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中国矿业大学学报 2018年第05期杂志 文档列表

基于AVO反演与叠前同步反演预测构造煤分布929-934

摘要：为精确预测煤层中构造煤分布,构建了不同煤体结构的地质模型.AVO模型正演模拟获得的响应表明,构造煤截距小于原生煤截距,构造煤梯度大于原生煤梯度;基于纵波阻抗、横波阻抗和密度,计算出不同煤体结构的第一拉梅常数与密度乘积（λρ）以及第二拉梅常数与密度乘积（μρ）,通过λρ-μρ交会分析发现,构造煤λρ≤2GPa·g/cm~3,且μρ≤1GPa·g/cm3,因此,可以使用截距、梯度、λρ和μρ等参数,作为预测构造煤的判别依据.对实际资料进行了AVO反演与叠前同步反演,获得了截距、梯度、λρ和μρ等地震属性体,依据构造煤判别模式,对构造煤分布进行了预测.基于AVO反演和叠前同步反演联合预测构造煤,克服了常规单一反演方法预测构造煤的局限性,有助于提高预测精度.

解吸-渗流作用下煤体变形及渗透规律试验研究935-941

摘要：以铁新煤矿9#煤为原料制成的型煤为研究对象,利用自行研制的应力-解吸-渗流煤体变形试验装置,开展了不同围压和孔隙压力条件下的解吸-渗流试验.结果表明：在解吸-渗流过程中,围压恒定,孔隙压力以0.5 MPa/次的梯度降低时,煤体径向变形在1.0~1.5h内达到稳定;孔隙压力降低过程中,煤体径向应变增大,孔隙压力与径向应变呈二次函数关系,且解吸作用对煤体变形有一定的影响;在围压为5.0 MPa时,随着孔隙压力的减小渗透率先减小后增加,表明渗透率存在一个最小值,并且围压越大,最小渗透率对应的孔隙压力越大,渗透率存在最小值是由于解吸和有效围压的共同作用.

煤岩动力灾害声电协同监测技术及预警应用942-948

摘要：为了提高煤岩动力灾害预测的准确性和可靠性,提出了声电协同监测技术,将电磁辐射和声发射进行融合,优势互补,开展了受载煤岩声电监测同步性测试及分析,开发了相应的监测系统及软件,并在采掘现场进行了监测及预警应用实践.结果表明：实验室和采掘现场不同尺度的煤岩声电信号同步性及相关性很好;采掘现场有煤岩动力灾害危险前,声发射和电磁辐射信号开始出现异常变化,且两者对危险响应的同步性很好,特别在临灾阶段,声、电信号在异常幅度和时域上的一致性变得更加明显;声电协同监测技术及系统,能够实现对冲击地压等动力灾害危险的实时监测及提前自动预警,与单方法相比,可靠性更高.

美国长壁工作面自动化开采技术发展现状及思考949-956

摘要：通过分析美国长壁开采现状,研究了美国长壁开采自动化装备的发展及存在的问题,并指出了未来长壁工作面开采发展方向.美国煤矿长壁开采在薄及中厚煤层开采中,通过不断改进自动化开采技术及工作面布置方式,实现了长壁工作面高产、高效、低死亡率的目的;美国长壁开采尚处于自动化开采阶段,成套的自动化装备在20世纪90年代中期研制完成;未来长壁工作面自动化发展将致力于进一步解决全自动化装备的可靠性及建立全方位的工作面实景图像反馈系统,保障工作面的安全高效生产,其自动化开采发展方向将以＂全面自动化＋人工辅助＂的模式为主.

神东特殊保水开采煤层条带充填覆岩隔水层稳定性判据957-968

摘要：神东矿区特殊保水开采覆岩隔水层中剩余基岩具有结构承载特性,其上方黏性土层具有封堵导水裂隙功能.依据岩层控制理论,建立神东特殊保水开采煤层条带充填覆岩结构隔水层力学模型.采用应力和应变作为衡量覆岩结构隔水层及上方黏性土层破断导水的指标,推导结构隔水层及上方黏性土层稳定性力学判据,分析条带充填覆岩隔水层稳定性影响因素.结果表明：结构隔水层上作用的最大拉应力随其厚度、充填条带宽度、弹性地基系数的增大而减小;随覆岩含水层水压的增大而增大;随覆岩垮落角的增大而先快速增大后趋于平缓.黏性土层产生的最大拉应变随其厚度的增大而增大;随其弹性模量的减小而快速增大.充分采动后,结构隔水层上作用的最大拉应力随工作面推进距离的增大而趋于稳定.

