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深部岩体力学研究与探索 被引量：592
1
作者 谢和平 高峰 鞠杨 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2161-2178,共18页
当今世界经济的迅速发展,地球浅部矿物资源逐渐枯竭,资源开发不断走向地球深部。目前煤炭开采深度已达1 500 m,地热开采深度超过3 000 m,有色金属矿开采深度超过4 350 m,油气资源开采深度达7 500 m,深部资源开采已成为常态。但是深部资... 当今世界经济的迅速发展,地球浅部矿物资源逐渐枯竭,资源开发不断走向地球深部。目前煤炭开采深度已达1 500 m,地热开采深度超过3 000 m,有色金属矿开采深度超过4 350 m,油气资源开采深度达7 500 m,深部资源开采已成为常态。但是深部资源开发中常伴随着重大灾害事故,难以有效预测与防治,一方面说明深部岩体可能存在着完全异于浅部的力学本构行为,另一方面说明目前岩石力学理论发展已滞后于人类岩土工程实践活动,难以进行有效、科学指导,亟待探索和开拓。目前人们对超深部的岩石性质和行为还缺乏了解,一些基本概念和基本理论还尚未建立。深部是什么?多深算进入深部?浅部和深部有什么本质不同?经典力学理论能否描述超深部岩体力学行为?如何揭示深部岩体开发扰动影响下那"看不见,摸不到"的黑箱力学过程?深部环境(如地震地质环境、化学环境、热力学环境和微生物环境)如何对能源开发与存储、CO2与核废料地质处置等重大工程发生在岩石中的微观过程共同产生影响等等,这些重大的、基础性岩石力学科学问题亟待人们做出回答。从煤炭开采中的岩石力学问题研究入手,对以上深部岩体力学的一些共性的概念性和基础性问题进行探讨。指出深部静水压力是深部岩体应力状态的典型基本特征。深部不是深度,而是一种力学状态。发展有别于传统岩体力学的基于应力空间路径的采动岩体力学。提出将CT技术、3D打印技术和分形重构方法及应力冻结技术相结合的深部岩体力学的可视化研究手段,再现深部岩体在开发扰动下应力变化、裂隙演化、体积破裂、塑性失稳以及微观渗流等的力学行为和过程。这些工作将为深部岩体力学研究带来方法上的进步。 展开更多
关键词 岩石力学 开采扰动 地应力 分形重构 3D打印 应力冻结
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深部开采的定量界定与分析 被引量：260
2
作者 谢和平 高峰 +5 位作者 鞠杨 高明忠 张茹 高亚楠 刘建峰 谢凌志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-10,共10页
随着我国煤炭开采深度不断增加,"深部开采"将成为常态,但是什么是"深部",如何定义"深部",始终没有科学的、定量化的表达。提出了亚临界深度、临界深度、超临界深度等概念和定义,用于表征不同程度的深部... 随着我国煤炭开采深度不断增加,"深部开采"将成为常态,但是什么是"深部",如何定义"深部",始终没有科学的、定量化的表达。提出了亚临界深度、临界深度、超临界深度等概念和定义,用于表征不同程度的深部开采。经研究"深部"不是深度,而是一种力学状态,是由地应力水平、采动应力状态和围岩属性共同决定的力学状态,可以通过力学分析给出定量化表征。研究表明,随着采深增大,原岩应力趋于静水应力状态是深部的1个典型和共同的特征,同时煤岩体也经历了弹性变形破坏、脆塑性转变和大范围屈服等阶段。深部开采中极高的地应力水平和三向等压应力状态将导致深部围岩大范围塑性破坏并伴随大量级、大规模的强烈动力失稳,现有的煤炭开采理论与技术已难以适用,需要对深部岩体力学、采矿科学理论进行新探索。 展开更多
关键词 深部开采 临界深度 地应力 采动应力 塑形破坏
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深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术 被引量：159
