溶蚀孔隙型白云岩浆-水径向扩散模型及工程应用

摘要

为解决我国西南地区巨厚溶蚀孔隙型白云岩含水层井筒防治水难题,基于达西定律建立孔隙型地层浆-水两相流径向扩散模型,研究了孔隙型地层注浆过程中浆液扩散规律,推导了浆相饱和度演化方程,并得到了浆相饱和度沿径向距离计算公式。浆相饱和度沿径向可分为浆相区、浆水混相区和水区,浆水混相区和水区分界面为浆相前沿。浆相饱和度面随浆液注入而不断向前推进,满足堵水要求的浆液有效扩散距离明显小于浆相前沿扩散距离。同时,采用现场注浆试验结合数值模拟,对老虎洞磷矿回风井溶蚀孔隙型白云岩含水层地面预注浆技术参数进行研究,分析了钻孔布置最优孔间距和浆液有效扩散距离,并据此提出回风井地面预注浆方案。回风井后续注浆完成后,通过压水试验得到注浆堵水效率为98.04%。该研究成果可为类似孔隙型地层注浆堵水工程提供技术参考。