断层对采空区地表沉降影响的模拟

断层是影响采空区地表沉降的重要因素。针对这一问题,采用数值模拟的方法,建立矿山地层、断层和采空区的三维地质模型,对比有无断层时,采空区地表沉降的变化规律,并详细分析了断层倾角、断层与采空区相对位置关系、断层摩擦强度等因素对沉降规律的影响。研究表明：断层不仅对采空区沉降起放大作用,同时对地表沉降变形起隔断作用。断层的存在使地表塌陷盆地中心向断层方向偏移。断层倾角在40°~50°时,地表沉降量出现最大值;断层倾角在35°~40°时,采空区顶板下沉量出现最大值。随着断层抗剪强度的减弱,采空区地表沉降量增大;但当断层的内摩擦角大于或等于周围地层的内摩擦角时,断层内摩擦角的增大对地表沉降量的影响不明显。     

宕昌县城区饮用水源地水库库区工程地质条件与地质评价

为研究宕昌县城区饮用水源地库区工程地质条件及存在的工程地质问题,文章主要从地形地貌、地层岩性、物理地质现象、区域地质构造与不良地质现象、水文地质等方面进行全面论述,并根据工程地质条件对库区渗漏、水库浸没与库岸稳定、水库诱发地震等地质问题进行评价。研究认为,水库不存在向邻谷的渗漏问题;库区岩性完整,无区域性的活动断层通过,水库蓄水后,发生诱发地震的可能性小。研究可为下一步水库坝址、坝型及枢纽建筑物的选型、布置等提供技术指导及数据支撑。     

断层影响的水平井套管损坏分析与模拟研究

套管损坏是油气开发过程中一种常见的地质灾害。以往研究主要集中在常规油气竖向套管变形破坏等方面,而在页岩气水平井套管损坏问题中,由于水平套管和竖向套管与陡倾断层之间夹角的差异,以及页岩储层浸水蠕滑效应与常规油气储层相比更为显著,使之与常规油气竖向套管变形破坏的微观机理有一定差别。本文研究的受断层影响的页岩气水平井套损就是一个典型的套管与断层大夹角、储层围岩强蠕滑的灾害问题。针对该问题进行机理分析和仿真模拟,得出：断层剪切活化前套管围岩蠕滑作用产生的径向挤压力可以造成套管缩颈,在断层处表现为套管的差异变形;随着水力压裂及页岩气开采过程中断层的不断活化,断层产生的剪切应力成为套管弯曲错断的主因。模拟结果与机理分析的一致性表明断层面水平套管剪切损坏是围岩蠕滑挤压力和断层活化剪切力共同作用的结果,可为页岩气开发中套损的防治提供参考。     

温州珊溪水库诱发地震构造条件

自2002年7月温州珊溪水库首次发生地震后,其地震活动持续至今,但目前人们对水库地震成因了解较少.基于对库区所处的区域地震地质背景、库区地形地貌、岩性及新构造运动特征的分析,采用野外地质调查的方法,获得了库区主要断层的地质特征,并评价了其渗透性.在此基础上,结合地震活动特征及震源机制解的研究成果,探讨了水库地震时间序列及发震机理.结果表明珊溪水库地震活动与库区岩性、断层(尤其是库区内的双溪-焦溪垟断层)及库水特征关系密切.水库地震主要发生在侏罗系凝灰岩夹砂岩、泥岩等隔水性好的层状岩层中,而渗透性较好的双溪-焦溪垟断层结构面则更利于库水下渗,这种岩体结构面组合方式一方面使库水容易沿断层结构面向深部渗透,另一方面断层结构面上的孔隙压力容易升高,因此降低了断层结构面上的正应力,应力平衡被打破,进而诱发地震.在水的渗透和地震活动的相互作用下,水库地震沿双溪-焦溪垟断层(尤其是第三分支断层)从SE向NW持续发生.      