3
作者 康红普 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第9期12-17,共6页
在新汶矿区井下地应力实测数据的基础上,分析了深部煤矿地应力场分布特征、规律及影响因素;基于20余个矿区的地应力测量数据,对比分析了浅部与深部煤矿地应力状态、水平应力与垂直应力的比值等方面的差异;研究了掘进工作面与采煤工作面... 在新汶矿区井下地应力实测数据的基础上,分析了深部煤矿地应力场分布特征、规律及影响因素;基于20余个矿区的地应力测量数据,对比分析了浅部与深部煤矿地应力状态、水平应力与垂直应力的比值等方面的差异;研究了掘进工作面与采煤工作面周围垂直应力降低区、应力升高区分布及集中应力变化;通过分析采动应力监测数据,论述了回采工作面超前支承压力分布范围、峰值大小及与工作面的空间位置关系;针对深部巷道地应力高、采动影响强烈的特点,介绍了适用于深部巷道的支护法、加固法及应力控制法;指出基于煤岩体地质力学测试、以锚固与注浆为核心的支护加固技术,是有效、经济的深部巷道围岩控制技术。 展开更多
关键词 深部煤矿 地应力 采动应力 巷道 围岩控制
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地应力对煤层气井水力压裂裂缝发育的影响 被引量：145
4
作者 唐书恒 朱宝存 颜志丰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期65-69,共5页
以晋城矿区西部3号煤层的地应力及煤岩的力学性质数据为基础,采用数值模拟方法求解了不同地应力条件下井壁处及天然裂缝缝端的破裂压力,分析了地应力对水力压裂起裂压力、起裂位置的影响。研究发现:起裂压力和起裂位置不但与地应力方位... 以晋城矿区西部3号煤层的地应力及煤岩的力学性质数据为基础,采用数值模拟方法求解了不同地应力条件下井壁处及天然裂缝缝端的破裂压力,分析了地应力对水力压裂起裂压力、起裂位置的影响。研究发现:起裂压力和起裂位置不但与地应力方位有关,而且与地应力大小有关;随水平主应力差系数增大,天然裂缝与最大水平主应力间的夹角对破裂压力的影响程度增大。对于晋城矿区西部3号煤层,当水平主应力差系数大于0.84时,易产生较为平直的水力主缝;小于0.47时,易于产生网状裂缝;在0.47～0.84时,起裂方位与天然裂缝的分布有关。不同地区,用于判断起裂方位的水平主应力差系数不同。 展开更多
关键词 地应力 煤层气井 水力压裂 天然裂缝 破裂压力 起裂方位
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我国巷道围岩地质力学测试技术新进展 被引量：125
5
作者 康红普 林健 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2001年第7期27-30,共4页
介绍了我国新近开发的、与煤巷锚杆支护相配套的快速地质力学测试系统 ,涉及测量方法、测量仪器及数据处理方法 ,以及该套系统在潞安矿区的应用情况。
关键词 巷道 围岩 地质力学测试 测量仪器 中国 锚杆支护 地应力
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成像测井资料在裂缝和地应力研究中的应用 被引量：110
6
作者 黄继新 彭仕宓 +1 位作者 王小军 肖昆 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期65-69,共5页
对岩心分析与成像测井资料进行了对比研究,通过裂缝识别和参数定量计算,建立起应用成像测井资料进行地应力分析的方法。并通过该方法确定了准噶尔盆地二叠系地层的水平地应力方向。对后期水平应力对高角度缝的改造作用的研究表明,后期... 对岩心分析与成像测井资料进行了对比研究,通过裂缝识别和参数定量计算,建立起应用成像测井资料进行地应力分析的方法。并通过该方法确定了准噶尔盆地二叠系地层的水平地应力方向。对后期水平应力对高角度缝的改造作用的研究表明,后期最大水平地应力的方向为近东—西向,与裂缝的走向一致。后期水平应力对高角度裂缝有改造作用。当高角度缝的走向与最大水平主应力的方向一致时,后期水平应力对原生裂缝有保持作用;反之,具有破坏和闭合作用。 展开更多
