溶开采建槽期最佳浓度控制分析

河南省东濮凹陷岩盐矿是河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院在濮阳县岩盐普查项目中发现的一超大型岩盐矿,初步分析认为,该地区岩盐矿石品位在55.32%~98.29%之间,平均品位86．59%,适用于水溶法开采。对矿区所采集样品进行了岩盐水溶性能试验,对水溶开采建槽期最佳卤水浓度的控制提供理论依据。     

岩盐水溶开采沉陷新概率积分三维预测模型研究

开采沉陷的准确预测是减小和杜绝开采沉陷灾难发生的前提，传统概率积分法难以应用于岩盐水溶开采复杂条件下的地表沉陷预测。因此，充分考虑上覆岩层在复杂地质条件下可能表现出来的各向异性、岩盐溶腔的不规则性，建立了新概率积分三维预测模型；并从力学角度，对三维预测模型的参数进行了研究，获得了模型参数与上覆岩层力学参数之间的关系。该模型能够对复杂地质条件和不规则采空区引起的地表沉陷进行较为准确地预测。     

巯基棉分离富集ICP-OES测定岩盐矿中的水溶性铜铅锌镉

盐岩矿的水溶法开采是获得人类生活必需品和重要工业原料——盐的重要途径之一。在水溶法开采中,岩盐矿中的水溶性重金属会随着母液到达地表环境和后续的岩盐产品中,可能对地表环境造成污染和危害人体健康,故对岩盐矿中水溶性重金属的检测非常重要。岩盐矿中的水溶性铜铅锌镉含量较低,而盐分含量过高,过高的盐分含量会影响ICP-OES的雾化效率,故很难用ICP-OES直接测量重金属含量。本文以巯基棉为吸附材料,从溶液pH、洗脱液浓度、洗脱液体积等方面研究了分离富集岩盐矿中水溶性铜铅锌镉的实验条件。结果表明,在pH=7的介质中,巯基棉对铜铅锌镉有良好的吸附性能,被吸附的铜铅锌镉可用7 m L盐酸(15%)定量洗脱,溶液中的钠对吸附无明显影响。对解吸后的溶液,铜铅锌镉的回收率均≥92.2%,钠回收率仅0.04%,基本实现了铜铅锌镉与钠的分离,达到了ICP-OES检测要求。     

变权和相对差异函数在盐穴储气库腔体稳定性评价中的应用

盐岩地下储气库腔体以钻井水溶方式开采,溶腔形态可见性差、形态发展可控性难度高,针对畸形溶腔进行科学的稳定性评价是保证其安全运营的重要手段。将变权和相对差异函数理论引入到盐岩溶腔的安全评价中,建立适用于盐穴储气库畸形单腔的稳定性评价模型,首次以溶腔声纳测腔数据为基础,建立三维真实仿真模型并进行数值模拟,将数值模拟结果作为评价指标的评分依据,最后应用该方法对金坛储气库某腔体进行稳定性评价,并针对评价结果提出安全改善措施。研究结果表明,用变权方法对评价指标权重进行处理后得到的结果更加合理,通过将该方法与其他安全评价方法计算结果进行对比,证明了该模型在盐岩储气库畸形溶腔的稳定性评价中具有较好的适用性。     

层状盐岩造腔仿真软件开发及其实用性验证

国内层状盐岩具有夹层多、不溶物含量高等特点,现有造腔软件不能很好地模拟国内层状盐岩水溶造腔过程。基于流体力学和化学动力学等理论,建立能够描述盐岩造腔过程的数学模型,并提出了夹层垮塌判据。结合国内层状盐岩水溶造腔工艺特征,开发出能模拟含夹层盐岩水溶造腔的软件Salt Cavern Builder V1.0。该软件可模拟纯盐岩、多夹层盐岩的水溶造腔过程,能较好地反映出造腔方案在现场造腔过程中每个阶段的实施效果。通过大尺寸型盐造腔相似试验,模拟无夹层和含单一夹层的腔体形状扩展过程。基于相似理论基础,在现场造腔工艺条件下,造腔软件模拟出的结果与试验得到的结果接近,验证了该软件的实用性。     

