摘要：针对浅层天然气工区高瓦斯隧道盾构施工难的问题,借助工程实例,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,分析了成都平原浅层天然气抽排性能的影响因素,确定了研究区的有效抽排半径和抽排时间。结果表明,当裂隙渗透率为39 mD、瓦斯压力为0.31 MPa时,研究区浅层天然气高瓦斯工区的有效抽排半径为5 m、抽排时间为60 min,与煤层瓦斯的抽排参数差异巨大;抽排负压对抽排流量影响较大,对有效抽排半径影响较小;抽排流量和有效抽排半径与地层初始渗透率的变化呈现正相关关系。

摘要：地应力数据是一切深部工程的基础,传统测量方法获取的深部地应力信息效率低且未形成统一的规程规范,理论多是建立在诸多假设基础上,准确性难以评估。深部高地应力区通常有比较明显的岩心饼化特征,且不同应力环境产生的饼化形貌各异,通过岩心饼化反演地应力有望作为一种科学经济、方便快捷的地应力推算方法。试图通过探究深部原位应力条件下岩心饼化行为的力学机制,定义二维条件下的饼化烈度系数,以期实现基于岩心饼化特征计算原位地应力。以松辽盆地松科二井不同深度饼化岩心为研究对象,利用三维数据形貌采集系统获得了饼化岩心的宏观形貌,采用X射线衍射和岩相薄片等测试手段,分析得到了饼化岩心的矿物成分和微观结构;同时,基于离散元分析了不同应力条件下岩心的饼化行为力学机制。结果表明:松科二井饼化岩心形貌特征可分为破碎状、薄饼状、厚饼状、不规则状、半饼化状5类,端面断口形态包括错台状、平面状、灯盏状和花瓣状;岩饼的形貌特征与其埋藏深度、硬质矿物含量和破坏模式有较强的关联性;岩心饼化行为主要受到张拉应力控制,其裂隙起裂一般起始于岩心根部,由外向内向下呈凹陷状或平面状贯通岩心。水平主应力是影响岩心饼化行为的第一要素,高水平主应力能够诱发剧凹状的岩心断口和较宽的带状拉裂纹,垂直主应力是影响岩心饼化的次要因素,一般会抑制饼化行为的发生;钻进过程中岩心饼化行为的发生伴随着能量的规律性变化,其中总应变能呈阶梯状下降,耗散能呈对应的阶梯状上升,且总应变能的瞬时释放是造成岩心饼化的主要原因。研究成果有望为岩心饼化反演地应力提供新思路和有益借鉴。

摘要：为解决逆断层工区浅层天然气频繁涌出的问题,依托成都轨道交通30号线工程,通过CH_(4)短期监测试验、CH_(4)补给试验、CH_(4)长期监测试验和气相色谱试验,探索逆断层工区浅层天然气的涌出、补给、赋存特征和聚集能力。结果表明:(1)活动逆断层区域浅层天然气短期聚集能力强、涌出量大、补给速度快,但补给的持续性较差。(2)在休止期逆断层的破碎带区域中,浅层天然气短期聚集能力强、涌出量大、补给效率和持久稳定性好,长期的敞孔通风措施可以有效降低该区域浅层天然气的短期聚集能力和涌出量;而在裂隙发育带中浅层天然气聚集能力弱、涌出量小、补给效率和持久稳定性差,长期敞孔通风条件可以排放掉钻孔周围的绝大部分浅层天然气。(3)休止期逆断层中,浅层天然气在破碎带区域连续分布,在裂隙发育带范围内以气囊的方式不均匀分布。(4)浅层天然气主要赋存在逆断层方圆1~2 km,气体体积分数随埋深增加而增大,CH_(4)与其他烃类气体的比值(C_(1)/C_(2)+)随埋深增加而减小。