南海北部湾海域典型灾害地质类型及其声学反射特征

基于北部湾全新世环境演变与人类活动影响研究在北部湾东部海域获得的高分辨率地球物理资料,采用地震地层学研究方法对研究区浅部地层进行详细分析,发现存在多种潜在灾害地质因素,如埋藏古河道、浅部断层、泥底辟,浅层气,潮流沙脊等,这些灾害地质因素具有明显的声学反射特征。遵循简单实用的原则可将之分为具有活动能力的破坏性灾害地质因素和限制性灾害地质因素2类,同时对其成因进行了初步分析。这些潜在灾害地质因素是从事海洋工程活动时的极大隐患,应引起高度重视     

基于地应力的套管强度优化设计方法

针对东辛复杂断块油藏泥岩夹层和断层附近套管损坏严重的问题,研究了套管在泥岩夹层和断层附近套损机理。研究表明,造成泥岩夹层和断层处套管损坏的主要原因是该层段的异常地应力。因此,在这2个层段,考虑异常地应力作用和承受非均匀地应力作用对套管强度的影响,提出了基于地应力的套管强度优化设计方法。     

中原油田高压注水诱发的油水井套管损坏原因分析

中原油田高压注水开发35年,套管损坏严重,严重的影响了油田的开发效果。据研究,油田水井套管损坏主要有错断、变形及破漏等三类,平面上主要分布在断层发育区、高地层水矿化度区、泥岩层和盐膏层发育区,剖面上主要分布在盐膏层段和主力生产井段。提出断层活动、地应力非均质演化、盐岩蠕变、油田开发历程和开采方式及油气流场、化学场演化是中原油田套损的主要控制因素,建立油田油藏油井多参数动态模式,优选与油藏模式匹配的开采方式及增产措施,改造套管动力学环境和化学环境将能防治套损地质灾害的发生。     

用方差体技术识别小断层及裂隙发育带

为了提高煤田开采的效率,准确、快速地确定断层和裂隙发育带已迫在眉睫。而三维方差体技术突出了地层横向变化对地震道的影响,能够对三维地震地质信息进行提取,还可用于识别断层、裂隙及地层的不连续变化。这里介绍了三维方差体技术的原理及基本算法,并在山东某采区三维地震资料的解释工作中进行了实际应用。结果表明,方差体技术对断层、裂隙发育带等地质异常体具有良好的识别效果。     

大庆油田萨南开发区套管损坏机理研究

对大庆油田萨南开发区近30年的套损情况进行了统计,分析了套管损坏的主要特点及套损原因.指出套管损坏与地层压力变化有密切关系.针对不同地质条件,提出了控制套管损坏的主要方法.     

大渡河金川水电站外围抚边河断层活动性研究

抚边河断裂距大渡河干流大型水利工程金川水电站仅35km,因其近期较强的地震活动性成为电站区域稳定性评价的重要考虑因素。研究从地球物理、地震、地质、地貌等方面分析了断层存在的证据和活动性,首次发现断层切割第四系的直接证据。分析了断层活动性对大坝建设的影响。     

渗流诱发套损机制与数值计算

油田套损是石油工程中的一大技术难题,多年来困扰着各油田。大量的现场调查和理论分析表明,油田套损与油藏渗流场动态变化密切相关。无论是剪切套损、拉伸套损还是挤压套损,都是渗流引起应力场调整,最终导致套管受力损伤。基于油藏流固耦合理论,分析了油田渗流诱发套损的机制,建立了油藏渗流-应力耦合计算的数学模型,并介绍了利用流固耦合进行套损预测计算的算例,对于套损防控具有重要的理论指导意义。     

套损监测技术在鄂尔多斯盆地的应用

随着油气田开发,各种不同因素造成油套管出现变形、损坏和腐蚀等问题,严重影响油气田正常生产.华北工程测井分公司采用MID-K电磁探伤与多臂井径测井技术结合进行套损监测,不仅可以判断油套管变形特征,确定管壁的损伤腐蚀程度,而且可以检查井内管柱结构,评价套管损伤速度及寿命预测.目前该技术在大牛地、麻黄山、杭锦旗、新疆等区块广泛应用,累计成功测井70多井次,成功解决了大批生产井内存在的井漏、油套管腐蚀、损伤、结垢及管柱变形等工程难题,在油套管损伤部位综合治理和改造、提高油气井产能、增加油套管的使用寿命、降低修井成本等方面效果显著.     

