【摘 要】
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在我国西部以鄂尔多斯盆地为代表的煤油气共生盆地,浅部煤层与深部油气层在垂向空间上叠置分布。煤层长壁工作面采动影响下的油气井变形破坏问题严重制约着煤矿和油气企业的
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在我国西部以鄂尔多斯盆地为代表的煤油气共生盆地,浅部煤层与深部油气层在垂向空间上叠置分布。煤层长壁工作面采动影响下的油气井变形破坏问题严重制约着煤矿和油气企业的安全高效生产,同时给煤炭、油气行业造成巨大的经济损失。国内外对于该课题的研究目前尚处于初步阶段,特别是针对采动区油气井井身组合体细观采动损害裂隙演化特征及变形动态演化特征的研究相对较少。本文以某矿匹兹堡煤层与深部马塞勒斯页岩气的协调开采为工程背景,通过文献调研、数值模拟、理论分析和对比研究等方法,对采动区油气井井身组合体细观采动损害特征展开研究,主要工作及成果如下:(1)通过二维离散元数值模拟对工作面推进期间油气井水泥环-套管组合体各构件的动态响应特征进行研究,得到了井身组合体各构件间的应力及变形传递规律,各构件间离层裂隙可以成为应力变形传递的隔离带;通过对采动影响下井身组合体内部裂隙发育扩展及破坏模式演化特征的统计分析,得到了组合体内部裂隙沿轴向的分布规律以及随两侧工作面推进的动态演化特征。(2)通过三维有限元数值模拟建立了长壁工作面采动影响下油气井变形破坏特征的三维地质模型,分析了井身组合体在工作面推进过程中剪切应力和水平位移的轴向动态演化规律,揭示了井筒受力变形演化特征,预测了油气井可能出现破坏的高危推进度和高危层位。(3)基于得到的煤矿区油气井采动损害机理,与前人的研究及现场实测数据进行对比,验证了论文数值模型及研究结果的准确性,总结得到了类似地质条件下油气井采动损害变形特征,针对性提出了保障穿煤层长壁开采区的油气井完整性的相关技术措施及建议。该论文有图48幅,表11个,参考文献103篇。
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