CN109342093B - 一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法 - Google Patents
一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109342093B CN109342093B CN201811032509.9A CN201811032509A CN109342093B CN 109342093 B CN109342093 B CN 109342093B CN 201811032509 A CN201811032509 A CN 201811032509A CN 109342093 B CN109342093 B CN 109342093B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- water curtain
- hole
- holes
- permeability
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
Abstract
本发明公开了一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，所述辨识方法包括步骤：确定地下水封油库围岩优势渗流通道渗流方式，建库区工程地质和水文地质资料的收集，水幕系统层和主洞室层节理裂隙统计分析，水幕有效性试验三维随机裂隙模型的建立，大流量水幕孔、渗透汇聚性孔、高渗透性水幕孔的判别标准的建立，高渗透性孔的识别；主洞室裂隙通道的确定；以及根据高渗透性孔和主洞室裂隙通道推测确定建库区的优势渗流通道位置。采用本发明所述辨识方法，能够在洞室开挖前预测洞室标高处优势渗流通道的位置，据此可以对优势渗流区域进行预注浆等处理，从而能够有效控制施工期与运营期涌水量，减小施工期与运营期风险。
Description
技术领域
本发明涉及地下水封油库技术领域，尤其涉及一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法。
背景技术
地下水封油库相比于其他储存方式，具有更安全、更环保、节约土地资源、降低工程造价等优点，已成为石油储备的首选方式。地下水封油库储油中保证水封性是关键，然而，围岩中优势渗流通道的存在一方面会在洞室上方形成疏干区，影响水封性，导致运营期油品外泄；另一方面会增加洞室涌水量，并增加运营成本。地下水封油库渗流方式较复杂，勘察阶段资料很难对渗流路径有完整的认识，洞室开挖阶段又失去对渗流通道预处理先机。然而，在目前对优势渗流通道的研究中，优势渗流通道的识别方法复杂且众多，但对地下水封油库中的优势渗流通道辨识方法的研究较少，目前还缺少利用洞室开挖前资料得出优势渗流通道的辨识方法。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，从而解决现有技术中缺少对地下水封油库中的优势渗流通道进行辨识的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，包括以下步骤：
(1)确定地下水封油库围岩优势渗流通道渗流方式为：水幕巷道→水幕孔→高渗孔→裂隙通道→主洞室；收集建库区工程地质和水文地质资料；进行水幕系统层和主洞室层节理裂隙统计分析；
(2)根据建库区工程地质和水文地质资料、以及水幕系统层节理裂隙统计分析结果，建立水幕系统流量与压力关系数值模拟的水幕有效性试验三维随机裂隙模型，进行水幕有效性试验，确定优势渗流通道中的大流量水幕孔判别标准和渗透汇聚性孔判别标准；
(3)根据大流量水幕孔判别标准确定大流量水幕孔，根据渗透汇聚性孔判别标准确定渗透汇聚性孔；
(4)根据单一水幕孔注水回落试验结果建立高渗透性水幕孔判别标准，并根据高渗透性水幕孔判别标准确定高渗透性水幕孔；
(5)结合大流量水幕孔、渗透汇聚性孔和高渗透性水幕孔识别出高渗透性孔；根据主洞室层节理裂隙统计分析结果推测确定主洞室裂隙通道；
(6)根据高渗透性孔和主洞室裂隙通道推测确定建库区的优势渗流通道位置。
所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，所述步骤(1)中的建库区工程地质和水文地质资料包括：岩体的物理力学参数、节理裂隙力学参数和流体力学参数。
所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，所述步骤(1)中的节理裂隙统计分析的特征包括：节理裂隙每个区域优势倾向特征，裂隙的间距、倾向、倾角的分布形式。
所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，所述步骤(2)中的水幕有效性试验现场充水流速最大为50L/min，水幕有效性试验三维随机裂隙模型试验中充水流速选择为6L/min、12L/min、18L/min、30L/min、42L/min、54L/min。
所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，所述步骤(2)中水幕有效性试验的规律包括渗透方向性规律、充水孔与未充水孔孔压关系规律。
