柴西地区英雄岭构造带构造特征差异及控制因素

利用最新采集的地震、钻井等资料,结合构造物理模拟实验,对柴达木盆地西部地区(简称柴西地区)英雄岭构造带的构造特征差异及控制因素进行分析。结果表明:柴西英雄岭构造带具有东西分段、南北分带、深浅分层的构造特征;下干柴沟组上段沉积时期是英雄岭构造带构造变形的关键时期,受先存的古构造正断层的影响,在该时期沉积的暗色泥岩、膏岩盐等软弱岩层的不均衡分布是控制英雄岭构造带构造特征差异的因素。古近纪,阿尔金断裂开始活动,英雄岭构造带在弱伸展构造环境下发育正断层,控制暗色泥岩、膏岩盐等软弱岩层的发育;新近纪,东昆仑断裂开始活动,柴西英雄岭构造带在强挤压构造环境下形成现今的正反转构造特征。     

电阻层析成像技术及其在水合物开采模拟实验中的应用

电阻层析成像是一种可视化的无损测量手段,可以为天然气水合物开采过程室内模拟实验提供有效的监测途径。首先介绍了电阻层析成像技术的工作原理、发展历程与应用现状,重点对电阻层析成像技术在天然气水合物室内模拟实验方面的主要应用进行了综述,并分析了存在的问题,在此基础上给出了解决问题的建议,为下一步开展水合物的电阻层析成像实验提供参考。     

多尺度体积压裂支撑剂导流能力实验研究及应用

裂缝有效导流能力是评价压裂施工效果的主要参数，也是影响压裂增产效果的最重要因素之一。设计了多尺度裂缝导流能力实验方法，采用单一粒径和组合粒径的铺置方式，研究了闭合压力、粒径组合方式、铺砂浓度及应力循化加载条等因素对多尺度主裂缝及分支缝内支撑剂的导流能力变化的影响。实验研究结果表明:随着闭合压力增加，大粒径支撑剂与小粒径支撑剂的导流能力差距逐渐变小，主裂缝及分支缝内支撑剂导流能力逐渐降低，而且这种降低趋势存在明显的转折点。组合粒径铺置条件下，主裂缝及分支缝内支撑剂组合均存在最优的组合方式。主裂缝及分支缝内支撑剂铺置砂浓度越高，导流能力也越高；随着闭合压力增大，高浓度铺砂与低浓度铺砂条件下的导流能力差距逐渐变小。应力加载破坏对支撑剂导流能力的影响是不可逆的。现场应用表明，在满足压裂工艺要求前提下，通过支撑剂组合方式及加砂方式的合理优化，可有效提高裂缝导流能力及压后产量。研究结果为体积压裂方案优化及现场施工提供基础数据依据。      

温压实验液态产物中菲和蒽系列的演化特征

对华北中元古界下马岭组低熟海相页岩进行温压(Ⅰ系列)和温控(Ⅱ系列)模拟实验,并对原始样品和实验过程中的液态产物进行GCMS分析。结果表明:样品含较高丰度的菲、艹屈、萘等系列化合物,液态产物中检出了实验过程中新产生的蒽、甲基蒽和苯并萘并噻吩;随着温度的升高,菲系列中丰度较高的9-甲基菲、1-甲基菲逐渐向热稳定性更好的3-甲基菲、2-甲基菲转化,菲的相对丰度先减小后增大;模拟实验样品中检出的蒽系列化合物与温度呈正相关,表明其来源与热演化过程有关;温压实验过程中检测出丰度较高的苯并萘并噻吩,而其他温度段几乎检测不到,说明该化合物的形成需要适当的温度和压力;压力增大会抑制菲的烷基化和抑制蒽系列化合物形成,但会促进9-甲基菲的转化和苯并萘并噻吩的形成。     

渗流作用下软弱覆岩相似模拟实验研究

针对含水层下采场软弱覆岩破坏特征及透水机理问题,利用二维物理相似模拟实验对其综放开采过程进行探究,分析了导水渗流区域的形成机理,探讨了导水优势路径的判断依据。实验探究表明:渗流作用下覆岩受采动破坏影响出现裂隙发育区,裂隙压实区和潜在裂隙区等裂隙运移区域。地表至煤层方向,自上而下覆岩裂隙率逐渐增大,水体沿着裂隙率较大的导水优势裂隙渗流至采空区。渗流区域在隔水层之上呈"漏斗状"分布,在隔水层下大致沿着岩层断裂线所形成的"破坏拱"分布,水流渗透痕迹由"破坏拱"从内至外逐渐消散。煤层走向方向上,涌水量的相对大小关系为开切眼一侧采空区上覆岩层停采面一侧。     