关键词 成像测井 裂缝识别 裂缝参数计算 水平应力 地应力
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含煤岩系岩石力学性质控制因素探讨 被引量：101
7
作者 孟召平 彭苏萍 傅继彤 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期102-106,共5页
基于含煤岩系主要岩石类型,系统分析了决定岩石力学性质的主要控制因素如岩性、地应力和水,探讨了不同岩性岩石在不同侧压和不同含水条件下的力学特征,分别建立了含煤岩系岩石力学性质与岩性、地应力和水等主要控制因素之间的定量关系... 基于含煤岩系主要岩石类型,系统分析了决定岩石力学性质的主要控制因素如岩性、地应力和水,探讨了不同岩性岩石在不同侧压和不同含水条件下的力学特征,分别建立了含煤岩系岩石力学性质与岩性、地应力和水等主要控制因素之间的定量关系。研究表明,含煤岩系岩性随着碎屑颗粒粒度由粗到细,即由砂岩到泥岩变化,碎屑岩的强度与刚度均迅速衰减。岩石的变形和强度以及破坏机制与其所承受的有效侧压大小有关,表现为不同岩性岩石的刚度和强度均随侧压的增大而增大,呈非线性关系,其应变软化性态和破坏机制也均随侧压的增大而发生转化。水对岩石力学性质亦产生重要影响,在干燥或较少含水量情况下,岩石在峰值强度后表现为脆性和剪切破坏,应力-应变曲线具有明显的应变软化特性;随着含水量的增加,岩石单轴抗压强度和弹性模量值均急剧降低,主要表现为塑性破坏,且应变软化特性不明显。 展开更多
关键词 含煤岩系 岩石力学 地应力 砂岩 泥岩
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沁水盆地南部地应力场特征及其研究意义 被引量：107
8
作者 孟召平 田永东 李国富 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期975-981,共7页
采用水压致裂测量地应力方法,测得了沁水盆地南部45口煤层气井主采煤层地应力分布,通过统计分析,建立了主采煤层地应力与煤层埋藏深度之间的相关关系和模型,分析了地应力在煤储层渗透性及压裂研究中的意义。研究结果表明:沁水盆地南部... 采用水压致裂测量地应力方法,测得了沁水盆地南部45口煤层气井主采煤层地应力分布,通过统计分析,建立了主采煤层地应力与煤层埋藏深度之间的相关关系和模型,分析了地应力在煤储层渗透性及压裂研究中的意义。研究结果表明:沁水盆地南部最大水平主应力为6.42～41.86MPa,平均为17.21MPa;最大水平主应力梯度为1.17～4.79MPa/100m,平均为2.64MPa/100m;最小水平主应力3.30～26.40MPa,平均为11.391MPa;最小水平主应力梯度为0.99～2.85MPa/100m,平均为1.77MPa/100m。主应力均随着煤层埋藏深度的增大而增高,呈线性关系。在650m以浅煤储层地应力状态主要表现为σv>σhmax>σhmin,最小水平主应力小于12MPa,现今地应力状态处于伸张带;在650～1000m煤储层地应力状态转化为σhmax≈σv≈σhmin,最小水平主应力为12～20MPa,现今地应力状态由伸张带转化为压缩带的过渡;在1000～1500m煤储层地应力状态为σhmax≈σv≈σhmin,最小水平主应力大于20MPa,现今地应力状态转化为压缩带。在地应力的作用下,裂缝逐渐趋于闭合,煤储层渗透率急剧下降。同时,地应力对煤储层水力压裂裂缝扩展产生重要影响,水力压裂裂缝均沿着最大主应力方向扩展。 展开更多
关键词 沁水盆地南部 地应力 渗透性 水力压裂
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中国大陆浅层地壳实测地应力分布规律研究 被引量：101
9
