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天然气水合物热分解引起多场响应的特征时间分析

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力学与实践 2022年第5期44卷 1105-1110页

作者：张旭辉鲁晓兵中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

天然气水合物是我国的战略能源,而要实现商业化开采,必须首先回答如何避免引发地质灾害与环境问题。开采过程涉及传热、水合物相变、渗流、地层软化与应力重分布的多场响应,进而可能引起地层破坏,甚至大尺度塌陷、滑坡、甲烷喷发泄漏等... 详细信息

天然气水合物是我国的战略能源,而要实现商业化开采,必须首先回答如何避免引发地质灾害与环境问题。开采过程涉及传热、水合物相变、渗流、地层软化与应力重分布的多场响应,进而可能引起地层破坏,甚至大尺度塌陷、滑坡、甲烷喷发泄漏等灾害。本文针对天然气水合物热分解引起多场响应的问题,通过量纲分析得到传热、水合物相变、渗流、地层应力重分布的特征时间,进一步比较分析发现,它们的时间尺度之间相差2个数量级以上,从而提出解耦分析方法,该方法已在系列模型实验设计与理论分析中得到应用。

关键词：天然气水合物相变渗流地层破坏解耦分析

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CO_2地质埋存后的逃逸问题研究进展

力学进展 2010年第5期40卷 517-527页

作者：张旭辉郑委刘庆杰中国科学院力学研究所北京100190 中国石油勘探开发研究院北京100083

中国的温室气体排放目前已排世界第一,对环境是严重的威胁.CO2地质埋存是温室气体资源化利用及减少大气温室气体排放量的有效途径之一,但是在地质埋存后,CO2一旦逃逸会引起地表的隆起或凹陷、污染水源、破坏海洋生态系统等系列灾害,并... 详细信息

中国的温室气体排放目前已排世界第一,对环境是严重的威胁.CO2地质埋存是温室气体资源化利用及减少大气温室气体排放量的有效途径之一,但是在地质埋存后,CO2一旦逃逸会引起地表的隆起或凹陷、污染水源、破坏海洋生态系统等系列灾害,并使温室气体埋存效果毁于一旦.本文在对CO2埋存问题简要介绍的基础上,重点对埋存后CO2逃逸问题的研究现状作综述.阐述了CO2埋存后通过盖层渗流和扩散、废弃井的渗透等逃逸方式,以及主要的控制参数,包括盖层渗透逃逸、扩散逃逸、油井及裂隙逃逸等方面的参数.通过分析,提出了需要进一步研究的问题,主要有:(1)控制CO2逃逸的主要参数需要通过模型实验确定;(2)需要建立考虑化学反应、地层特征和井口分布特征的多相渗流模型;(3)在CO2逃逸方面除要考虑扩散、渗流效应外,还要考虑井口分布、高气压引起的劈裂导致的渗透性急剧增加的效应等因素的影响.

关键词： CO2埋存逃逸渗透扩散地层破坏

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基于ICP技术的天然气水合物开采方案

中国石油勘探 2017年第5期22卷 111-118页

作者：杨远肖传桃李永臣黄庆东陈辉娜李建忠长江大学地球科学学院中石油煤层气有限责任公司忻州分公司中国石油新疆油田公司准东采油厂中国石油华北油田公司勘探开发研究院中国石油青海油田公司采油五厂

天然气水合物(NGH)矿产储量巨大,燃烧后几乎不产生任何残渣,是一种高效利用的清洁能源。为了提出天然气水合物切实可行的开采方案,对天然气水合物成藏特点进行分析,通过当前室内研究的天然气水合物开采方法比较,并考虑到真实开采过程中... 详细信息

天然气水合物(NGH)矿产储量巨大,燃烧后几乎不产生任何残渣,是一种高效利用的清洁能源。为了提出天然气水合物切实可行的开采方案,对天然气水合物成藏特点进行分析,通过当前室内研究的天然气水合物开采方法比较,并考虑到真实开采过程中可能出现的地层破坏问题,在CO_2乳状液置换天然气水合物中CH_4实验和页岩油ICP开采技术的启发下,最终制订出一套具有井工厂特点的天然气水合物开采方案。研究得出:ICP技术核心工艺冷冻墙、加热井井网布置能有效克服热散失,并持续提供热量促进天然气水合物分解。CO_2乳状液置换技术能在高效产出CH_4情况下形成CO_2水合物,防止地层因为天然气水合物分解而产生的地层破坏。注采监测系统的部署能实时监控生产反应过程,可操作性强,控制精度高。

