盐类矿床水压致裂水溶开采的多场耦合理论及应用研究

摘要

由于盐类矿物具有易溶于水的特性,因而对盐类矿床的开采常采用水溶开采的方法。然而,由于水溶开采过程是一个涉及化学流体运移、矿物溶解、传热传质、固体变形等多场相互作用的固–流–热–传质耦合问题,使得水溶开采理论的建立复杂困难,水溶开采技术的发展受到制约。因此,进行盐类矿床水溶开采的多场耦合理论及其应用的研究,可以深入奠定盐类矿床水溶开采的理论基础,进一步促进水溶开采技术的发展以及加强盐类矿床科学合理的开发应用,具有十分重要的意义和价值。 通过试验研究、理论分析、数值模拟以及现场试验的方法，围绕盐岩高温力学特性、盐类矿床水压致裂–溶解理论、盐类矿床水溶开采多场耦合理论、群井致裂控制水溶开采技术及应用进行了系统的研究。主要研究内容及结果如下： (1) 盐岩高温及再结晶力学特性的试验研究。在盐岩基本力学特性试验的基础上，进行了 240 ℃范围内盐岩高温力学特性和损伤盐岩高温再结晶力学特性的试验研究。研究发现：盐岩力学特性具有明显的温度效应特征，随温度的升高，盐岩的强度与温度呈对数关系增强，弹性模量(E)与温度(T)的关系近似为：E = 3.02－0.006T(GPa)；高温再结晶可以使损伤盐岩晶间摩擦系数得以恢复，但对粘聚力的恢复不明显。 (2)