作者 景锋 盛谦 +2 位作者 张勇慧 罗超文 刘元坤 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2056-2062,共7页
通过收集中国大陆地区450多个钻孔的地应力实测资料,筛选出受局部因素影响小的450组数据,建立我国垂直应力、最大和最小水平主应力随埋深的分布变化图,研究其变化趋势,并与全球的回归结果进行对比;建立我国最大水平主应力与最小水平主... 通过收集中国大陆地区450多个钻孔的地应力实测资料,筛选出受局部因素影响小的450组数据,建立我国垂直应力、最大和最小水平主应力随埋深的分布变化图,研究其变化趋势,并与全球的回归结果进行对比;建立我国最大水平主应力与最小水平主应力之比随埋深的散点分布图,分析水平应力的差异性以及其沿埋深的变化规律;鉴于最大和最小水平主应力的差异大,尤其是在浅部,用最大水平主应力与垂直应力之比更能反映水平构造应力的作用,改进Hoek和Brown用平均水平应力与垂直应力之比进行统计分析的方法和形式,建立我国最大水平主应力与垂直应力之比、最小水平主应力与垂直应力之比随埋深的散点分布图,并进行相应的回归分析。上述统计分析系统总结我国大陆地区地应力场的分布规律,部分统计形式为新的尝试,可为中国地应力场的宏观分布特征研究及相关行业的工程建设提供参考。 展开更多
关键词 岩石力学 中国大陆 地应力 分布规律 回归分析
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关于岩土工程有限元分析中的若干问题 被引量：53
10
作者 郑宏 葛修润 +1 位作者 谷先荣 丰定祥 《岩土力学》 EI CSCD 1995年第3期7-12,共6页
就有限元法在分析岩土工程问题时所涉及的几个问题，即可变区域边值问题的提法间题，初始地应力场问题，开挖载荷问题，渗透作用力问题等展开了讨论，指出了目前在计算中所存在的一些问题并同时给出了相应的解决方案。
关键词 岩土工程 有限元 地应力 开挖 渗透
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水压致裂法三维地应力测量 被引量：82
11
作者 刘允芳 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 1991年第3期246-256,共11页
水压致裂法地应力测量,具有突出的优点,已被国内外广泛应用,但历来只是在单钻孔内测量平面应力场.本文首先简单地介绍了这种地应力测量的测试技术,然后在钻孔围岩的力学分析的基础上,提出了三维地应力测量的原理和方法,严格地推导了计... 水压致裂法地应力测量,具有突出的优点,已被国内外广泛应用,但历来只是在单钻孔内测量平面应力场.本文首先简单地介绍了这种地应力测量的测试技术,然后在钻孔围岩的力学分析的基础上,提出了三维地应力测量的原理和方法,严格地推导了计算公式,并举有算例. 展开更多
关键词 水压致裂法 三维 地应力 测量
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不同岩石中地应力分布 被引量：67
12
作者 朱焕春 陶振宇 《地震学报》 CSCD 北大核心 1994年第1期49-63,共15页
根据对世界范围内的岩浆岩、沉积岩和变质岩中实测地应力资料的回归分析表明：这三大类岩石中的地应力分布各不相同，与岩石成因密切相关．对地应力与岩石杨氏模量及深度的关系的讨论，显示出地应力随岩石杨氏模量增高而增大．
关键词 地应力 杨氏模量 回归分析 岩石
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OVT数据域五维地震资料解释技术研究现状与进展 被引量：88
13
作者 印兴耀 张洪学 宗兆云 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期155-178,共24页