关键词：天然气水合物开采地层破坏 CO2乳状液置换 ICP技术

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浅埋暗挖隧道破裂角的基础理论研究

浅埋暗挖隧道破裂角的基础理论研究

作者：熊松北京交通大学

学位级别：硕士

在浅埋隧道的设计与施工中,需要考虑很多因素,其中,防治隧道的坍塌是重中之重,它直接影响隧道在施工和以后使用的安全问题,而隧道的破裂角又是分析隧道坍塌的一个重要因素。确定浅埋隧道破裂角的大小及发展趋势,可以为设计和施工过程中... 详细信息

在浅埋隧道的设计与施工中,需要考虑很多因素,其中,防治隧道的坍塌是重中之重,它直接影响隧道在施工和以后使用的安全问题,而隧道的破裂角又是分析隧道坍塌的一个重要因素。确定浅埋隧道破裂角的大小及发展趋势,可以为设计和施工过程中的围岩支护提供依据,对支护方案的提出起到决定性的作用,同时为使用过程中的日常维护工作提供方便。对大量浅埋隧道的现场监测结果的分析表明,浅埋暗挖隧道的受力机制与深埋山岭隧道有较大的不同,上覆地层变形体现出明显的整体下沉趋势,且带来的地层开裂、破坏更具突发性和破坏性,破裂角的规范解以及传统理论中的普氏解和朗肯解不能很好地说明浅埋隧道中破裂角与围岩特性及几何特性的非线性关系。通过分析隧道中不同模式的破坏、影响以及演化过程,可以得到隧道破裂角的理论基础,通过应用数值软件方法对隧道破裂角进行进一步研究,我们可以定量的得到不同围岩特性及隧道的几何特性条件下破裂角的大小,从而更合理地推断出浅埋隧道的坍塌范围并确定隧道上部荷载。通过以上研究,可以对浅埋隧道的设计和施工提供一些建议。

关键词：浅埋隧道坍塌机理地层破坏整体下沉破裂角数值模拟

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矿区地层结构弱化与矿区地震灾害

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2003年第5期22卷 616-617页

作者：刘向峰于泳江王来贵辽宁工程技术大学力学与工程科学系辽宁阜新123000

我国为地震多发国家,许多矿区都位于高烈度地震设防区。煤炭开采使得矿区地层结构严重弱化,由于采掘作用而诱发的矿区地震发生频繁。文中分析了导致矿区地层结构弱化的主要因素和矿区主要地震灾害的类型,并对矿区地层结构弱化对矿区地... 详细信息

我国为地震多发国家,许多矿区都位于高烈度地震设防区。煤炭开采使得矿区地层结构严重弱化,由于采掘作用而诱发的矿区地震发生频繁。文中分析了导致矿区地层结构弱化的主要因素和矿区主要地震灾害的类型,并对矿区地层结构弱化对矿区地震灾害的关系进行了探讨。指出矿区地层结构的弱化不仅降低了系统自身稳定性的调节能力,而且起到了系统内部加载的作用,是发生矿区诱发地震的前提;另一方面,弱化的地层结构其抗震能力大大降低,其地面和地下构筑物在地震力的作用破坏将更严重。

关键词：矿区地层结构弱化地震灾害抗震能力冲击地压地层破坏

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关于油田防砂方法浅析

中国石油和化工标准与质量 2011年第10期31卷 251-251页

作者：刘建鹏赵炳瑞何伟李冰中石油青海油田井下作业公司青海海西817000

原油在地层压力驱动下流入井筒的过程中,会携带一些砂粒进入井筒内,特别对疏松砂岩稠油油藏地质,产生极大的危害。主要危害表现:井壁失稳、套管损坏、地层破坏、井下及地面设备的损害、管线的磨蚀及堵塞、油层被砂埋等等。这些危害既提... 详细信息

原油在地层压力驱动下流入井筒的过程中,会携带一些砂粒进入井筒内,特别对疏松砂岩稠油油藏地质,产生极大的危害。主要危害表现:井壁失稳、套管损坏、地层破坏、井下及地面设备的损害、管线的磨蚀及堵塞、油层被砂埋等等。这些危害既提高了原油的生产成本,又增加了油田的开采难度。因此,积极的防砂措施是应对出砂的途径。

关键词：地层压力疏松砂岩井壁失稳地层破坏