所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，所述步骤(3)中大流量水幕孔判别标准为：水幕有效性试验中充水孔与未充水孔孔压接近的孔为大流量水幕孔。
所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，所述步骤(3)中渗透汇聚性孔判别标准为：水幕有效性试验中相邻孔孔压增量较大的为渗透汇聚性孔。
所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，所述步骤(4)中高渗透性水幕孔判别标准为：单一水幕孔注水回落试验中，充水回落期和注水回落期水压相等的孔为高渗透性水幕孔。
所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，所述步骤(5)中，根据主洞室层节理裂隙的位置、倾向、倾角分布，推测确定水幕层以下30m处主洞室位置的裂隙通道位置。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，采用本发明所述辨识方法，能够在洞室开挖前预测洞室标高处优势渗流通道的位置，据此可以对优势渗流区域进行预注浆等处理，从而能够有效控制施工期与运营期涌水量，减小施工期与运营期风险。
附图说明
图1是本发明地下水封油库优势渗流通道辨识方法的流程图。
图2是本发明地下水封油库优势渗流通道渗流方式图。
图3是本发明具体应用实施例的辨识方法的流程图。
图4是本发明具体应用实施例的水幕有效性试验三维随机裂隙模型。
图5是本发明具体应用实施例的高渗孔中大流量孔判别标准图。
图6是本发明具体应用实施例的高渗孔中高渗透性孔判别标准图。
图7是本发明具体应用实施例的优势渗流通道在主洞室层位置图。
具体实施方式
本发明提供一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明较佳实施例提供的一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其中，包括以下步骤：
S11、确定地下水封油库围岩优势渗流通道渗流方式为：水幕巷道→水幕孔→高渗孔→裂隙通道→主洞室；收集建库区工程地质和水文地质资料；进行水幕系统层和主洞室层节理裂隙统计分析；
S12、根据建库区工程地质和水文地质资料、以及水幕系统层节理裂隙统计分析结果，建立水幕系统流量与压力关系数值模拟的水幕有效性试验三维随机裂隙模型，进行水幕有效性试验，确定优势渗流通道中的大流量水幕孔判别标准和渗透汇聚性孔判别标准；
S13、根据大流量水幕孔判别标准确定大流量水幕孔，根据渗透汇聚性孔判别标准确定渗透汇聚性孔；
S14、根据单一水幕孔注水回落试验结果建立高渗透性水幕孔判别标准，并根据高渗透性水幕孔判别标准确定高渗透性水幕孔；
S15、结合大流量水幕孔、渗透汇聚性孔和高渗透性水幕孔识别出高渗透性孔；根据主洞室层节理裂隙统计分析结果推测确定主洞室裂隙通道；
S16、根据高渗透性孔和主洞室裂隙通道推测确定建库区的优势渗流通道位置。
本发明提供了一种利用洞室开挖前得到的建库区裂隙分布规律与水幕连通性试验资料来得出围岩优势渗流通道的辨识方法，采用本发明所述辨识方法，能够在洞室开挖前预测洞室标高处优势渗流通道的位置，据此可以对优势渗流区域进行预注浆等处理，从而能够有效控制施工期与运营期涌水量，减小施工期与运营期风险。
本发明所述地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，简单的说，其包括：地下水封油库围岩优势渗流通道渗流方式的提出，地下工程及水文地质资料的收集，水幕层节理裂隙分布特征的统计分析，水幕有效性试验三维随机裂隙模型的建立，高渗孔三个特性(大流量性、渗透汇聚性、高渗透性)判别标准的建立，最终主洞室层优势渗流通道的识别。
进一步的，本实施例中，所述步骤S11中的水幕巷道即施工巷道，建库区工程地质和水文地质资料包括：岩体的物理力学参数、节理裂隙力学参数和流体力学参数。所述步骤S11中的节理裂隙统计分析的特征包括：节理裂隙每个区域优势倾向特征，裂隙的间距、倾向、倾角的分布形式(负指数分布、正态分布等)。
进一步的，本实施例中，所述步骤S12中的水幕有效性试验现场充水流速最大为50L/min，水幕有效性试验三维随机裂隙模型试验中充水流速选择为6L/min、12L/min、18L/min、30L/min、42L/min、54L/min。所述步骤S12中水幕有效性试验的规律包括渗透方向性(各向异性)规律、充水孔与未充水孔孔压关系规律。
进一步的，本实施例中，相同流量下，充水孔与未充水孔孔压越接近，渗透性越好，则水幕有效性试验中充水孔与未充水孔孔压越接近的孔为大流量孔，因此所述步骤S13中大流量水幕孔判别标准为：水幕有效性试验中充水孔与未充水孔孔压接近的孔为大流量水幕孔。
进一步的，本实施例中，地下水优先流过渗透性较强的区域，则渗透性强的孔孔压增量ΔP更大。则根据水幕有效性试验中相邻孔孔压增量，则增量更大的为两孔间的渗透方向，据此标准，可以得到孔间渗透方向，找出渗透汇聚性孔。因此，所述步骤S13中渗透汇聚性孔判别标准为：水幕有效性试验中相邻孔孔压增量较大的为渗透汇聚性孔。