注水井泄压对井壁围岩应力场的影响

注水井泄压过程中的套管损坏现象在中国许多油田十分普遍,根据油藏流体渗流与地应力场耦合作用理论,建立了套管承载计算的力学模型,利用有限元方法,通过数值模拟的手段研究了泄压过程中井壁围岩应力场的变化规律以及油层孔隙压力的变化规律。根据计算结果提出,控制注水井泄压流量是有效防治泄压过程中套损的一种有效手段,并给出了具体的计算方法,从而,为油田现场预防和减少套管损坏提供了理论依据。     

克拉玛依油田二厂八区套管破损机制研究

克拉玛依油田二厂八区井区经过长期开采出现了大量的套管破损问题。对套管破损位置进行总结归纳发现,套管破损主要存在于白垩系吐谷鲁群、侏罗系齐古组、二叠系乌尔禾组等地层中。对研究区连井进行地层对比、地震数据体进行波阻抗反演和砂体分析,发现研究区内白垩系吐谷鲁群和侏罗系齐古组的砂体十分发育,广泛存在于整套地层中。砂体中流体的渗流作用对套管的腐蚀为套管破损的主要因素。泥岩吸水蠕变膨胀、油层出砂和固井质量不合格为套管破损的其他因素。     

多随机因素作用下储气库套管运行期安全性分析

套管是地下储气库运行过程中的薄弱环节,各随机因素的变化会对套管系统安全性产生较大的影响。以三维套管-水泥环-围岩系统为研究对象,考虑几何尺寸、荷载、材料特性等多因素的随机特性,基于蒙特卡罗法对储气库运行期套管系统的失效概率及敏感性因素进行分析,通过与地质模型试验结果进行对比,验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明,各随机因素对套管系统可靠性的影响程度不同,其中套管厚度、套管内径、工作内压、水泥环厚度为高敏感性因素,且各因素的影响效果不同,在工程中可采取不同措施提高系统可靠性;采气阶段,根据储气库腔体应力状态和体积变形规律确定的最大采气降压速率不会影响套管系统的安全性。     

盐岩地下储气库套管运行安全的可靠性分析研究

盐岩因其具有良好的蠕变特性、低渗透性以及损伤自我恢复特性成为国际上公认的最理想能源地下存储介质。在盐岩地下储气库运营过程中储库套管受到储气内压、材料参数和几何尺寸等不确定性因素的影响,为了评价这些随机风险因素对储库套管结构运行安全的影响,建立了盐岩储气库的套管结构模型和基于Von Mises屈服准则的套管结构功能函数,根据建立的结构模型和结构功能函数,应用响应面法结合蒙特卡洛抽样计算获得储库在高压和低压运行条件下套管结构可靠度的变化规律。可靠性分析表明,为保证套管运行安全,储库最低运行内压应大于3 MPa,最高运行内压应小于22 MPa,套管靴距离储库腔顶的距离应大于10 m,并应适当加大套管的壁厚和减小套管的内径。     

地震作用下岩盐层套变规律研究

5.12汶川特大地震发生后,某气田在岩盐层段发现了多口井套变,为了能有效地治理,急需了解其套变的原因和规律。为此,利用真三维接触有限元分析方法研究了震前套管应力和变形分布规律,并在原有边界条件基础上,在模型的顶面进一步施加不同震级地震载荷,重新分析套管应力和变形的分布规律。对比二者分析的结果发现：无论是震前还是震后都显示岩盐层段套管的应力和变形水平明显高于套管其他部位,且基本规律是震级越高套管在岩盐层段的应力水平和变形越大。对比有限元计算震前和震后套管应力和变形的结果还发现,仅5.12特大地震载荷的竖向分量所产生的应力水平已经超过了套管的屈服强度极限,因此,可以判定此次地震是导致该气田盐岩层段出现套变的真正原因。     

宁东3-侧1井套管开窗侧钻定向工艺技术

随着油田勘探开发的进一步深入,报废井、停产井越来越多,套管开窗侧钻技术是挖掘老区潜力,实现油田二、三次采油的有效方法。使用该技术对有价值的报废井、停产井进行开窗侧钻,不仅能充分利用老井简,降低钻井成本、提高经济效益,而且能有效完善歼发井网,提高增产效果。介绍了宁东油田第一口Ф139．7mm套管开窗侧钻水平井的开窗、定向施工情况,为今后在宁东油田实施此类定向井、水平井打下了一定的基础。