巷道蝶形破坏理论及其应用前景969-978

摘要：以弹塑性力学中孔洞围岩破坏的平面应变模型为基础,研究了圆形巷道围岩塑性区形态和扩展规律.提出了巷道围岩蝶形破坏理论,该理论建立了巷道围岩破坏形态与非等压区域应力场的力学模型,阐明了巷道围岩破坏具有圆形、椭圆形和蝶形3种基本形态,给出了巷道围岩3种基本破坏形态的数学界定标准和应力围岩判别准则,从应力环境、围岩条件、支护阻力3个方面阐述了蝶形塑性区具有方向性、突变性、变异性、蝶叶缺失和跃透、支护微效性等基本特性.在论述蝶形塑性区工程意义的基础上,探讨了该理论在巷道围岩控制、动力灾害防治、煤与瓦斯共采等工程领域的应用前景,介绍了大变形巷道蝶叶型冒顶机理、蝶型冲击地压机理、蝶叶型煤与瓦斯突出机理、煤与瓦斯共采中钻孔蝶形卸压增透机制等新认识和新方法.

基于等效岩体技术的节理参数对岩体强度影响性研究979-986

摘要：岩体中节理赋存位置隐蔽,参数获取难度大,研究不同节理参数变化对岩体强度的影响,有利于在节理测量中有针对性地提高测量精度,并找出对岩体强度弱化最明显的参数.基于等效岩体技术,研究了云南省光山1号隧道岩体节理离散裂隙网络（DFN）参数倾角均值、倾角标准差、节理尺寸、节理尺寸分布幂和节理密度对岩体表征单元（REV）单轴抗压强度的影响,分析了岩体强度对各参数的敏感性.研究结果表明：岩体强度对倾角均值有最大的敏感性,因此在节理测量中需重点加强对倾角的勘查;节理密度增大对岩体强度的弱化作用最明显,因此,当节理密度增大时,需及时调整施工方案并提高支护强度.该研究为节理勘点提供了参考,也为节理参数变化时隧道稳定性的快速预测提供了依据.

切顶成巷碎石帮泥岩碎胀特性及侧压力分析987-994

摘要：切顶卸压自成巷是一种新型的无煤柱开采方法,形成的工作面顺槽采空区侧为碎胀岩体堆积而成的碎石帮,碎石帮岩体碎胀特性及碎石挤压产生的侧压力大小直接影响巷道稳定.以哈拉沟煤矿切顶卸压自成巷垮落泥岩顶板碎石帮为研究对象,分析了自成巷碎石帮垮落、压实和稳定3阶段的工程特性.结合工程实际,确定了碎胀系数现场实测的方法,提出了瞬时碎胀系数和稳定碎胀系数的计算方法.根据切顶卸压自成巷围岩结构特征建立了碎石帮力学模型,确定了碎石帮侧向压力计算公式及碎胀系数、覆岩压力、采高与碎石帮侧向压力的关系.通过实测哈拉沟煤矿12201工作面切顶卸压自成巷顶板泥岩的碎胀系数和碎石帮侧向压力,验证了理论计算结果的可靠性.

低渗-致密砂岩储层“甜点”成因机制研究——以西湖凹陷X气田花港组为例995-1007

摘要：为探索海上深层低渗-致密气藏＂甜点＂类型及成因,基于产能在＂甜点＂评价过程中的重要性,以及海上油气田勘探开发初期资料稀缺的现实,采用R35计算产能,对西湖凹陷X气田＂甜点＂进行分类评价,提出了以R35为主要参数,以孔隙度、渗透率、孔隙结构类型和束缚水饱和度等为辅助参数,综合评价海上少井地区＂甜点＂的方法.研究结果表明：研究区可分为两类＂甜点＂,I类＂甜点＂为高产气藏,主要分布在H3段,R35大于2.7μm,I类孔隙结构占主导,束缚水饱和度小于45%;H4和H5层段主要发育致密储层,II类＂甜点＂作为H4和H5段后期开发的＂潜力层＂,为低产气藏,1.5μm〉R35≥0.6μm,以III类和IV类孔隙结构为主,束缚水饱和度处于52%61%.沉积作用为＂甜点＂发育的内因,控制储层的原始物性,压实作用是I类＂甜点＂的主控因素;溶蚀作用改善I类＂甜点＂储层物性,并控制II类＂甜点＂的发育;胶结作用是影响＂甜点＂发育的重要因素,伊利石和伊蒙混层是分布最广的黏土矿物,与储层R35具有明显的负相关关系.绿泥石与储层R35无明显相关性,但对I类＂甜点＂储层具有一定的指示意义.碳酸盐胶结只是在局部发育,对＂甜点＂影响有限.

