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复杂岩性隧道超前切割爆破方法研究

爆破 2024年第2期41卷 23-31页

作者：杨志龙钟冬望白文良赵云鹏马建军李腾飞何理司剑峰蔡路军武汉科技大学理学院武汉430065 武汉科技大学湖北省智能爆破工程技术研究中心武汉430065 中国铁建大桥工程局集团有限公司天津300300 中铁四院集团建设工程有限责任公司武汉430065

针对复杂岩性隧道传统爆破开挖效果差的问题,基于传统光面爆破与预裂爆破的研究,在隧道周边局部存在软弱围岩情况下,将软弱围岩区周边孔的爆破提前至掏槽孔爆破之后进行,提出一种超前切割控制爆破方法。建立了准三维模型,使用流固耦合(A... 详细信息

针对复杂岩性隧道传统爆破开挖效果差的问题,基于传统光面爆破与预裂爆破的研究,在隧道周边局部存在软弱围岩情况下,将软弱围岩区周边孔的爆破提前至掏槽孔爆破之后进行,提出一种超前切割控制爆破方法。建立了准三维模型,使用流固耦合(ALE)算法和ANSYS/Ls-dyna有限元分析软件,对超前切割爆破方法与传统预裂、光面爆破方法进行了数值模拟对比研究,结果表明:相较于光面爆破与预裂爆破,对超前切割爆破在隧道轮廓周边损伤深度分别降低了6.85%与10.08%。结合仿真结果设计了现场爆破试验方案,并开展了光面爆破及超前切割爆破方法的现场对比试验,爆破结果表明:采用超前切割的爆破方法后,隧道的轮廓面成型效果好且软弱围岩区无掉块、坍塌情况,同时超欠挖得到有效控制。对爆破后的断面进行三维断面扫描数据及统计结果表明:相较于效果较好的光面爆破,超前切割爆破的最大超挖降低了35.98%、平均超挖降低了25.60%,混凝土消耗数量降低了26.3%,其平整度标准差提高了24.29%。该方法经过现场实践验证,在降低超挖的同时还可以减弱复杂岩性区内的爆破损伤,提升隧道保留围岩平整度。

关键词：隧道爆破复杂岩性超前切割爆破损伤控制三维扫描

复杂岩性碳酸盐岩裂缝型储层酸化压裂数值模拟

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大庆石油地质与开发 2023年

作者：夏熙牟建业张士诚卢盼盼中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京)石油工程学院

鄂尔多斯盆地大牛地气田马家沟组碳酸盐岩储层岩性复杂，不同矿物成分的酸岩反应速率差异造成的非均匀溶蚀直接影响酸压效果。综合考虑多种矿物的酸岩反应，建立复杂岩性储层酸压模型，模拟分析了矿物含量、矿物分布、天然裂缝及储层温... 详细信息

鄂尔多斯盆地大牛地气田马家沟组碳酸盐岩储层岩性复杂，不同矿物成分的酸岩反应速率差异造成的非均匀溶蚀直接影响酸压效果。综合考虑多种矿物的酸岩反应，建立复杂岩性储层酸压模型，模拟分析了矿物含量、矿物分布、天然裂缝及储层温度等因素对酸压效果的影响。结果表明：由纯灰岩至复杂岩性储层，随着灰岩比例的减少，酸作用距离增加了23 m；岩矿分布对酸蚀缝长有较小影响，当酸液沿着矿物分布方向流动时酸作用距离最大；天然裂缝的发育加剧了酸液的滤失，裂缝密度相差0.2条/m时，酸作用距离减小约20 m；复杂岩性储层中温度影响最大，从60℃升至120℃时，白云岩酸岩反应速率接近灰岩，酸作用距离减小约72 m。研究成果为复杂岩性碳酸盐岩储层酸压改造提供了新方法，丰富了碳酸盐岩储层改造理论。

关键词：酸压数值模拟复杂岩性碳酸盐岩矿物含量矿物分布天然裂缝温度酸液作用距离马家沟组

煤系地层致密气薄储层地震预测方法——以鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块为例

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天然气地球科学 2022年第7期33卷 1165-1174页

作者：孙雄伟张枫张宝权赵龙梅贾学成姜宏宇中石油煤层气有限责任公司北京100028 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中国石油东方地球物理公司研究院河北涿州072750