宽方位地震技术是横向接收单元尺寸与纵向接收单元尺寸之比大于0.50的三维地震采集、处理和解释技术。通过设计宽方位观测系统有效地采集到高品质的地震数据体,经过炮检距向量片(OVT)等技术处理,获得OVT数据域的五维(即空间三维坐标+炮... 宽方位地震技术是横向接收单元尺寸与纵向接收单元尺寸之比大于0.50的三维地震采集、处理和解释技术。通过设计宽方位观测系统有效地采集到高品质的地震数据体,经过炮检距向量片(OVT)等技术处理,获得OVT数据域的五维(即空间三维坐标+炮检距+方位角)叠前地震道集,为五维地震资料解释奠定了资料基础。以OVT域五维地震解释为主线,首先介绍了宽方位地震采集和OVT处理技术的发展历程,探讨了OVT技术对宽方位地震资料解释带来的革新及在OVT域进行地震资料解释的必要性;其次基于各向异性理论,论述了OVT域地震资料五维解释的理论基础。理论及实例研究表明,基于OVT域五维地震资料可有效地实现方位各向异性分析与研究,显著提高地震资料解释(构造解释、地层解释、岩性解释、流体识别、裂缝预测及地应力研究)的精度和准确性。OVT域五维地震资料解释不仅是一项技术,更重要的是一种思想,五维地震数据的解释将是地震技术的又一次革命。 展开更多
关键词 宽方位 OVT数据域 方位各向异性 五维地震资料解释 裂缝预测 流体识别 地应力
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沁水盆地南部煤储层渗透性与地应力之间关系和控制机理 被引量：80
14
作者 孟召平 田永东 李国富 《自然科学进展》 北大核心 2009年第10期1142-1148,共7页
通过对沁水盆地南部43口煤层气井渗透率和地应力统计分析,建立了煤储层渗透性与现今地应力之间的相关关系和模型.从煤储层的孔隙结构分析入手,建立了煤储层割理面压缩变形与裂隙渗流模型,分析地应力对煤储层渗透性影响的机理.研究结果表... 通过对沁水盆地南部43口煤层气井渗透率和地应力统计分析,建立了煤储层渗透性与现今地应力之间的相关关系和模型.从煤储层的孔隙结构分析入手,建立了煤储层割理面压缩变形与裂隙渗流模型,分析地应力对煤储层渗透性影响的机理.研究结果表明,煤储层试井渗透率随着地应力的增加呈指数函数关系降低;随着煤层埋藏深度增大,其渗透率降低,煤储层渗透率随深度变化趋势的实质是应力的函数.在650m以浅煤储层地应力处于伸张带,最小水平主应力小于12MPa,煤储层渗透率平均大于1.0×10-3μm2;在650—1000m煤储层地应力由伸张带转化为压缩带的过渡带,最小水平主应力为12—20MPa,煤储层渗透率平均大于0.1×10-3μm2;在1000—1500m煤储层地应力转化为压缩带,最小水平主应力大于20MPa,煤储层渗透率平均大于0.01×10-3μm2.当割理面法向力σn为压应力时,割理产生法向压缩(压密)变形,开始先为点或线接触,经过挤压,局部破碎或劈裂,接触面增加,割理面压缩量呈指数曲线特征.煤储层渗透率随着割理面正应力的增加呈指数函数关系降低,其理论模型与试井渗透率统计模型完全一致. 展开更多
关键词 沁水盆地南部 煤储层 渗透性 地应力 控制机理
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深部开采围岩稳定性与岩层控制关键理论和技术 被引量：79
15
作者 蔡美峰 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2020年第3期1-9,共9页
首先,介绍了地应力对采矿工程荷载作用方式的特殊性,阐述了地应力控制采矿开挖过程和岩层稳定性的力学机理。地应力是采矿开挖前就存在于地层中的天然应力,采矿开挖出现自由空间并引起地应力向自由空间释放,形成“等效释放荷载”,它作... 首先,介绍了地应力对采矿工程荷载作用方式的特殊性,阐述了地应力控制采矿开挖过程和岩层稳定性的力学机理。地应力是采矿开挖前就存在于地层中的天然应力,采矿开挖出现自由空间并引起地应力向自由空间释放,形成“等效释放荷载”,它作用在开挖自由空间的边界上,而不是采矿外边界上。“等效释放荷载”带动周围岩体变形、位移和应力集中,导致围岩和岩层失稳、破坏。这与传统力学理论“外边界加载模式”有本质区别。