砾质辫状河构型及隔夹层分布特征——以准噶尔盆地西北缘八道湾组露头为例1008-1020

摘要：通过露头剖面追踪实测、岩相分析及精细构型解剖,对准噶尔盆地西北缘吐孜阿克内沟八道湾组砾质辫状河露头进行了系统研究,明确了其岩相特征及内部构型,建立了基准面上升过程中砾质辫状河沉积构型模式并对隔夹层展布及其控制的剩余油进行了分析.露头中识别出8种岩相类型和6类岩相组合,辫状河道及砾质坝为砾质辫状河主要的构型单元.研究结果表明：基准面上升早期砾质辫状河以辫状河道构型单元发育为主,砾质坝构型单元不甚发育,据河道底部形态将辫状河道分为面状侵蚀河道和局部侵蚀河道,单一辫状河道宽度多大于150m,以侧向拼接为主.基准面上升中期辫状河道构型单元和砾质坝构型单元均较发育,侧向呈河坝相间分布的特征,该时期河道以局部侵蚀为主,单一辫状河道多呈垂向叠置样式,单一辫状河道宽度100~150m,砾质坝宽度约50m.基准面上升晚期发育砂质坝,且砾质坝与砂质坝规模较大,总体呈宽坝窄河道的特征,单一辫状河道宽度约50m,砂质坝宽度50~100m,厚度3~5m.砾质辫状河总体为＂砾包砂＂的沉积特征,其内部隔夹层主要有4类：近水平稳定分布的泛滥平原泥炭隔层,倾斜展布的河道侧积细砂岩夹层,河道底部下凹的钙质夹层及河道顶部废弃河道粉砂岩夹层.侧积夹层及废弃河道规模较小,对剩余油的控制不明显,钙质夹层展布范围较广且分布较稳定,底部剩余油较富集.

大港探区上古生界储层类型与控制因素1021-1037

摘要：基于潜山地层中储层类型的复杂性及其在深部油气勘探中的重要性,以大港探区上古生界潜山为例,综合利用岩心、测录井、薄片、全岩X射线衍射、元素分析、流体包裹体、扫描电镜、能谱、物性和压汞等资料,研究了上古生界储层类型、储集空间、物性和孔隙结构特征,明确储层分布的控制因素,认为上古生界主要发育凝灰岩储层、白云岩储层和砂岩储层.研究结果表明：凝灰岩储层储集空间以脱玻化形成的微孔隙为主,孔隙度平均为14.08%,渗透率平均为0.03mD,具有高孔低渗的特征;受深部流体作用形成的热液白云岩储层储集空间主要为溶蚀孔洞和裂缝;砂岩储层根据成因差异又可分为风化壳储层、热循环对流改造型储层和上升流改造型储层.风化壳储层主要发育在水平潜流带,储集空间以粒间孔和粒内孔为主,孔隙度平均为15.70%,渗透率平均为137.81mD,具有高孔高渗的特征;热循环对流改造型储层主要发育在砂体中上部,储集空间以残余粒间孔为主,孔隙度平均为9.86%,渗透率平均为0.19mD,具有中孔中渗的特征;上升流改造型储层主要发育在深埋背景下的潮道相和河流相砂岩中,储集空间主要为晶间孔、粒内孔和裂缝,孔隙度平均为9.71%,渗透率平均为0.22mD,具有中孔中渗的特征.凝灰岩储层的发育受控于沉积相,白云岩储层的发育受断层活动的影响,潜山位序控制着不同类型砂岩储层的发育.

古地貌对沉积体系和沉积微相的控制作用分析——以准噶尔盆地腹部白垩系清水河组为例1038-1045

摘要：为了弄清准噶尔盆地腹部白垩系清水河组沉积体系和微相砂体展布,落实下一步岩性油藏勘探领域,采用残余地层厚度法恢复了古地貌,识别了古地貌单元,并通过岩心观察、测井相和地震相分析,研究了沉积体系和微相发育特征,提出了水下古沟槽侧翼向低凸超覆尖灭的水下分流河道砂体有利于形成上倾尖灭型岩性圈闭.研究结果表明：石南低凸、夏盐低凸、三个泉低凸、石东低凸和滴南低凸侧翼水下分流河道砂体厚度5~20m,平均孔隙度12%~28%,平均渗透率10~2 490mD,侧向受低凸主体部位分流间湾和滨浅湖泥岩封堵,顶部发育＂高伽马＂泥岩,平均厚度20~60m.低凸分布区发育深层和浅层2组断裂,深层断裂沟通二叠系烃源岩且与浅层断裂呈＂Y＂型配置,构成良好油气运移通道,证实5个低凸翼部成藏条件优越,为下一步岩性油藏最有利勘探领域.

致密砂岩气藏有效砂体规模及气井开发指标评价——以鄂尔多斯盆地神木气田太原组气藏为例1046-1054

摘要：新层系有效砂体规模尺度不明确及作为新投产气田尚缺乏系统的开发指标评价体系是面临的两大问题.本文以储集层地质特征为基础,从静、动态结合角度出发,综合利用野外露头测量、密井区地质解剖、不稳定试井边界探测及生产动态泄流半径分析等手段,系统论证神木气田有效砂体规模尺度,提出气田合理的开发井网;以压降法和产量不稳定分析法为基础评价气井动态控制储量并建立低渗-致密气藏气井动态储量变化趋势图版加以修正;综合静态储层物性参数、生产测试及产能试井解释交汇分析,回归建立适合目标气藏的产能计算公式;指示曲线、合理生产压差及数值模拟相结合确定气井合理的生产制度.研究结果表明：神木气田太原组气藏有效砂体宽度范围452~650m,长度范围678~1 000m,合理的开发井网为600m×800m;形成了以动态控制储量、无阻流量、稳产3a合理配产3项关键指标为基础的分类气井开发指标综合评价体系,明确了气井的开发潜力,该评价成果可为气田实现＂规模建产、高效开发＂提供技术支撑.

受多级海平面控制的早成岩期岩溶发育模式——以鄂西渝东—湘鄂西地区石龙洞组为例1055-1067

摘要：综合野外露头、薄片、阴极发光、碳氧同位素和测井资料对鄂西渝东—湘鄂西地区下寒武统石龙洞组岩溶发育特征进行研究,并对其岩溶发育模式及控制因素进行分析.在石龙洞顶部识别出发育于古洞穴中的钟乳石;古岩溶风化壳被划分为基岩、弱风化层、强风化层、溶塌层和风化黏土层;发育两类岩溶角砾：一类是富含基质的碎屑支撑岩溶角砾,另一类是基质支撑岩溶角砾;而在石龙洞组下部3个四级层序的顶部颗粒滩中,发育典型的相控溶蚀充填特征,可以识别出基岩带、半解离带和混合充填带;且早期海底纤维状胶结物被溶蚀;悬垂状方解石胶结物和岩溶角砾的发育.研究结果表明：石龙洞组发育多期次的早成岩期岩溶作用.碳氧同位素特征表明,岩溶带中的δ13C为-3.7‰-0.3‰,δ18O为-10.6‰-8.5‰,较非岩溶带中的碳氧同位素值偏负.在石龙洞组的每个四级层序顶部的高渗透层中,均受到淡水成岩作用的改造;横向上,在PSQ1-PSQ3时期,岩溶带只局限于丁寨剖面,在PSQ4时期,岩溶带广泛发育于整个台地,故在PSQ1-PSQ3时期,岩溶类型为海岛型;在PSQ4时期,岩溶类型为海岸型.在米兰科维奇理论的指导下,建立了米兰科维奇旋回与四级海平面变化的响应关系,表明多期次发育的早期岩溶受到米兰科维奇旋回对四级海平面变化控制的影响.本模式的建立对四川盆地周缘地区油气勘探的部署和岩溶发育模式的丰富均有一定指导意义.

海平面变化对海相临滨储层微观非均质性的控制作用——以塔里木盆地哈得4油田东河砂岩为例1068-1080

摘要：储层微观非均质性控制了油藏内微观剩余油的分布,为探究储层微观非均质性成因,以哈得4油田东河砂岩段临滨亚相储层为例,利用岩心、测井及多种分析化验资料为基础,分析了准层序、准层序组及体系域内储层颗粒、填隙物及孔喉非均质性的变化特征,总结出不同级次的海平面相对变化对临滨亚相储层微观非均质的控制成因机理,认为由于不同级次海平面的相对升降,使临滨亚相沉积水动力发生变化、先期形成的临滨储层所处地表环境亦发生变化,从而对颗粒、填隙物及孔喉非均质特征产生影响.研究结果表明：准层序内单一临滨亚相储层颗粒非均质性向上变弱,粒度中值由0.12mm变为0.22mm、长石及岩屑体积百分比由18%变为9%,填隙物及孔喉非均质性向上减弱,其中填隙物体积百分比由11.0%变为2.7%、喉道半径由1.9μm变为3.6μm,使准层序内单一临滨亚相储层微观非均质总体表现为向上减弱的趋势;东河砂岩段下部退积式准层序组内部,单一临滨亚相储层微观非均质总体表现为向上增强的趋势,而上部进积式准层序组内单一临滨亚相储层微观非均质呈由强变弱的特征,进积式准层序组中粒度中值由0.15mm变为0.23mm、长石及岩屑体积百分比由18%变为11.5%、填隙物体积百分比由13.7%变为6.3%、喉道半径由1.6μm变为3.7μm;高位体系域内单一临滨储层微观非均质性表现为减弱的特征,不同层序单元内微观非均质性变化程度不同.针对碳氧同位素及储层薄片分析结果较好证实以上观点.