大宁—吉县区块位于鄂尔多斯盆地东缘,其发育煤系地层,岩性复杂,储层致密且薄,横向变化快,造成砂岩储层地震反射特征多样,定量预测难度大。从储层地震响应特征分析及相控储层反演2个方面入手:首先根据区内地质、测井等资料,采用正演技... 详细信息

大宁—吉县区块位于鄂尔多斯盆地东缘,其发育煤系地层,岩性复杂,储层致密且薄,横向变化快,造成砂岩储层地震反射特征多样,定量预测难度大。从储层地震响应特征分析及相控储层反演2个方面入手:首先根据区内地质、测井等资料,采用正演技术建立沉积相—地震响应特征—地震相识别图板,一维模型正演落实上覆煤层、下伏灰岩变化引起的砂岩储层地震响应的变化,完钻井二维正演落实该区厚砂体、中厚砂体和薄砂体3种地震响应识别模式;然后采用波形指示反演方法,开展“相控反演”,实现研究区山_(2)^(3)亚段致密薄储层的定量预测。结果表明:中厚砂体主要分布在研究区南部,平面上呈2个近南北向展布的条带,纵向上储层叠置,厚度较大,是下步开发有利区。该研究成果有效提升了大宁—吉县区块煤系地层致密气薄储层的预测精度,为部署高产井提供了有力的技术支撑。该研究方法也可为同类气藏的开发提供有益的参考和借鉴。

关键词：煤系地层复杂岩性薄储层正演相控反演

复杂碎屑岩粒度测井反演方法及在岩性精细识别中的应用

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古地理学报 2024年

作者：任昱霏闫建平王敏宋东江耿斌油气藏地质及开发工程全国重点实验室(西南石油大学) 天然气地质四川省重点实验室(西南石油大学) 西南石油大学地球科学与技术学院山东瑞霖能源技术有限公司中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院

南海西部Y盆地L地区中新统地层呈高温、超高压特征,钻井难度大、取心资料少,岩屑录井反映岩性的精度较低,难以满足岩性精细识别的要求。以Y盆地L地区黄流组二段深层复杂碎屑岩为例,首先,利用有限的壁心粒度分析、录井、测井等资料,优选... 详细信息

南海西部Y盆地L地区中新统地层呈高温、超高压特征,钻井难度大、取心资料少,岩屑录井反映岩性的精度较低,难以满足岩性精细识别的要求。以Y盆地L地区黄流组二段深层复杂碎屑岩为例,首先,利用有限的壁心粒度分析、录井、测井等资料,优选出表征岩性的粒度参数:粒度中值Md和对粒度变化敏感的自然伽马、密度、中子、声波时差、电阻率5条测井曲线,构建粒度中值Md-测井5变量数据集;其次,采用K-MEANS聚类方法,将数据集根据“误差平方和与聚类数”最优关系划分成了4类(简称“粒度分类”),分类后优化了粒度中值Md与测井响应的相关性,且获得不同类别的测井响应特征和相应岩性类型;然后,在实际井资料处理过程中,应用Fisher判别方程来判别未知深度点所属的粒度分类类型;最后,建立粒度分类下基于XGBoost算法的粒度中值测井智能计算模型,依据不同岩性对应粒度中值的数值范围,实现了井筒剖面上根据测井反演粒度中值Md曲线进而达到岩性精细识别的目的。研究结果表明:L地区黄流组二段考虑粒径的差异将砂岩岩性划分为:粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩,其中细砂岩和中砂岩是最主体发育的岩性,粒度中值Md与不同粒径岩性的关系最密切,是最能反映不同粒径岩性的粒度参数;粒度分类后基于XGBoost算法的粒度中值测井智能计算模型预测效果优于多元回归预测模型,计算粒度中值与实测值的相关系数达0.9397,平均绝对误差MAE为0.0195 mm,平均相对误差MRE为17.52%。该模型是一种有效实现深层复杂碎屑岩岩性精细识别的方法,也为纵向剖面上沉积粒序分析和储层构型精细解释、有效性评价奠定了基础。

关键词：复杂岩性粒度中值测井反演机器学习

频谱恢复和波形反演在大宁吉县区块薄储层预测中的应用

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吉林大学学报(地球科学版) 2024年

作者：张科窦松江高欢欢石石李涛汤戈杨冰中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司大港油田勘探开发研究院