进一步的，本实施例中，单一水幕孔注水回落试验中，流量不仅渗透性有关，还与地下水位有关，当充水回落期和注水回落期水压相等时，此时的孔压和地下水产生的水压相等，钻孔与地下水连通，则满足此条件的孔为高渗透性水幕孔。因此，所述步骤S14中高渗透性水幕孔判别标准为：单一水幕孔注水回落试验中，充水回落期和注水回落期水压相等的孔为高渗透性水幕孔。所述步骤S15中，裂隙分布主要包括裂隙的位置、倾向、倾角分布，根据主洞室层节理裂隙的位置、倾向、倾角分布，推测确定水幕层以下30m处主洞室位置的裂隙通道位置。
请一并参见图2至图7所示，本发明还提供了一个具体应用实施例，其中，所述具体应用实施例的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，包括步骤：
(1)提出地下水封油库优势渗流通道渗流方式：水幕巷道(施工巷道)→水幕孔→高渗孔→裂隙通道→主洞室(如图2)；收集建库区工程地质、水文地质调查资料，包括岩体的物理力学参数、节理裂隙力学参数和流体力学参数；
(2)对水幕层节理裂隙钻孔成像资料进行统计分析(即水幕层节理裂隙统计与规律分析)，分析间距、倾向、倾角统计规律；
(3)根据水文地质调查资料与节理裂隙统计特征成果，建立水幕有效性试验三维随机裂隙模型，得出优势渗流通道存在时的水幕有效性试验规律，如图4，对①③号水幕孔进行充水，充水流速为6、12、18、30、42、54L/min，监测①②③号水幕孔孔压变化；(数值模拟中统称①③号水幕孔为充水孔，②号水幕孔为未充水孔)；
(4)将数值模拟结果与水幕有效性试验结果结合，如图5，图中I型孔为充水孔孔压与未充水孔孔压接近的孔，即相同充水流量下，优势渗流通道高渗孔中的大流量孔；将数值模拟结果与水幕有效性试验结果结合，根据相邻孔充水时的ΔP增量，增量大的为渗透方向；据此判断水幕孔间渗透方向，得出高渗孔中渗透汇聚性孔；根据单一水幕孔注水回落试验压力与流量的关系，当充水回落期水压力等于注水回落期水压力时，或充水回落期压力不变，注水回落期压力有所下降但大于O.3MPa时，满足此标准的为高渗透性孔，如图6；
(5)根据高渗孔的三个特性(大流量性、渗透汇聚性、高渗透性)得出优势渗流通道高渗孔位置；
(6)结合裂隙的位置、倾向、倾角分布规律，找出建库区优势渗流通道位置，如图7。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)确定地下水封油库围岩优势渗流通道渗流方式为：水幕巷道→水幕孔→高渗孔→裂隙通道→主洞室；收集建库区工程地质和水文地质资料；进行水幕系统层和主洞室层节理裂隙统计分析；
(2)根据建库区工程地质和水文地质资料、以及水幕系统层节理裂隙统计分析结果，建立水幕系统流量与压力关系数值模拟的水幕有效性试验三维随机裂隙模型，进行水幕有效性试验，确定优势渗流通道中的大流量水幕孔判别标准和渗透汇聚性孔判别标准；
(3)根据大流量水幕孔判别标准确定大流量水幕孔，根据渗透汇聚性孔判别标准确定渗透汇聚性孔；
(4)根据单一水幕孔注水回落试验结果建立高渗透性水幕孔判别标准，并根据高渗透性水幕孔判别标准确定高渗透性水幕孔；
(5)结合大流量水幕孔、渗透汇聚性孔和高渗透性水幕孔识别出高渗透性孔；根据主洞室层节理裂隙统计分析结果推测确定主洞室裂隙通道；
(6)根据高渗透性孔和主洞室裂隙通道推测确定建库区的优势渗流通道位置；
其中，在所述步骤(5)中，根据主洞室层节理裂隙的位置、倾向、倾角分布，推测确定水幕层以下30m处主洞室位置的裂隙通道位置。
2.根据权利要求1所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其特征在于，所述步骤(1)中的建库区工程地质和水文地质资料包括：岩体的物理力学参数、节理裂隙力学参数和流体力学参数。
3.根据权利要求1所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其特征在于，所述步骤(1)中的节理裂隙统计分析的特征包括：节理裂隙每个区域优势倾向特征，裂隙的间距、倾向、倾角的分布形式。
4.根据权利要求1所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其特征在于，所述步骤(2)中的水幕有效性试验现场充水流速最大为50L/min，水幕有效性试验三维随机裂隙模型试验中充水流速选择为6L/min、12L/min、18L/min、30L/min、42L/min、54L/min。
5.根据权利要求1所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其特征在于，所述步骤(2)中水幕有效性试验的规律包括渗透方向性规律、充水孔与未充水孔孔压关系规律。
6.根据权利要求1所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其特征在于，所述步骤(3)中大流量水幕孔判别标准为：水幕有效性试验中充水孔与未充水孔孔压接近的孔为大流量水幕孔。