若将地应力直接加在采矿外边界上,将得出“采矿外边界位移最大、开挖周边位移最小”等一系列错误结果。为此,必须根据采矿设计的开挖形态,将地应力转换成“等效释放荷载”进行计算和分析,才能得到正确的结果。同时,必须认识到地下采矿是多步开挖过程,也就是多次“等效释放荷载”加载过程。岩体是非线性材料,荷载的力学效应具有加载途径性。优化开采布局、开采顺序等可以优化“等效释放荷载”加载途径和力学效应,实现更好的岩层控制效应。最后,提出了地下采矿围岩稳定性与岩层控制的基本原理和方法,指出:支护的根本目的是保护、改善和提高岩体的强度,必须改变把围岩当成一种被动的荷载加以支撑的传统认识;充分发挥围岩自身强度达到采矿工程稳定,是岩石力学最基本的原理。在深部高地应力条件下,为了控制岩层变形和移动,维持采矿工程的稳定,上述原理的指导尤其重要。 展开更多
关键词 深部开采 地应力 等效释放荷载 围岩稳定性 岩层控制 力学机理 关键理论和技术
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煤与瓦斯突出模拟试验台的研制与应用 被引量：76
16
作者 许江 陶云奇 +2 位作者 尹光志 李树春 王维忠 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2354-2362,共9页
为更深层次地探索煤与瓦斯突出机制,在同类突出装置的基础上自主研发了"大型煤与瓦斯突出模拟试验台",其主要由煤与瓦斯突出模具、快速释放机构、承载框架、电流伺服加载系统、翻转机构、主机支架及附属装置组成。分析后认为... 为更深层次地探索煤与瓦斯突出机制,在同类突出装置的基础上自主研发了"大型煤与瓦斯突出模拟试验台",其主要由煤与瓦斯突出模具、快速释放机构、承载框架、电流伺服加载系统、翻转机构、主机支架及附属装置组成。分析后认为该试验台具有如下功能:(1)利用电流伺服加载系统可对突出煤样施加均布荷载和阶梯形荷载,模拟工作面前方造成突出的局部应力集中现象。(2)可实现5种不同倾角煤层在不同地应力、不同瓦斯压力下的煤与瓦斯突出模拟试验。(3)利用泡沫不锈钢隔离煤样与进气孔,实现了对突出煤样的"面充气"功能。(4)通过快速释放机构,可瞬间打开突出口使突出端突然卸压。(5)实现了煤与瓦斯突出试验的全过程回放。试验结果表明:有典型的梨形突出孔洞出现,突出的粉煤有明显分选性,且瓦斯压力越大其突出强度越大。所得试验结果与现场突出特征吻合,说明该试验台具有良好的煤与瓦斯突出试验模拟功能。 展开更多
关键词 采矿工程 煤矿 煤与瓦斯突出 模拟 瓦斯压力 地应力
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微地震监测技术及其在油田中的应用现状 被引量：65
17
作者 刘百红 秦绪英 +1 位作者 郑四连 杨强 《勘探地球物理进展》 2005年第5期325-329,共5页
简要介绍了微地震监测技术的知识背景及其应用领域。重点介绍了在油田中用微地震监测技术进行水力压裂裂缝成像、水驱前缘监测、储层描述和地应力监测的应用原理。最后对微地震监测技术在油田中的应用前景作了展望,认为随着微地震监测... 简要介绍了微地震监测技术的知识背景及其应用领域。重点介绍了在油田中用微地震监测技术进行水力压裂裂缝成像、水驱前缘监测、储层描述和地应力监测的应用原理。最后对微地震监测技术在油田中的应用前景作了展望,认为随着微地震监测技术的应用研究和基础研究的不断深入,它在油气藏开发和其他方面的应用都会更加得到重视。 展开更多
关键词 微地震 监测 油气藏 地应力 储层 压裂 注水
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煤岩水力裂缝扩展规律试验研究 被引量：71
18
作者 杨焦生 王一兵 +3 位作者 李安启 陈振宏 陈艳鹏 邹雨时 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期73-77,共5页