鄂尔多斯盆地东部大宁—吉县B区块山23亚段的薄储层常与太原组顶部的碳酸盐岩伴生，储层致密，岩性复杂，砂泥岩阻抗差异小，非均质性强，储层预测难度大。为有效提高地震资料定量解释的精度，落实B区块薄储层分布特征，笔者提出了一种... 详细信息

鄂尔多斯盆地东部大宁—吉县B区块山23亚段的薄储层常与太原组顶部的碳酸盐岩伴生，储层致密，岩性复杂，砂泥岩阻抗差异小，非均质性强，储层预测难度大。为有效提高地震资料定量解释的精度，落实B区块薄储层分布特征，笔者提出了一种地震相-提频-反演相结合的薄致密砂岩储层的预测方法，该方法根据地质、测录井等资料，建立储层的岩心相、测井相、地震相特征，识别4种目的层地震响应特征；利用频谱恢复拓频技术提高地震分辨率，提高了对储层的直接识别能力；重构岩性特征曲线，利用提频后高分辨率地震进行波形指示反演雕刻薄储层平面分布，实现研究区山23亚段致密薄储层定量预测。研究发现，基于特征曲线重构的波形指示反演技术表现出很好的预测能力，能够明确揭示薄储层在地震资料中的表现，为区块后续的开发提供了重要参考。同时，该方法还结合频谱恢复拓频技术，有效提高了地震分辨率，使薄储层在提高频率后的资料中表现得更清晰。通过对研究成果与实际钻探结果的对比分析发现，所提方法在预测效果上具有很好的一致性，验证了该方法在B区块薄储层预测中具有很高的准确性和有效性。

关键词：储层预测复杂岩性薄储层曲线重构波形指示反演

陆相混积型页岩储集层孔隙结构特征及其控制因素

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新疆石油地质 2023年第4期44卷 411-420页

作者：周新锐王喜鑫李少华张昌民胡凯严春景倪雪儿长江大学地球科学学院武汉430000 甘肃省油气资源研究重点实验室兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000 中国石油长城钻探工程有限公司地质研究院辽宁盘锦124010

陆相混合沉积岩岩性复杂,储集层物性差异大,其孔隙结构及其主控因素,是揭示陆相混积型页岩储集层物性的关键。通过岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、恒速压汞、X射线衍射等,识别了吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩储集层岩性,分... 详细信息

陆相混合沉积岩岩性复杂,储集层物性差异大,其孔隙结构及其主控因素,是揭示陆相混积型页岩储集层物性的关键。通过岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、恒速压汞、X射线衍射等,识别了吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩储集层岩性,分析了不同岩性的孔隙结构特征及其与成岩作用的关系。芦草沟组页岩储集层主要发育泥晶白云岩、粉砂质砂屑白云岩、石灰质粉砂岩、石灰质泥岩、粉砂质凝灰岩和石灰质凝灰岩6种岩性。粉砂质砂屑白云岩、石灰质粉砂岩和粉砂质凝灰岩压实程度中等,溶蚀孔发育,孔喉半径大,孔隙连通性及孔喉分选好,储集层物性好;石灰质凝灰岩压实作用中等,主要以方解石、自生石英及方沸石胶结为主,储集层物性中等;泥晶白云岩和石灰质泥岩成分单一,压实作用较强,溶蚀作用弱,孔喉半径小,物性差。

关键词：芦草沟组陆相混积型页岩复杂岩性扫描电镜高压压汞恒速压汞孔隙结构差异成岩作用

大牛地气田复杂岩性储层酸蚀裂缝导流能力规律研究

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断块油气田 2024年

作者：夏熙牟建业张士诚李月丽中国石化华北油气分公司石油工程技术研究院中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室

大牛地马家沟组碳酸盐岩储层灰岩、白云岩和含膏云岩较为发育，矿物的酸岩反应速率不同，而目前的复杂岩性储层导流能力研究较少，导流能力规律不明确。结合储层多种矿物特点，进行了矿物成分测试和酸蚀裂缝导流能力测试，研究不同酸蚀... 详细信息

