姜德义[1]2001年在《岩盐溶腔稳定性及失稳控制研究》文中研究表明本文针对岩盐钻井水溶开采溶腔稳定性问题进行了详细研究，用叁维有限元法分析了地应力场对溶腔稳定性的影响，用相似材料模拟试验研究了溶腔失稳的发生发展过程及围岩应力分布规律，用FLAC分析了溶腔的大变形问题，同时，将突变理论应用于溶腔稳定性分析，获得了符合现场实际的突变模型。用3D-Sigma有限元数值分析计算程序，分析了不同采深、单溶腔开采和双溶腔开采时岩盐溶腔围岩的地应力场分布规律，获得了溶腔围岩中主应力场的分布规律，研究了溶腔内水压和双溶腔开采时溶腔顶板跨度对围岩应力场分布的影响。相似材料模拟实验能定性反映溶腔顶板破坏的发生发展过程。随着采深和溶腔跨距的增加，溶腔围岩的压力峰值的大小及峰值点距溶腔边缘的距离也在不断增加，而溶腔的极限跨距则减小。当溶腔超过极限跨距，顶板垮塌后，溶腔上覆岩层将显现明显的冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。对于岩盐溶腔这种特殊的地下工程结构和围岩条件，溶腔围岩具有典型的非线性大变形特征，这些力学特征用常规的数值方法很难分析。本文采用的拉格朗日元法（FLAC）很好地解决了这一问题，使相关的水压作用、大变形以及溶腔的动态侧切过程等力学响应得到了合理的模拟与分析。采用固支大变形圆板突变模型研究了单井溶腔顶板的稳定性，得出了溶腔顶板岩层失稳的必要条件。用平直梁尖点突变模型，并考虑了自重侧压压力及水平构造应力的综合作用力研究了连通井顶板的失稳突跳，得出了连通井顶板失稳的充要条件。采用固支梁－矿柱模型，研究了井组间矿柱的稳定性并分析了矿柱突跳失稳的释能机制。地应力场的大小与方向，对溶腔稳定性影响较大。在连通井组开采，特别是水力压裂连通井组开采中，两井的连线最好与最大主应力方向一致。这样既有利于水力压裂裂隙的发展，也有利于连通后井组开采溶腔的稳定性。岩盐开采后，溶腔内的水压力使溶腔围岩处于叁向受力状态，同时水压对顶板也起到了很好的支撑作用。在一定范围内，溶腔内水压越高，溶腔越稳定。同时渗透水对顶板岩层的强度及稳定性的影响很大，因此，在开采时应尽量避免水渗透到顶板岩层，应留一定厚度的岩盐层保护顶板。
刘保县, 姜德义, 刘新荣[2]2007年在《岩盐溶腔顶板稳定性分析及其控制》文中研究指明岩盐水溶开采溶腔顶板稳定性及其控制的研究对保证卤井的安全生产和生产效益,对岩盐溶腔储备库的建造和使用都具有十分重要的意义.为此,分析了岩盐溶腔顶板动态平衡过程及失稳发展机制,并利用突变理论研究了岩盐溶腔顶板失稳机理,探讨了溶腔顶板稳定性的影响因素,从而为溶腔稳定性控制打下一定的理论基础.
张鹏, 卢青峰, 张文广, 曹国权[3]2011年在《岩盐溶腔顶板稳定性分析及其控制》文中研究说明岩盐水溶开采溶腔顶板稳定性及其控制的研究对保证卤井的安全生产和岩盐溶腔储备库的建造、使用都具有一定的指导作用。本文分析了岩盐溶腔顶板动态平衡过程及失稳发展机制,并利用弹塑性力学理论研究了岩盐溶腔顶板失稳机理,探讨了溶腔顶板稳定性的影响因素,从而为溶腔稳定性控制打下一定的理论基础。
姜德义, 任松, 刘新荣, 郭微[4]2005年在《岩盐溶腔稳定性控制研究》文中认为综述了岩盐溶腔稳定性影响因素,给出了岩盐溶腔围岩应力分布规律,提出了顶板岩石应力释放规律、溶腔失稳判据和溶腔稳定性控制方法,为溶腔稳定性控制和岩盐溶腔用于石油战略储备的可行性打下理论基础。
姜德义, 任松, 刘新荣, 刘保县[5]2005年在《岩盐溶腔顶板稳定性突变理论分析》文中研究说明采用固支大变形圆板突变模型研究了单井溶腔顶板的稳定性,得出了溶腔顶板岩层失稳的必要条件;并考虑了自重侧压力及水平构造应力的综合作用,用平直梁尖点突变模型研究了连通井顶板的失稳突跳,得出了连通井顶板失稳的充要条件。为溶腔稳定性控制和溶腔用于战略石油和天然气的储备打下理论基础。
任松, 姜德义, 刘新荣, 刘保县[6]2004年在《岩盐溶腔井组间矿柱稳定性突变理论分析》文中研究指明本文采用固支梁 -矿柱模型 ,利用尖点突变理论研究了岩盐井组间矿柱失稳的临界条件 ,并分析了矿柱突跳失稳的释能机制
余海龙, 谭学术, 鲜学福, 姜德义[7]1995年在《岩盐溶腔稳定性模拟试验研究》文中进行了进一步梳理本文通过不同采深岩盐溶腔稳定性相似模拟试验研究，探讨了岩盐水溶开采过程中溶腔围岩移动、破坏和应力重新分布特征。得出了溶腔上覆岩层下沉量、下沉速度和围岩中各岩层支承压力峰值集中系数及其影响范围随开采跨距和深度的变化规律，以及不同开采深度岩盐溶腔顶板极限跨距和卤井生产服务年限等。
梁卫国[8]2004年在《盐类矿床水压致裂水溶开采的多场耦合理论及应用研究》文中进行了进一步梳理盐类矿床是一类开发与利用价值极高的矿床，不仅其蕴含矿物(氯化钠、硫酸钠、氯化钾、碳酸钠等)是重要的化工原料，在国民经济和社会生活中占有重要的地位和作用；而且由于其所具有的特殊地质条件及优良物理力学特性，水溶开采后岩盐溶腔还是石油、天然气地下储备的理想场所。因此，科学的盐类矿床开采理论与方法，始终是对盐类矿床合理开发与应用的基础和保障。 由于盐类矿物易溶于水的特性，对盐类矿床的开采常采用水溶开采的方法。然而，由于水溶开采过程是一个涉及化学流体运移、矿物溶解、传热传质、固体变形等多场相互作用的固—流—热—传质耦合问题，使得水溶开采理论的建立复杂困难、水溶开采技术的发展重受制约。因此，进行盐类矿床水溶开采的多场耦合理论及其应用的研究，可以深入奠定盐类矿床水溶开采的理论基础、进一步促进水溶开采技术的发展、以及加强盐类矿床科学合理的开发应用，具有十分重要的意义和价值。 本文以盐类矿床水压致裂水溶开采的多场耦合理论及应用作为研究课题，通过实验研究、理论分析、数值模拟、以及现场试验的方法，对围绕该课题的岩盐高温力学特性、盐类矿床水压致裂—溶解理论、盐矿床水溶开采多场耦合理论、以及群井致裂控制水溶开采技术及应用进行了系统的研究。 主要研究内容及结果如下： (1)岩盐高温及再结晶力学特性的实验研究。在岩盐基本力学特性实验的基础上，进行了240℃范围内岩盐高温力学特性、以及损伤岩盐高温再结晶力学特性的实验研究。