察尔汁盐湖岩盐层渗透性的初步研究

察尔汗盐湖的岩盐层的渗透性主要受岩盐的颗粒直径、孔隙度、不均质系数及卤水的物理化学性质等因素的影响。采用实验室研究的手段并参照现场抽卤试验的成果，提出一些计算岩盐渗透系数的公式，并对渗透性分布作出预测。     

岩盐用作路基填料的力学性质试验

通过试验,研究了察尔汗岩盐用作路基填料的压实特性、抗压强度以及循环荷载下的变形性状。主要探讨了岩盐试样中细粒含量比例对试样压实特性的影响规律;天然岩盐抗压强度的大小分布,以及岩盐抗压强度与粒径、干密度、含水量的关系;交通循环荷载作用下,岩盐的动应变发展情况等。这些结论对盐湖公路建设具有一定的指导意义。     

用弹性圆薄板理论分析盐岩单井水溶溶腔覆岩关键层

本文系统分析了岩盐单井水溶开采的特征, 应用弹性圆薄板理论对溶腔覆岩关键层进行分析, 推导出了溶腔覆岩层下沉变形微分方程和溶腔覆岩关键层上的载荷计算式, 并对溶腔覆岩关键层受力特征进行了分析, 推导了溶腔覆岩关键层初次破断距计算式, 建立了适用于岩盐单井水溶开采溶腔覆岩关键层判别的判据式, 是对以往关键层理论研究成果的补充, 为关键层理论应用于岩盐单井水溶开采溶腔覆岩移动规律研究打下了理论基础。最后, 对岩盐单井水溶开采覆岩控制研究内容和关键层理论在其中的应用思路进行了初步探讨。     

二次定向钻井技术在岩盐对接水平井中的应用效果

介绍了岩盐对接水平井二次定向钻井技术在我国井矿盐水溶开采中的应用效果,为我国井矿盐提供经济有效、合理利用的开采方法。     

盐岩储气库最佳采气速率数值模拟研究

由于已采盐矿存在着大量的采卤溶腔群,对采卤溶腔群进行改造作为天然气储存库使用,能有效缩短储气库的建设周期,并消除采卤溶腔对环境带来的不利影响。基于盐矿地质资料、盐岩的力学试验及本构关系分析,对作为西气东输储气库使用4口采卤溶腔群进行了研究,通过三维数值模拟方法研究了该溶腔群在不同采气速率下盐腔周的应力状态和体积变形规律,并通过分析,对该溶腔群的最佳采气速率得出了有益的结论。     

陕北奥陶纪岩盐资源及开采工艺

陕西及周边的山西、宁夏等省区均为缺盐省,开发陕北盐田对促进该区域经济发展具有重要的经济和社会意义。陕北岩盐矿床位于鄂尔多斯盆地中东部,以米脂凹陷为古地理背景的陕北盐盆。盐盆从西南向东北方向收缩,以马家沟五期沉降幅度最大,成盐性最好。从矿层稳定性和构造复杂程度、开采条件等方面比照类似的四川威西、合川、长宁、川东等盐矿,陕北岩盐矿均简单,且不溶残渣湿体膨胀率4.12%～6.17%,故选用斜井-水平对接井组连通水溶开采法。水溶开采工艺主要包括钻井工程、采卤工艺、输卤和回卤工艺等,建议主注水井为直井,主出卤井为水平井,输卤、回卤等各管路均须选用经防腐处理的热轧无缝钢管,埋地敷设于冻土层以下。     

盐穴储气库造腔工艺技术研究

盐穴储气库以其独特的优势在世界范围的石油工业领域中受到越来越多的重视。以一定的形状在盐层内建造一个地下储气溶腔,是一项复杂的系统工程。结合我国在盐层建设储气库的特点,围绕造腔设计的腔体目标和实施工艺,对盐穴储气库造腔工艺技术进行了全面的论述。通过对储气库腔体形成过程的分析,从造腔工艺、腔体控制与检测方法等方面,提出了造腔井型、水循环方式、溶腔步骤、两口距调节方式、形状控制方法、顶板保护工艺、密封检测、腔体稳定性等多项技术,同时推荐了造腔管柱组合方式、注水流量确定方法和保持腔体稳定的措施,对盐穴储气库造腔设计和施工有一定的指导意义。     