7.根据权利要求1所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其特征在于，所述步骤(3)中渗透汇聚性孔判别标准为：水幕有效性试验中相邻孔孔压增量较大的为渗透汇聚性孔。
8.根据权利要求1所述的地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法，其特征在于，所述步骤(4)中高渗透性水幕孔判别标准为：单一水幕孔注水回落试验中，充水回落期和注水回落期水压相等的孔为高渗透性水幕孔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811032509.9A CN109342093B (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811032509.9A CN109342093B (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109342093A CN109342093A (zh) | 2019-02-15 |
| CN109342093B true CN109342093B (zh) | 2020-10-27 |
Family
ID=65292284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811032509.9A Active CN109342093B (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109342093B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110307017B (zh) * | 2019-06-11 | 2020-08-07 | 长沙理工大学 | 一种地下水封洞库渗流场智能调控系统及调控方法 |
| CN110348736B (zh) * | 2019-07-10 | 2022-02-25 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种地下水封洞库施工巷道集中渗漏段识别方法 |
| CN110593862B (zh) * | 2019-09-02 | 2020-09-18 | 中国石油大学(北京) | 优势渗流通道确定方法、装置和计算机设备 |
| CN111157346B (zh) * | 2020-01-03 | 2021-02-23 | 山东大学 | 地下水封储油库水幕系统设计及修正的分析系统及方法 |
| CN111260216B (zh) * | 2020-01-15 | 2023-06-30 | 山东大学 | 一种运营期地下水封储油库渗流场综合评价与防治方法 |
| CN111335949B (zh) * | 2020-03-06 | 2021-03-12 | 中国地质大学（北京） | 基于水封作用方式的水幕系统优化设计方法 |
| CN112763142B (zh) * | 2020-12-29 | 2021-10-22 | 河南大学 | 一种地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法 |
| CN113176104B (zh) * | 2021-04-27 | 2022-04-12 | 河南大学 | 一种地下油库水幕系统注水渗流试验装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10266236A (ja) * | 1997-03-19 | 1998-10-06 | Shimizu Corp | 水封式地下タンク |
| CN104763449A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-07-08 | 清华大学 | 一种地下水封洞库水幕系统设计方法 |
| CN106498920A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-03-15 | 中国地质大学（北京） | 一种储油洞开挖过程中渗流变化规律的数值模拟方法 |
| CN107830907A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-23 | 福州大学 | 一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法 |
-
2018
- 2018-09-05 CN CN201811032509.9A patent/CN109342093B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10266236A (ja) * | 1997-03-19 | 1998-10-06 | Shimizu Corp | 水封式地下タンク |
| CN104763449A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-07-08 | 清华大学 | 一种地下水封洞库水幕系统设计方法 |