研究发现：岩盐力学特性具有明显的温度效应特征，随温度的升高，岩盐的强度与温度呈对数关系增强，塑性变形量也在相应增大；高温再结晶可以使损伤岩盐晶间摩擦系数得以恢复，但对内聚力的恢复不明显。 (2)盐类矿床水压致裂—溶解理论及技术研究。盐类矿床水力压裂，是一个岩体断裂、溶液渗流、裂纹起裂扩展、岩盐溶解扩散的多因素综合作用的固—流—溶解—扩散耦合作用过程，本文在耦合理论分析的基础上，建立了盐类矿床水压致裂——溶解理论，提出了盐类矿床的水压致裂连通技术；数值模拟结果表明，水压致裂过程摘要中，岩盐水力裂缝呈扇形张开，与不考虑溶解时的裂缝宽度明显不同，其裂缝宽度与距离、时间的关系为:w=(0.0034+0.0006t)e‘众。007+0·oolst)‘，数值模拟结果与现场压裂试验结果相吻合。 (3)盐矿水溶开采的固一流一热一传质祸合理论研究。盐矿水溶开采过程，是一个化学流体运移、矿物溶解、传热传质、固体变形等多场相互作用的固一流一热一传质祸合作用过程，矿物的溶解与溶腔内流场、溶液浓度场、以及温度场密切相关;本文以岩体力学、流体力学、传热传质学等理论为基础，建立了盐矿水溶开采的固一流一热一传质多场祸合理论，并进行了相应的数值模拟;数值模拟结果，清楚地说明了多场之间的相互作用关系。 (4)盐矿水溶开采模拟实验研究。在室内进行了盐矿水溶开采的模拟实验，研究岩盐水溶开采过程中各物理量的变化及相互作用规律。室内模拟实验结果表明:在水溶开采过程中，岩盐溶解速度与溶蚀面积成指数关系，而溶解速度，则在一定范围内随流速的增大而增大;水力压裂可以使得裂缝沿软弱夹层大面积扩展，并实现群井间连通，矿床的溶解特征与数值模拟结果相一致。 (5)芒硝矿群井致裂控制水溶开采技术与应用研究。群井致裂控制水溶开采技术，是利用盐类矿床水压致裂裂缝大面积扩展及流体流向群井间可调控的特性，对盐矿床实施高效、低成本的控制溶解开采。本文在上述理论分析及实验研究的基础上，提出了群井致裂控制水溶开采技术，并进行了现场试验研究;试验结果表明，群井致裂控制水溶开采，是一项理论科学、技术可行的、可以实现高回采率、高效率、高效益、低成本的水溶开采方法。 (6)盐矿床内油气储备和核废料处置。对在盐类矿床内进行石油、天然气储备和核废料地质处置、储库溶腔的建造技术方法、以及加强对盐矿床的综合开发利用，进行了初步的分析探讨。
参考文献：
[1]. 岩盐溶腔稳定性及失稳控制研究[D]. 姜德义. 重庆大学. 2001
[2]. 岩盐溶腔顶板稳定性分析及其控制[J]. 刘保县, 姜德义, 刘新荣. 重庆大学学报(自然科学版). 2007
[3]. 岩盐溶腔顶板稳定性分析及其控制[J]. 张鹏, 卢青峰, 张文广, 曹国权. 中国井矿盐. 2011
[4]. 岩盐溶腔稳定性控制研究[J]. 姜德义, 任松, 刘新荣, 郭微. 中国井矿盐. 2005
[5]. 岩盐溶腔顶板稳定性突变理论分析[J]. 姜德义, 任松, 刘新荣, 刘保县. 岩土力学. 2005
[6]. 岩盐溶腔井组间矿柱稳定性突变理论分析[J]. 任松, 姜德义, 刘新荣, 刘保县. 中国矿业. 2004
[7]. 岩盐溶腔稳定性模拟试验研究[J]. 余海龙, 谭学术, 鲜学福, 姜德义. 矿山压力与顶板管理. 1995
[8]. 盐类矿床水压致裂水溶开采的多场耦合理论及应用研究[D]. 梁卫国. 太原理工大学. 2004