大牛地马家沟组碳酸盐岩储层灰岩、白云岩和含膏云岩较为发育，矿物的酸岩反应速率不同，而目前的复杂岩性储层导流能力研究较少，导流能力规律不明确。结合储层多种矿物特点，进行了矿物成分测试和酸蚀裂缝导流能力测试，研究不同酸蚀时间和闭合应力对导流能力的影响，建立了适合于马家沟储层的酸蚀裂缝导流能力模型。结果表明，含膏云岩在低闭合应力下导流能力比白云岩低，但在高闭合应力下与白云岩相当；在闭合压力一定时，酸蚀时间越长，岩样表面越粗糙，导流能力增长明显。基于导流能力模型，模拟计算了不同排量和注入方式下的导流能力变化规律，将酸蚀时间和泵注方式应用到了现场井，产量提升了40%。研究成果对大牛地马家沟储层酸压改造工艺设计提供了依据和借鉴。

关键词：复杂岩性含膏云岩酸蚀时间酸蚀裂缝导流能力导流能力模型注入方式马家沟组

深埋硬岩隧洞复杂岩性挤压破碎带塌方过程及机制分析——以锦屏地下实验室为例

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岩石力学与工程学报 2017年第8期36卷 1867-1879页

作者：黄晶柱冯夏庭周扬一江权杨成祥东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071

深埋大断面隧洞开挖同时揭露多种不同岩性的岩体,各岩体之间物理力学性质差异大,其破坏规律也不相同。深入研究复杂岩性挤压破碎带的塌方演化过程及机制,对于防塌和治塌具有重要作用。针对锦屏地下实验室二期中3#实验室的复杂岩性挤压... 详细信息

深埋大断面隧洞开挖同时揭露多种不同岩性的岩体,各岩体之间物理力学性质差异大,其破坏规律也不相同。深入研究复杂岩性挤压破碎带的塌方演化过程及机制,对于防塌和治塌具有重要作用。针对锦屏地下实验室二期中3#实验室的复杂岩性挤压破碎带区塌方,通过现场地质调查及矿物分析,发现该处破碎带本身岩性复杂、地应力高是影响这次塌方的关键因素。同时结合现场录像观察的塌落岩体破坏形态、室内电镜扫描结果和不同岩性岩体的空间分布特点,认为此次塌方具有明显的渐进性破坏特征;不同岩性岩体具有不同的破坏机制:南侧边墙和掌子面分布的花斑角砾状大理岩、溶蚀状大理岩为剪切滑移型破坏,北侧边墙方解石化大理岩为节理张开倾倒破坏,顶拱镶嵌组合胶结状大理岩、花斑角砾状大理岩和溶蚀状大理岩为重力型塌落破坏。基于现场录像观察到塌方发生时间的先后顺序和电镜扫描不同岩性岩体的破坏机制,归纳其演化过程为:开挖卸荷→隧洞周边薄层岩体松散垮落→南侧边墙岩体剪切滑移破坏→北侧边墙岩体节理张开倾倒破坏→在两侧边墙卸荷作用下顶拱岩体发生卸荷回弹→重力坍塌破坏。根据岩体破坏机制和塌方演化过程,建议采用围岩表面和内部综合治理的支护措施(初喷不少于10 cm厚的混凝土+带锚垫板的注浆锚杆+挂网+复喷混凝土)。该研究成果可为深埋隧洞穿越复杂岩性挤压破碎带的类似设计、施工、支护提供参考。

关键词：隧道工程深埋隧洞复杂岩性塌方破坏机制

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复杂岩性油气层测井识别技术及应用

科技创新与应用 2022年第15期12卷 159-162页

作者：赵俊峰中石化经纬有限公司山东青岛266000

通过双标定,形成M-N交会、微观结构识别、Bayes判别等3种复杂岩性测井划分方法,提出密度-深侧向电阻率重叠、核磁共振差移谱识别等2种油气层快速识别方法,基于三分法孔-渗参数评价模型,构建出相应的油气层判别标准,使得油气层测井识别... 详细信息

通过双标定,形成M-N交会、微观结构识别、Bayes判别等3种复杂岩性测井划分方法,提出密度-深侧向电阻率重叠、核磁共振差移谱识别等2种油气层快速识别方法,基于三分法孔-渗参数评价模型,构建出相应的油气层判别标准,使得油气层测井识别正确率由原来86.0%提升至92.5%,能够准确识别复杂岩性油气层,较好地解决中原油田复杂岩性油气层的测井识别问题。

关键词：复杂岩性核磁共振三分法测井响应油气层识别