小青煤矿北二采区4煤层顶板含水砂岩富水性研究

由于小青煤矿北二采区顶板含水砂岩较为发育,给安全生产造成了隐患,为保证矿井安全生产,通过对顶板砂岩沉积、岩性和地质构造等因素进行研究,分析了4煤层顶板含水砂岩的富水性。该项研究对类似条件下其他矿井水害防治工作具有一定的参考价值。     

渤海注聚油田储层堵塞、产液下降机理分析及调整措施

渤海X油田位于渤海辽东湾北部海域,属于疏松砂岩油藏,且原油胶质、沥青质含量高。目前,该油田注聚区受效井日产油626m~3,日产液5707m~3,含水89%。在生产中发现,老受效井已经出现"产出端堵塞严重,产液下降严重"等问题,一直干扰油田产量指标的完成。针对该问题,本研究在整体分析X油田驱油剂、地质类型、地层压力的基础上,跟踪了每口产液下降井的生产动态资料并筛选出同时期产液下降较严重的井,利用显微镜观察、抽提物检测分析、固体组分检测分析等实验方法综合分析了堵塞物成分,总结出了堵塞及储层伤害机理,并提出了相应的解决思路。研究发现,原油胶质、沥青质、少量聚合物包裹在出砂微粒周围,乳化增粘又加重疏松砂岩出砂程度,形成大量粘塑性油砂颗粒堵塞地层;同时,残酸中的Al~(3+)或Fe~(3+)等高价离子,形成了铁盐、铝盐、氟化物等无机垢沉淀堵塞地层,即出砂和结垢是导致堵塞的根本原因。在明确临界流速、生产压差的同时,针对疏松砂岩做好深部稳砂,实施"有机无机交替解堵+化学固砂"的措施,防止砂粒解堵后再次运移、延长解堵有效期的解堵思路。     

红层砂岩胶结颗粒料坝特性的试验研究

近些年来,中国水利水电科学研究院提出了胶结颗粒料坝技术,在全国开展推广应用。因环保等因素,胶结颗粒料坝砂砾石材料缺乏,阻碍胶结颗粒料坝技术在我省使用。为探索红层砂岩加工骨料掺入砂砾石混合材料修建胶结颗粒料坝技术,在金鸡沟水库胶结颗粒料坝开展了红层砂岩胶结颗粒料坝特性的试验研究。结果表明,胶结体随着砂岩骨料掺配比例的增加,粗粒径骨料集中现象越明显,骨料嵌合程度越低,胶结程度越差,密实程度也就相对较低;砂岩与砂卵石混合骨料混合分布越均匀,胶凝材料包裹率越高,胶结坝体密实度越高。     

余吾矿水文地质特征及涌水量计算

以余吾煤矿为研究对象,介绍了矿井的水文地质特征,提出了3号煤的直接充水含水层为3砂、三灰。采用无限边界的承压一无压公式计算余吾矿正常涌水量为316.61 mVh,最大涌水量为398.4 mTh,并分析了相邻煤矿采空区积水目前对矿井生产影响不大,本井田3号煤采空区积水对生产影响较大,并通过公式计算得到3号煤层采空区积水量为381.7km3.     

深井侏罗纪红层砂岩的支护研究与应用

星村煤矿地质条件较复杂,地压作用较明显,掘进施工难度大。矿井西翼绞车房处于DF50断层上盘,落差达到350~400m。针对西翼绞车房大断面支护问题进行了研究与应用,采用导硐法施工,利用锚网喷+锚索联合支护设计方案,取得了良好的支护效果。     

白云岩与砂岩致密储集体质量的差异性

白云岩与砂岩致密储集体质量参数为随机分布的连续谱系，孔隙结构、物理参数复杂多变，表征难度较大。基于铸体薄片、压汞、核磁共振、孔隙度和渗透率等测试技术，结合大量天然气勘探开发实际资料，采用统计分析对比方法，重点讨论了储层质量宏观与微观参数特征。结果表明，白云岩与砂岩致密储集体质量参数具有正态分布特征，是一种金字塔数据结构，常规储层比例一般为15%~20%，是砂岩或白云岩致密储层的“甜点”；致密砂岩储层微观孔隙发育，孔、喉连通性较好，分布比较均匀，储层孔、渗关系较好，表现为相对高孔和低渗；白云岩致密储层质量尽管具有孔、喉连通性差和孔、渗关系较差的不利因素，但也具有相对高渗、低束缚水饱和度、低排驱压力及裂缝网络发育等有利因素，天然气渗流能力较好，勘探开发潜力较大。我国发育碳酸盐岩沉积，应加强致密白云岩气藏成藏条件研究与勘探。     

含水率对砂岩动态拉伸强度的影响

工程中的岩石具有不同的含水性，研究不同含水率岩石动态力学性质的变化规律，对岩石工程的设计和建设具有很强的指导意义。为研究不同含水率对砂岩动态拉伸强度的影响，利用霍普金森压杆（SHPB）试验装置对不同含水率试样进行了一系列动态巴西劈裂试验，研究了不同含水率砂岩在不同加载率条件下的动态拉伸强度变化规律。试验结果表明：岩石的动态拉伸强度随着加载率的增加而增加，其率相关性与含水率有关，饱和试样的率相关性较强，而干燥岩石的动态强度对加载率的变化不敏感。当加载率较低时，岩石的拉伸强度随着含水率的增加而降低；当加载率较高时，由于水的Stefan效应，水对岩石裂纹产生抗力，阻碍其扩展，导致岩石强度增加，饱和试样的动态拉伸强度出现高于非饱和试样强度的现象。     

层状组合砂岩强度及变形特性试验研究

为研究煤矿层状砂岩顶板失稳破坏机理,明确岩石的厚度比对岩石力学性质的影响,选取两种强度比为1∶1.12的砂岩进行了不同组合的单轴压缩试验。结果表明:不同组合的砂岩,随着红砂岩厚度的增加,抗压强度、弹性模量变化范围较小,但红砂岩占比0.8的组合砂岩,上下端部存在10mm的较软岩石,消除了端面效应,吸收部分能量,改变了试样的破坏模式,导致其强度高;最先产生裂纹的位置受交界面的影响,无粘结试样的裂纹最初产生在交界面,有粘结试样的裂纹最初产生于端部,峰后破坏呈现明显的阶段性特征;组合砂岩的破坏模式主要有剪切滑移型、折线剪切劈裂型、贯通劈裂剪切型破坏3种;白砂岩厚度大的试样,破碎分维与抗压强度成正比,红砂岩厚度大的试样,破碎分维与抗压强度成反比。