渤海海域白垩系义县组火山岩岩相特征及成储差异1081-1091

摘要：以野外露头考察为基础,综合油田钻测井、地震等资料,探索了渤海海域白垩系义县组火山岩喷发模式,总结出不同岩相的井-震响应特征,并明确了岩相控制下的成储差异.研究结果表明：1）研究区火山岩以中、基性岩浆来源为主,具有反序式喷发特征,整体喷发强度较弱,纵向上自下向上发育基性溢流相、中性溢流相、爆发相与火山沉积相;2）爆发相RD/AC小于0.1×0.304 8（Ω·m~2）/μs,CNL大于17%,地震上以杂乱反射为主;溢流相RD/AC大于0.1×0.304 8（Ω·m~2）/μs,CNL小于于17%,地震资料上具有连续的低频强振幅响应,基性溢流相自然伽马低于60API,密度大于2.7g/cm~3,同时较中性溢流连续性更好,波阻抗更高;火山沉积相RD/AC小于0.06×0.304 8（Ω·m~2）/μs,CNL大于17%,具有连续的中高频、弱振幅反射;3）火山岩岩相控制了孔隙演化过程及裂缝的发育程度,爆发相原生孔隙保存较好,同时溶蚀孔隙发育,以孔隙型储集空间为主;中性溢流相脆度大,裂缝发育,以孔隙-裂缝复合型为主,两者为研究区的主要优质储集岩相,而基性溢流相原生孔隙后期多被充填,成储能力最差.

基于底部旋流的浮选柱内气泡尺寸分布规律1092-1097

摘要：基于底部旋流的浮选柱是结合旋流力场和浮选机理的一种新型浮选设备.为了研究该浮选柱内气泡分布规律,采用PIV-Shadow法,在起泡剂（仲辛醇）质量浓度为0.30mg/L时,分别对不同结构旋流方式和不同循环量条件下旋流段气泡直径进行统计分析.结果显示：底部锥形结构旋流方式的气泡尺寸呈正态分布,分布范围比环板结构旋流方式气泡分布范围更宽,微小气泡比例充足.当循环量Q从0.187m3/h增加至0.350m3/h时,小直径气泡比例上升,但气泡分布范围变窄.因此,在0.290m~3/h循环量时,气泡尺寸分布范围较宽,并可以产生充足的微泡,这有利于细粒矿物的浮选回收.

弱磁尾矿稀土矿物连生特征及其对浮选的影响1098-1103

摘要：采用化学分析、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和能谱仪（EDS）等分析方法,研究了白云鄂博弱磁尾矿稀土矿物连生特征及其对浮选的影响.研究结果表明：弱磁尾矿中主要的稀土矿物是氟碳铈矿和独居石,并有少量的氟碳钙铈矿、黄河矿、方铈石、硅钛铈矿、褐帘石等,稀土矿物主要以单体形式存在,并伴有少量连生体.连生体中矿物嵌布关系复杂,连生形式多样,包裹现象普遍;少量氟碳铈矿与石英、长石、闪石、萤石和赤铁矿等连生,或以微细粒包裹体存在于钠铁闪石、赤铁矿和磷灰石中,形成复杂的多相连生体;少量独居石呈微细粒自形晶与钠铁闪石、霓石、萤石、方解石以及赤铁矿形成连生体,钠铁闪石、霓石和方解石中见独居石包裹体.在水玻璃＋LF-8药剂制度下浮选高品位稀土精矿,需适当提高弱磁尾矿中稀土矿物的解离度,同时加强对萤石、磷灰石的抑制作用,进一步处理浮选中矿,以保证稀土与硅酸盐、碳酸盐、萤石和磷灰石等矿物的解离,提高稀土精矿的选别指标.