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砂礫巖儲層一般發(fā)育有天然裂縫,礫石與天然裂縫的存在必然會引起壓裂液濾失,但缺乏濾失計算理論。為建立定量分析砂礫巖儲層濾失速度的數(shù)學(xué)模型,研究礫石與天然裂縫對砂礫巖濾失速度的影響,根據(jù)Kozeny-Carman方程導(dǎo)出了礫石參數(shù)與基質(zhì)孔隙度、滲透率的關(guān)系式,將礫石對滲透性的影響歸結(jié)為對基質(zhì)滲透率的影響;在此基礎(chǔ)上建立了雙重介質(zhì)濾失模型,以正交變換的方法求解壓力分布,根據(jù)壓力分布函數(shù)計算濾失速度。最后獲得了考慮礫石參數(shù)、天然裂縫的砂礫巖雙重介質(zhì)濾失模型,據(jù)此研究了不同礫石含量、多種礫石粒徑下的濾失速度變化規(guī)律以及天然裂縫對濾失速度的影響。結(jié)果表明:①礫石含量對濾失速度影響較大,而粒徑的影響則較小;②礫石對基質(zhì)的濾失速度影響較大,而對天然裂縫的濾失速度影響較小;③雖然礫石對砂礫巖儲層濾失速度存在一定影響,但天然裂縫才是影響砂礫巖儲層濾失的主控因素。
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以新疆伊犁一礦為工程背景,設(shè)計了物理模型試驗,建立了滲水條件下厚礫石層斜井圍巖破壞機理模型試驗方法.實現(xiàn)了漸進加載作用下滲流狀態(tài)時井筒圍巖塌方破壞過程的試驗?zāi)M,并結(jié)合模型試驗結(jié)果對滲流狀態(tài)下井筒圍巖破壞過程及破壞過程中圍巖應(yīng)力和圍巖位移變化規(guī)律進行了分析.研究結(jié)果表明,滲流條件下,非耦合支護厚礫石層巷道頂板離層現(xiàn)象明顯,圍巖頂板下沉量大于兩幫圍巖位移量,支架上承受的荷載明顯增加;同時由于圍巖的自承力明顯減少,強度明顯較低,支架受力就會變得很大,支架容易失穩(wěn);不同級滲流條件下,漸進加載時頂板土壓力變化最為明顯也最大,兩幫的土壓力次之.
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