基于数字露头的多尺度裂缝模型建立及其对地下裂缝预测指导

塔里木盆地台盆区发育大面积的深层碳酸盐岩油气藏,构造裂缝是深层碳酸盐岩油气藏重要的储层渗流通道和储集空间,但受多种地质因素的影响其分布具有强烈的非均质性,目前无一套有效的技术方法解决储层多尺度裂缝定量化表征的难题。利用数字露头技术,建立露头区三维数字模型,并在此基础上开展露头裂缝识别及裂缝参数的定量描述。基于露头裂缝研究成果,对于不同尺度裂缝的发育特点采用不同的建模方法,针对大、中尺度裂缝,分别采用确定性建模方法和基于分维理论的优化融合建模方法;面对小尺度裂缝建模复杂的难题,利用多元信息融合方法融合断层走向模型、距断层距离模型以及地层构造曲率模型建立小尺度裂缝综合发育概率体,以裂缝综合发育概率体为约束,多元数据协同模拟构建小尺度裂缝网络模型。结果表明：在同一网格体系下,将多尺度裂缝模型及构造模型叠加获得露头原型地质模型。将露头原型地质模型研究成果应用于塔里木盆地跃满地区地下储层裂缝建模中,分尺度描述了裂缝产状、密度等主要建模参数,确定了裂缝发育主控因素,并结合井点裂缝分析成果,构建了储层多尺度裂缝网络模型,与单井裂缝解释、生产资料吻合度较好。实例研究表明露头原型地质模型研究成果可以为地...     

基于无人机倾斜摄影的三维数字露头表征技术

随着地质研究目标精细化和复杂化,地质体表征的尺度越来越小,难度越来越大,已有储层分布及预测的方法亟待改进。基于此,在分析传统野外地质考察局限性的基础上,介绍了无人机装置与倾斜摄影的技术特点,提出了基于无人机倾斜摄影的三维数字露头表征技术,利用无人机采集野外露头模型进行了储层构型分析。研究表明:1）传统野外地质考察至少有七方面的局限性;2）无人机倾斜摄影有明显的创新性和技术优势。采集处理后的数据模型带有三维坐标信息（经度、纬度、海拔）与图像信息,可以准确表征模型中任意位置点坐标和图像,因此,三维野外露头构型分析有了良好的资料基础;3）通过实例分析发现,采集处理后的模型精度高（分辨率约3~5 cm）,对砂体内部结构认识的定量化与精细化程度增高。无人机倾斜摄影技术不仅使数字露头成为现实,也是辅助地质学家进行高效野外考察的可靠技术。     

基于激光雷达技术的三维数字露头及其在地质建模中的应用——以巴楚地区大班塔格剖面礁滩复合体为例

介绍了激光雷达技术的工作原理以及数据的采集、处理和解释方法,展示了三维数字露头的构建过程。以塔里木盆地巴楚地区大班塔格剖面中奥陶统一间房组礁滩复合体为研究对象,在真实的三维数字露头地质构架下,以岩相与岩石物性关系为约束,构建了礁滩复合体三维地层结构模型、沉积相模型和储层模型,其结果真实地反映了地质情况。研究表明,基于激光雷达技术的三维数字露头改进了传统的露头建模研究方法,极大地提高了地质模型的精度,能为勘探开发提供有效指导。     

厚松散含水层薄基岩下厚煤层防水煤柱综放安全开采分析

通过对朱仙庄矿87采区厚松散层及薄覆岩的含水层、隔水层及基岩风氧化带工程岩组特性的分析,采用物理模拟、FLAC3D数值计算及现场实测的综合研究方法,对一次采全厚综放开采覆岩移动破坏规律进行了深入研究。研究结果表明,采区内松散层下部的第四含水层组富水性极弱,补给条件差,且基岩风氧化带具有较强的隔水性能,可以留设防塌煤柱开采;采用综放开采时,其覆岩最大垮采比为1.69,在-240m标高以下的防水煤柱内实现了一次采全厚放顶煤安全高效开采,取得了显著的经济效益。     

安徽百善煤矿超薄基岩区地质特征及对煤层安全开采影响

百善煤矿64采区超薄基岩区域地质储量210万t,基岩厚度均小于20m,对安全回采造成了巨大影响。在分析煤矿主采煤层赋存、顶板岩石力学地质特征及水文地质条件的基础上,重点分析了超薄风化基岩及松散层内含(隔)水层的岩石特征及强风化岩石泥化对工作面开采的影响。以理论计算、现场实测数据和开采实践为依据,重点研究分析了风化基岩和含(隔)水层的物理特征及强风化岩石泥化对"两带"发育高度的影响,并设计了合理的安全保护煤柱。实践表明:超薄基岩区域强风化岩石软弱、泥化、风化对工作面回采"两带"发育高度有降低作用,有利于工作面的安全回采。     

综放面合理护巷煤柱宽度确定与回采巷道支护方案设计

基于阳湾沟煤矿地质资料,应用极限平衡理论计算得到合理的煤柱尺寸为25m;采用FLAC3D数值模拟分析了不同宽度护巷煤柱的垂直应力和弹塑性区分布规律,得到合理的煤柱尺寸为25～30m;最终确定阳湾沟煤矿合理护巷煤柱宽度不小于25m。针对回风顺槽顶板不同的围岩状态,设计了支护方案,通过数值模拟得到不同支护条件下的围岩应力状态和位移分布,结果表明,支护方案是合理的,能够有效的控制围岩的变形与破坏。     

BP和RBF在断层防水煤柱留设宽度预测中的应用

在总结全国各典型煤矿断层防水煤柱相关资料的基础上,以水头压力、煤层厚度、安全系数、煤的抗张强度为主要影响因子,选择有代表性的样本数据,通过Matlab软件构建了BP和RBF神经网络模型,对各煤矿断层防水煤柱的留设宽度进行了预测,并与规程经验公式计算的结果进行了对比。结果显示,在煤矿断层防水煤柱留设宽度预测中,RBF神经网络比BP神经网络的训练速度更快,效率更高,具有更加广阔的应用前景。     

特低渗透大型露头模型流场测量技术及分布规律研究

应用电阻率测井原理,建立了一套大型露头模型平面流场测量方法。在此基础上利用特低渗透天然砂岩露头制作大型露头模型进行流场分布规律研究。研究表明,对于平行岩样具有非线性渗流特征的大型露头模型,其井网单元内平面流场特征为注入流体沿主流线方向快速突进,但波及范围较小,且存在不流动区,驱替效果较差。分析了不同驱替倍数下流场的变化规律,对比研究了不同因素对流场以及有效驱动的影响。大型露头模型能直观地反映流场动态的变化过程和驱替效果,能够更好地模拟实际油藏渗流规律。     

煤柱对下层煤层开采影响的数值分析

为得出煤柱对下层煤层开采的影响规律,采用有限元分析软件ANSYS对煤柱下方煤层开采模拟分析。得出煤柱下方煤层为应力升高区;随工作面推进距离的增加,工作面前方应力升高区的应力值增加;开采煤柱下方煤层时,工作面前方会形成双重应力升高,易发生动力灾害,应加强支护。并确定了煤柱对下煤层的影响范围。这为巷道选择合理支护形式和支护参数提供了依据,对实现煤层安全开采有一定的意义。