樊庄区块构造对煤层气井产能的控制机理

沁水盆地南部樊庄区块属于中高阶煤煤层气田,樊庄区块内煤层气井产能受多种地质条件的影响有很大差别.为了查明煤层气富集高渗的构造主控因素及其变化规律,在总结樊庄区块3#煤层构造分布规律基础上,结合煤层气井排采资料,建立了樊庄区块3#煤层背向斜构造、断层构造与煤层气井产能的关系模型,划分出区块尺度煤层气富集高渗区,提出了构造对煤层气井产能的控制作用及机理.研究结果表明:1)樊庄区块3#煤层高产井的构造位置分布于局部复向斜构造轴部及其翼部上次级背斜的翼部以及无明显断距的断层附近;中产井的构造位置主要分布于局部复向斜构造轴部及其翼部上次级向斜轴部,局部复向斜构造轴部及其翼部上次级背斜轴部;低产井构造位置主要分布于远离局部复向斜构造轴部的向斜翼部处以及有明显断距的断层附近;2)局部复向斜构造轴部及其翼部发育的次级背斜翼部应是全区最为有利的勘探开发区,为富气高渗区.靠近断距较小的断层附近由于断层破坏不明显使得断层附近含气量中等而渗透性较好,为中等气高渗区.次级背斜轴部位置为贫气高渗区,次级向斜轴部是富气低渗区.远离局部复向斜构造轴部的向斜翼部处为贫气区,断距较大的断层附近为贫气高渗区.     

高构造应力区矿震规律研究

利用华亭煤矿微震监测系统,研究了处于褶皱区域矿震灾害严重的250102工作面开采过程中矿震时空演化规律.结果表明:强矿震大部分发生在向斜轴部,向斜轴处冲击动力灾害危险高于其他位置.向斜轴部强矿震周期短,频次高;强矿震发生前,震动次数持续上升,但震动能量出现"平静"或下降趋势,可作为高应力向斜构造区强矿震预测的前兆信息.高构造应力区强矿震波形持续时间长,频谱呈高频多峰分布,破坏性大.降低产量,工作面匀速推进与超前卸压相结合,能控制高构造应力区矿震灾害强度.     

阳江抽水蓄能电站地应力场回归分析

采用基于三维有限元正演分析、应力实测资料及将岩体自重和构造应力作为地应力的主要构成因素的多元线性回归方法,对阳江抽水蓄能电站的地应力场进行回归分析.通过拟合实测地应力资料获得对应于地应力构成因素的回归系数,进一步获得了整个工程区特别是重要工程部位的岩体应力分布.回归结果表明:工程部位岩体属中等应力水平,最大水平主应力方位随埋深的增加由EW方向至NWW方向偏转.文章最后揭示了工程局部应力场与区域应力场构造的关系.     

复杂断层构造区地应力分布规律及其影响因素

准噶尔盆地西部车排子地区石炭系火成岩储层断层多,且走向多变,复杂程度高,亟需开展地应力分布规律及其影响因素研究.本文以苏13井三维区石炭系火成岩储层为例,基于盒维数法,用分维值D对研究区构造复杂程度进行了表征;基于BP神经网络方法,通过MATLAB实现了边界约束的优化反演;利用COMSOL Multiphyics软件模拟分析了渗流-应力耦合作用下地应力分布规律及其影响因素,认为研究区地应力分布受断层数量、断层走向和石油开采的影响较大;考虑渗流-应力耦合作用后,地应力值增大,而地应力方向基本保持不变或发生微小偏转.研究结果表明:研究区发育三级、四级、五级及五级以下逆断层,断层相互切割,断层分布的分维值为1.811 1,分维值较大,研究区整体构造复杂.随着断层数量的增加,地应力值呈减小趋势;走向与荷载作用方向平行的断层内部最大水平主应力值较其余走向断层小,对附近应力场影响作用也较小;走向与荷载作用方向垂直的断层对附近应力场影响范围最大;考虑石油开采的影响后,最大水平主应力值增大;随着石油开采的深入,井口附近的地应力持续增大,但单井开采对地应力的影响范围有限.未考虑渗流-应力耦合作用,研究区最大水平主应力为21.4～30.8 MPa,最小水平主应力为14.5～20.1 MPa;考虑渗流-应力耦合作用后,最大水平主应力为22.7～32.3 MPa,最小水平主应力为15.3～21.8 MPa.研究区最大水平主应力方向在东北区域为北东东-南西西向,经过F1断层后地应力方向发生偏转,变为北东-南西向;在走向与荷载作用方向平行的断层内部和附近,地应力方向发生较大偏转.     