高抽巷合理层位相似模拟的研究

为研究煤层开采对覆岩的移动破坏规律,获得覆岩的破坏范围,从而确定高抽巷的布设位置,以淮南刘庄矿151305工作面为研究对象,建立了倾向和走向模型。通过相似模拟的方法在煤层走向及倾向上结合应力场、裂隙场以及瓦斯场,验证对上覆高瓦斯煤层实行"煤与瓦斯共采"这一战略的可行性。通过模拟,得出煤岩体水平变形和竖直位移变化规律并监测岩体内应力变化情况,并以此为依据,确定高抽巷的位置。结果表明:从回风巷开始向采空区沿走向延伸12 cm并以55°角度向上和在回风巷处以114°角度向上的范围内,布置高抽巷时,既有利于巷道完整性的保持,同时与裂隙发育区沟通的离层裂隙也有利于采空区瓦斯的抽采。     

网络火灾中风流流动特性实验研究

为了研究网络火灾中风流流动特性,搭建了一个网络火灾模拟小尺寸实验台。该实验台包括1条着火支路和2条旁侧支路。根据旁侧支路长度和初始风速的不同组合方式,开展了7种工况下的模拟实验。采用热线风速仪结合示踪技术观测旁侧支路的风流逆转过程。结果表明,由非稳态分析法得到的判定准则是合理的。     

热模拟实验研究现状及值得关注的几个问题

系统梳理了热模拟实验研究现状，提出了3个值得关注的问题以及5个重要的发展方向。按照体系封闭性分类是目前最为广泛使用的一类热模拟实验分类方案。不同的热模拟实验体系各具特点，可以根据不同的实验目的来选取合适的热模拟实验体系。封闭实验体系更加适合于腐殖型烃源岩的热模拟实验，开放体系的在线分析产物在研究易挥发组分时具有独特的优势，半开放体系是最为接近实际地质体中烃源岩热演化的热模拟体系。热模拟实验中3个值得关注的问题：一是水对热模拟实验的影响；二是热模拟实验中是否可以得出费托合成以外的有说服力的烷烃气碳同位素倒转；三是在进行热模拟实验研究生烃动力学时一定要结合实际地质背景建立模型。热模拟实验5个重要的发展方向：一是有水参与的相对低温长时间的热模拟实验研究；二是与非常规油气形成相关热模拟实验研究；三是热模拟实验中烃源岩孔隙微裂缝发育以及流体排出相互耦合关系相关的研究；四是碳酸盐岩烃源岩相关热模拟实验研究；五是与异常压力相关的热模拟实验研究。     

基于UDEC数值模拟实验的保护层无煤柱全面卸压开采分析

针对低透高突煤层群中不具备常规煤层(煤厚≥0.8 m)保护层开采条件及消除保护层遗漏煤柱下方被保护层中卸压盲区的问题,提出了极薄、薄煤层半煤岩保护层无煤柱全面卸压开采技术。基于沙曲煤矿地质条件,采用UDEC数值模拟实验分析得出:被保护煤层卸压盲区宽度随着保护层煤柱宽度的增加大致符合拟合直线方程y=17.09x-10.05的线性增长规律,拟合度R~2=0.896 8;当无煤柱开采时,在原留设煤柱位置的下方被保护层中不发生垂直应力集中,即消除了卸压盲区。     

采煤沉陷区地表水土流失时空演化研究

为研究采煤沉陷区坡面地表水土流失时空演化规律,通过室内模拟实验研究不同降雨强度和坡度条件下的坡面地表水土流失特征。实验研究表明:坡面平均流速与降雨强度整体呈正比关系,即在相同坡度条件下,随降雨强度的增加,坡面的平均流速增加;弱降雨下水流含沙量随坡度的变化无明显变化规律,中、强降雨条件下,坡面坡度对含沙量变化呈2个阶段影响作用:第1阶段,随坡度增加,含沙量减少,呈负相关;第2阶段,随坡度增加,含沙量近线性增加,呈正相关。