采用大尺寸(300 mm×300 mm×300 mm)真三轴试验系统,研究了地应力、天然割理裂缝、隔层及界面性质对沁水盆地高煤阶煤岩的水力裂缝扩展行为及形态的影响。结果表明:受天然割理、裂缝影响,煤岩压裂施工压力高,波动频繁,水力裂... 采用大尺寸(300 mm×300 mm×300 mm)真三轴试验系统,研究了地应力、天然割理裂缝、隔层及界面性质对沁水盆地高煤阶煤岩的水力裂缝扩展行为及形态的影响。结果表明:受天然割理、裂缝影响,煤岩压裂施工压力高,波动频繁,水力裂缝扩展不稳定,形态复杂。当水平主应力差较小时,水力裂缝在多个方向起裂,延伸产生多裂缝,主要沿天然割理、裂缝方向随机扩展;随着水平主应力差的增加,水力裂缝会主要沿垂直最小水平主应力方向扩展,形态相对单一。单纯的煤层与隔层之间的物性差异(弹性模量等)对水力裂缝穿入隔层扩展的抑制作用并不显著,隔层上的垂向压应力和界面性质是决定水力裂缝能否穿层的主要因素。垂向应力小,界面胶结强度低时,摩擦因数小,水力裂缝在界面上易产生横向滑移,难以穿入隔层扩展;垂向应力大,界面胶结强度高时,摩擦因数大,水力裂缝将穿越界面进入隔层扩展。 展开更多
关键词 煤岩压裂模拟 地应力 天然裂缝 界面性质 裂缝扩展机理
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煤与瓦斯突出的二维模拟实验研究 被引量：64
19
作者 孟祥跃 丁雁生 +2 位作者 陈力 白蓉裳 谈庆明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期57-62,共6页
介绍了自行设计、加工的模拟煤与瓦斯突出的二维实验装置及配套的压力数据自动采集处理系统。在二维模拟实验装置上做了一系列的实验。实验发现，煤样的破坏存在“开裂”和“突出”两类典型的破坏形式，破坏阵面的前沿以拉伸强间断的形... 介绍了自行设计、加工的模拟煤与瓦斯突出的二维实验装置及配套的压力数据自动采集处理系统。在二维模拟实验装置上做了一系列的实验。实验发现，煤样的破坏存在“开裂”和“突出”两类典型的破坏形式，破坏阵面的前沿以拉伸强间断的形式向外传播；煤体破坏的初期是轴对称的，而后则只在某一方向上向外扩展，而且破坏阵面的扩展速度是逐渐衰减的，不存在恒稳推进，在煤体破坏过程中，应力重新分布，并有４种不同的应力转移形式。这些结论对于认识煤与瓦斯突出的机理是十分有益的。 展开更多
关键词 瓦斯突出 模拟实验 地应力 瓦斯压力 煤突出
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地应力对瓦斯压力及突出灾害的控制作用研究 被引量：69
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作者 程远平 张晓磊 王亮 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第3期408-414,共7页
为考察地应力对瓦斯压力与突出灾害的控制作用,通过理论分析和现场实例验证相结合的方法,分析了地应力的演化特征及构造应力对煤体结构、瓦斯压力和突出灾害的控制作用规律。研究结果表明:构造应力的演化对煤层瓦斯赋存及运移起主导控... 为考察地应力对瓦斯压力与突出灾害的控制作用,通过理论分析和现场实例验证相结合的方法,分析了地应力的演化特征及构造应力对煤体结构、瓦斯压力和突出灾害的控制作用规律。研究结果表明:构造应力的演化对煤层瓦斯赋存及运移起主导控制作用,含煤地层在高构造应力作用下其煤层瓦斯压力梯度可能远超过静水压力梯度,形成高的瓦斯压力;在强烈构造运动作用下形成的构造煤具有煤体强度低、瓦斯吸附和放散能力强等特点。由于地应力对煤体结构和瓦斯压力均起到控制作用,可以认为地应力在突出灾害中起主导控制作用,是煤体破坏的主要动力,也是高压瓦斯存在的前提。最后文中以祁南煤矿72煤层的瓦斯突出灾害特征验证了构造应力对突出灾害的主导控制作用。 展开更多
关键词 地应力 构造应力 煤体结构 瓦斯压力 煤与瓦斯突出
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