金川矿区地应力场特征

从地质构造、显微构造、地壳形变场和震机制等方面，探讨了金川矿区域应力场特征及其力源，地应力测量成果综合表明，金川矿区为一以水平残余构造应力的高地应力区，地应力场具有显的不均匀性、各向异性，地应力场的分布特征决定了矿区地下巷道的变形破坏规律。     

煤层断层构造演化应力场分布特征数值模拟研究

采用有限元数值模拟软件ADINA,模拟了一次构造作用下煤层断层构造的形成过程以及煤层断层形成后受现代构造应力场作用下煤层的破坏情况及地应力的分布规律.模拟结果表明,一次构造作用下煤层断层构造的形成过程中,在接近断层面的下盘煤层底部和接近断层面的上盘顶部,煤体容易遭到破坏;断层构造形成后在不同的铅直应力和水平应力组合情况下,正逆断层的下盘断层面附近区域均存在应力集中现象,逆断层的应力场方向主要由最大应力的方向决定,而正断层仅在水平应力与铅直应力比较接近时,应力场方向主要由铅直应力决定.     

南堡凹陷现今地应力特征及影响因素

为了明确影响南堡凹陷现今地应力分布的各个因素并确定主控因素,基于80余组实测地应力数据,并结合测井计算、数值模拟及理论推导的手段,建立了埋藏深度、岩性、断层、构造形态、孔隙流体、温度及压裂裂缝与现今地应力之间的关系,定量分析了各个因素对地应力大小及方向的影响程度,认为南堡凹陷现今地应力分布的差异是动静态因素共同作用的结果.研究结果表明:埋深直接影响地应力的大小,其分量及应力系数随埋深增大呈规律性变化,且地应力状态发生2次转换;岩性的非均质性是地应力大小离散分布的重要原因,对地应力方向造成不超过10°的微弱偏转;断层引起周围一定范围内地应力大小显著变化并造成地应力方向杂乱分布,应力集中程度最高可达10余倍;构造形态对水平应力的影响尤其显著;孔隙流体通过改变岩石力学性质和孔隙压力影响了地应力,其大小变化幅度约18～30 MPa,方向最大变化约10°;地温引起地应力微弱且均匀变化,而注水导致的温度变化能够造成地应力大小和方向的突变,应力大小最高可达15 MPa,方向偏转超过10°,但是影响范围仅限于井筒周围;压裂裂缝引起井筒周围局部应力场的明显扰动.静态因素的影响方式具有一定规律性,而动态因素往往引起井筒周围局部应力场的突变,导致地应力的离散分布.     

古今构造应力的对比与危险性评价研究

以山西晋城成庄煤矿区为例,根据历史构造作用留下的褶皱、节理、断裂等构造形迹,建立构造格架,推断晋城成庄矿区历史上曾发生先南北向、后东西向的两期大的构造运动,古构造作用为先东两回加载60MPa,再南北向加载110 MPa,现今构造应力是与古构造应力方向一致.岩石内摩擦角φ是描述地质体抵抗破坏能力的重要参数,探讨了由于内摩擦角的不均匀性导致均匀古应力场作用下煤矿区的危险性分区,以及现今构造应力作用下矿区的稳定性问题,为煤矿区安全问题提供新的研究思路.数值模拟揭示晋城成庄煤矿危险区分东、西两带,该结论对煤层地质体应力集中带和瓦斯突出区的预测具有重要的意义.     

不同推进方向对近距离巷道围岩的影响

为了研究工作面沿倾向和走向推进对其下方巷道围岩稳定性的影响,利用数值模拟软件FLAC3D分析在不同推进方向下交叉巷道的应力、位移以及塑性区的分布规律。结果表明：推进相同距离时,倾向方向推进对下部巷道围岩应力场及塑性区变化的影响比走向方向的小,但位移变化无显著的规律性。其中,倾向比走向的垂直应力和水平应力最大分别减小了6%和26%。随着推进距离的增加,巷道的应力、走向方向位移、塑性区均增大,而倾向方向位移几乎不变。此工程环境下,巷道交叉部位以及煤层和巷道中间部位应力、位移和塑性区变化较大,正式开采时需要对该位置重点支护。     

晋中南现代构造应力场的数值模拟研究

对晋中南现代构造应力场进行了数值模拟．模拟结果显示,现代构造应力场主应力差在沁水含煤向斜轴部存在着呈北东向展布的高值条带,且最大主应力为压应力;其应力水平和应力性质与应力降和小震综合断面解资料基本吻合;晋中南东部沁水含煤向斜内部产生近水平挤压应力场的动力来源于东部太行山和西部霍山的隆起和抬升;太原盆地中的近水平伸展应力场则与盆地深部塑性物质的上涌所导致的侧向拉伸有关．