江西清江盆地岩盐矿床三种盐放物中流体包裹体的初步研究

清江盆地岩盐矿床是我国东南地区中新生代的一个重要盐矿。该盐矿的矿石矿物主要为石盐，其次为钙芒硝和硬石膏，在这三种盐矿物中均含有较丰富的流体包裹体，但其流体包裹体的类型，成分、数量、大小和分布等特征都存在差异。就一般而言，研究盐矿物中的流体懈裹体对发展岩盐矿床地质理论和指导开采以及处置核废物都具有重要意义。     

金坛盐矿老腔储气库长期稳定性分析数值模拟

盐穴储气库作为油气储气库的主要类型之一,已经在发达国家普遍采用。随着“西气东输”工程的进行以及天然气工业的不断发展,我国将会有更多的盐穴地下储气库建成并投入运行,因此怎样科学合理地分析盐穴储气库的稳定性已显得越来越重要。利用国际上著名的有限差分软件FLAC3D,对金坛盐矿某区老腔1号井、2号井建库完成后的腔体稳定性以及腔体蠕变规律进行了数值模拟,模拟结果表明,储气库在运行期间,流变会引起溶腔体积的减少,溶腔内压对储库的体积减少有直接的作用。并且利用该软件确定了储气库的运行压力在6 MPa～14.5 MPa之间,溶腔的体积缩小率在22 %以内,为储气库的修建及管理提供了指导依据。     

江苏洪泽顺河集南石盐矿水溶性能试验

通过江苏洪泽顺河集南石盐矿样品室内水溶试验,研究该盐矿的水溶性能。结果表明：该矿上溶溶解速度和溶蚀速度大,侧溶溶蚀速度小于上溶溶蚀速度,但样品侧溶角小、溶解空间大、卤水膨胀率低,有利于水溶开采时水资源的利用;水不溶残渣膨胀率平均仅为2.18%,溶腔被残渣充填范围小,有利于上溶生产;残渣中的石盐残留量为23.03%～35.60%,开采过程中损失较少,利用率较高;卤水成分中NaCl含量高,有利于进一步加工利用。     

江西省清江岩盐矿床地质特征与成盐机理

清江岩盐矿床为新生代陆相碎屑—化学岩沉积,矿层厚度大,层数多,呈层状和似层状,产状平缓,矿石质量好,有益元素含量高,有害元素含量低;含盐系地层由碎屑岩和化学岩组成,具有旋回性、多级韵律和多韵律性特征;岩盐是在长期干旱的古气候环境下,沉积环境相对较为稳定,持续时间长,封闭性较好,物质来源丰富的内陆盆地中形成的;成盐过程是在浅水环境下,借助机械沉积和化学沉积在同一成盐凹陷中或交替进行,或同时发生,形成不同的成盐机理,建立了成盐模式。     

山东大汶口盆地采盐溶腔的不稳定性及变化特征

山东大汶口盆地岩盐矿层为多层薄层盐,夹层以硬石膏岩、泥灰岩等为主,厚度较大.在双井对流采盐中,形成横截面近倒梯形的长形体溶腔.由于溶腔顶底板岩石与溶腔存在巨大的压力差,这种形状的溶腔不稳定,顶底板岩石发生向溶腔方向的蠕变,使溶腔大小、形状不断发生变化.一是开采盐层埋藏浅,开采速度慢,虽经多年开采,但溶腔跨度尚未达到极限...     

地球物理测井在岩盐矿勘探中的应用

为了准确判断某矿区岩盐层位,满足储量计算的要求,在岩盐矿勘探中采用了地球物理测井方法,实践证明,测井方法能够准确划分岩性,弥补钻探取芯不足.结合岩盐样化验结果,利用回归分析理论可求取岩盐品位与放射性强度的关系,并进行岩盐工业品位预测,结果表明利用回归分析预测岩盐工业品位是可行的,预测结果可以满足野外生产需要,为岩盐勘探提供了有用信息.