| CN106498920A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-03-15 | 中国地质大学（北京） | 一种储油洞开挖过程中渗流变化规律的数值模拟方法 |
| CN107830907A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-23 | 福州大学 | 一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 地下水封洞库水幕孔注水试验及岩体等效渗透参数分析;张奇华等;《岩土力学》;20150930;第36卷(第9期);第2648-2658页 * |
| 地下石油洞库水幕设计原则与连通性判断方法研究;王者超等;《岩石力学与工程学报》;20140228;第33卷(第2期);第276-286页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109342093A (zh) | 2019-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109342093B (zh) | 一种地下水封油库围岩优势渗流通道辨识方法 | |
| CN104790926B (zh) | 一种缝洞型油藏注水开发效果评价方法 | |
| CN107044289B (zh) | 一种钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙主通道的水害防治方法 | |
| CN106354983B (zh) | 一种确定co2埋存泄漏风险监测点的方法 | |
| CN107044280A (zh) | 一种采动覆岩离层分布特征的钻孔注浆探测方法 | |
| US11459880B2 (en) | Method for evaluating difference in gas injection effect of gas injection wells in carbonate reservoir | |
| CN111859256B (zh) | 采煤工作面顶板水害时空控制疏水防治方法 | |
| Yusupova et al. | Technological feature of water shutoff operations | |
| PL237727B1 (pl) | Sposób określania indeksów rozróżnienia strukturalnego górnych stref wypełnienia wapienia ordowiku | |
| CN110359895B (zh) | 一种非均质巨厚砂岩水平井分段压裂的探放水方法 | |
| Miller | State of the art of western Canadian heavy oil water flood technology | |
| CN107676038A (zh) | 一种倾斜薄储层中水平井轨迹的随钻地质导向方法 | |
| CN105354365A (zh) | 间接充水含水层突水危险性综合评价方法及系统 | |
| CN109339752A (zh) | 基于减氧空气驱油的油藏开发方法 | |
| CN108661557B (zh) | 一种针对缝洞型气藏的防气侵钻井方法及控制系统 | |
| CN110567854B (zh) | 一种基于矿井闭井后相邻矿井水文地质模型的涌水量预计和计算方法 | |
| Roozshenas et al. | Water production problem in gas reservoirs: concepts, challenges, and practical solutions | |
| CN103147741B (zh) | 基于钻孔气体漏失量的煤层巷旁卸压带宽度测定方法 | |
| CN110646847A (zh) | 一种基于密井网区测井资料识别低级序断层断点位置的方法 | |
| RU2513955C1 (ru) | Способ разработки слоистой нефтяной залежи | |
| RU2014153434A (ru) | Системы и способы контроля вертикальной глубины во время проводки скважины с большим отходом от вертикали | |
| CN104252551A (zh) | 不规则油水界面建模实现方法 | |
| RU2546704C1 (ru) | Способ разработки нефтяной малоразведанной залежи | |
| CN114165201B (zh) | 一种压驱注水的方法 | |
| CN110020446B (zh) | 一种地质导向预警方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |