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能源盆地演化与资源勘探
能源盆地演化与资源勘探
年期：   2022年 第6期
  • 专刊文章

    能源盆地演化与资源勘探

  • 刘池洋,王建强,黄雷,赵红格,张东东,赵俊峰,赵晓辰,赵重远

    2022, 52(6): 891-909. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-001
    摘要：不同类型盆地所蕴藏的矿产资源和地学信息在内容及丰度方面差别较大，剖析沉积盆地的个性特征和厘定盆地类型，是沉积盆地相关研究深化和沉积矿产勘探提效的重要基础工作之一。该文主要回顾了作者团队多年来在盆地类型方面的研究进展，总结了判识和确定的沉积盆地新类型，如改造型盆地及其八种类型，后陆盆地、转换-补偿盆地、地貌成因盆地；结合残延克拉通内盆地、近陆缘盆地等案例剖析，提出了凝练盆地个性特征和细化盆地类型的应用研究方法，将叠合盆地分解为4种类型、小型含油气盆地划分为改造残留型、热力成因型和走滑转换型三类；讨论了以往关注不够然较为重要、值得重视的盆地类型，如热力成因盆地、天体撞击盆地和中间地块盆地；梳理和分析了莫衷一是、或词不达意的盆地类型称谓，提出了建议采用的术语，如陆内前陆盆地、拉裂盆地和弧背盆地。该文所及内容探索性强，认识难尽统一，抛出供同行研讨或批判。  
    关键词：盆地新类型;盆地成因;盆地称谓;盆地个性特征;小型盆地类型;改造型盆地类型;中国特色盆地   
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    发布时间：2022-11-21

  • 任战利,崔军平,祁凯,杨鹏,刘新社,张才利,杨桂林,高彦芳,张莹,邢光远

    2022, 52(6): 910-929. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-002
    摘要：深层、超深层是油气勘探的重要领域及今后的勘探方向，不同地热类型盆地的深层、超深层现今温度差异大，热演化历史复杂，恢复难度大。该文在收集及调研国内外深层、超深层地层温度、成熟度及古地温研究方法、研究新进展的基础上，对深层、超深层现今地温场差异及对油气相态的控制作用、古地温恢复方法、热演化史恢复理论及方法、热演化史对油气成藏评价的控制作用及深层、超深层研究中应关注的科学问题进行深入研究。研究结果表明：建立的国内外不同地热状态盆地深层、超深层温度与深度关系图版表明，在中浅层温度差异相对较小，在深层、超深层随深度增加差异明显增大(同一深度不同热状态盆地现今地层温度相差可达110℃以上，温度差异大)。地层温度是控制油气相态分布最为重要的控制因素，加热时间也是重要因素；建立的不同热状态盆地从中浅层到超深层油气相态与深度关系图版表明，从高地温梯度到低地温梯度盆地，石油液态窗、凝析油湿气、干气分布深度逐渐加深。在西部，低温型快速沉降盆地超深层油藏分布埋深可达8 000～9 000 m，凝析油湿气气藏埋深更大，可达12 000 m；叠合盆地深层、超深层，特别是海相碳酸盐岩地层缺乏有效的古地温恢复方法，在对不同古温标方法研究新进展分析的基础上，认为多种古温标方法与盆地地质条件相结合，相互约束，可有效提高古地温恢复结果的可靠性；深层、超深层经历多期构造运动的改造及破坏，早期盆地古地温场及构造热事件信息难以记录。研究后提出的复杂叠合盆地热演化史恢复理论及方法是实现深层、超深层复杂热演化史恢复的有效途径；在对鄂尔多斯盆地深层中新元古界热演化史恢复及油气生成期次分析的基础上，将国内外深层、超深层不同热演化史类型划分为4种类型，并分析了不同热史类型盆地油气相态、油气成藏及油气富集方面的明显差异；最后提出了深层、超深层热演化史恢复应关注古温标开发、热体制、热事件、烃源岩是否变质等学科前沿问题。  
    关键词：深层超深层;温度;地温梯度;加热时间;构造热事件;烃类相态;镜质体反射率;低温热年代学;热体制;热演化史;叠合盆地   
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    发布时间：2022-11-21

  • 黄雷,刘池洋,何发岐,贾会冲,周义军,王朝,王建强,刘永涛,李鑫

    2022, 52(6): 930-942. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-003
    摘要：走滑断裂在全球范围不同构造背景下普遍发育，在区域构造、火山地震及能源矿产等领域的研究中具有重要意义。相较于发育于板块或块体边界活动构造背景的大型走滑断裂带的深入研究，发育于稳定克拉通块体(盆地)内部的走滑断层为新近得到关注的一类走滑断层，其研究极为薄弱。该文对近几年通过三维勘探地震在中国3大克拉通盆地(鄂尔多斯盆地、塔里木盆地和四川盆地)新发现的走滑断裂体系进行综合对比研究分析，总结稳定克拉通盆地内走滑断裂的共性特征，讨论其可能的形成动力学机制。结果表明，克拉通盆地内部稳定区走滑断层尽管有时走滑特征典型，但表现出与活动块体区发育的大型走滑断裂的较大不同：①基本特征上具体表现为普遍具有小位移、低发育成熟度的特征，断层在垂向上分层、分期发育，与盆缘构造在方向和动力学特征上明显脱耦；②在形成模式和发育机制上，克拉通盆地内走滑断裂可能是在区域挤压应力下产生的裂缝基础上，经应力-应变调节或斜向挤压或块体旋转下选择性扭动复活发育而成，该发育方式决定其受先存断裂构造的影响弱，记录了断裂从形成到生长发育的较初期阶段；③在动力学过程与意义上，克拉通盆地内走滑断层分层发育特征是断层分期次、上下相对独立活动的结果，是构造应力在克拉通块体内浅表层传递的响应，这不同于传统认识的大型走滑断层由下到上贯穿发育的模式，该特性可以更好地记录克拉通盆地及周围多期次叠加区域应力演化的过程。  
    关键词：克拉通;走滑断裂;鄂尔多斯盆地;塔里木盆地;四川盆地;分层发育   
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    发布时间：2022-11-21

  • 刘文汇,王晓锋,张东东,蔡郑红,罗厚勇,陈晓艳,王桐,李芙蓉,张雯,李福奇

    2022, 52(6): 943-956. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-004
    摘要：鄂尔多斯盆地的天然气勘探发现与理论认识的深化密不可分，该文以靖边气田为重点解剖对象，在对盆地古生界天然气勘探新突破认识的基础上，重新分析和梳理靖边气田天然气地球化学资料，进一步认识靖边气田的成因及其演变机制。靖边气田不同层系天然气地球化学特征与成因存在显著差异，马家沟组中下组合天然气主要与下古生界碳酸盐岩烃源形成的海相油型气有关；马家沟组上组合天然气是上古生界煤型气与下古生界油型气复合的结果，不同区域下古生界烃源贡献有差别，盆地中东部盐下天然气藏的下古生界烃源贡献不容忽视。下古生界存在有效烃源，马家沟组的干酪根、分散可溶有机质和酸溶有机质是构成烃源物质的3个重要组成部分。有机酸盐生烃和TSR作用是造成马家沟组烃源岩无机碳同位素显著负漂的主要原因，同时也是马家沟组烃源岩生烃的主要证据。  
    关键词：靖边气田;天然气地球化学;碳酸盐岩烃源;TSR作用   
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    发布时间：2022-11-21

  • 王晓锋,冯丹婷,刘文汇,包洪平,张东东,魏柳斌,罗厚勇,李忆宁

    2022, 52(6): 957-967. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-005
    摘要：中国在下古生界海相碳酸盐岩层系的油气勘探取得了重大突破，在此背景下，下古生界广泛发育的高演化、低TOC丰度的碳酸盐岩能否成为有效烃源备受关注。碳酸盐岩烃源岩中的成烃生物主要以浮游藻类为主，有机质除了干酪根之外，还存在丰富的可溶有机质和酸溶有机质，这些特殊性质决定了碳酸盐岩中有机质具有较高的生烃转化率。另一方面，在高过成熟阶段，碳酸盐岩烃源岩中存在显著的有机碳向无机碳转化过程，其机理主要与TSR作用和有机酸盐生烃有关，并表现出碳酸盐岩碳同位素组成的负漂。这些因素是导致高演化碳酸盐岩烃源岩表观TOC低的重要因素。因此，不能以TOC低否定高演化碳酸盐岩烃源岩经历的生烃过程和生成烃量。高过成熟碳酸盐岩烃源岩评价应综合考虑成烃生物类型与数量、有机碳同位素组成和无机碳同位素负漂等因素。  
    关键词：碳酸盐岩烃源岩;酸溶有机质;碳同位素负漂;TSR作用   
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    发布时间：2022-11-21

  • 罗晓容,张立宽,张立强,刘乃贵,闫建钊,雷裕红,齐育楷,李俊,程明,严一鸣,曹斌风

    2022, 52(6): 968-986. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-006
    摘要：盆地深层碎屑岩储层非均质性特征显著、流体动力条件多变、油气水关系复杂，对储层有效性的认识、判断和评价十分困难。通过系统的深层碎屑岩储层沉积-成岩作用研究，认识了碎屑岩储层的多尺度结构性特征，发现对于任一沉积微相的碎屑岩储层都可划分为有限类岩石相，主要为泥岩、贫塑性颗粒砂岩、富塑性颗粒砂岩和强钙质胶结砂岩，其空间分布受沉积构造控制。富塑性颗粒砂岩和强钙质胶结砂岩在第一期油气充注之前已变得致密，构成了储层中各个尺度的隔夹层；贫塑性颗粒砂岩中成岩作用多期发生，并可能伴随多期油气充注。即便埋藏到深层-超深层范围，贫塑性颗粒砂岩仍能够保持相对较好的孔渗条件，为有效储集岩石；其中，早期发生过原油充注、具亲油润湿性的贫塑性颗粒砂岩则构成了优质储集岩石。为表征和评价深层储层有效性，提出了一种可充分反映储层多层次结构非均质性的单元砂体充填建模方法，建立储层地质模型，利用有效储集岩石中获得的各种物性参数表征储层中有效储集空间分布。以准噶尔盆地腹部侏罗系三工河组二段砂岩储层为例，对深层储层有效性进行了评价，结果通过实际勘探认识的检验。  
    关键词：深层;储层有效性;非均质性;储层地质模型;评价方法   
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    发布时间：2022-11-21

  • 赵俊峰,白斌,郭懿萱,侯云超,李一凡,夏勇,龙盛芳

    2022, 52(6): 987-996. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-007
    摘要：形成于大陆边缘的斜坡生长理论，对于理解海洋和湖盆的沉积充填过程、构造—气候—沉积的耦合响应关系及深水储层预测等方面具有重要的意义，是沉积学和层序地层学的重要发展。湖相盆地的斜坡生长现象近年来才被关注。斜坡生长现象提供了丰富的沉积学指示。通过斜坡生长过程分析，可恢复大陆边缘或湖盆边缘古地形、水体深度，获取地层加积、进积的速率等有关沉积体系演化的定量信息；进而揭示海/湖平面变化、气候变化、物源供给特点以及沉积物传送和分散样式。近年来，对匈牙利Pannonian盆地、罗马尼亚Dacian盆地以及中国渤海湾盆地秦南凹陷和东营凹陷等湖相沉积斜坡，已开展了较深入的研究。目前，对坳陷湖盆等重要类型盆地的斜坡生长方式的认识尚不清楚；关于湖盆斜坡生长与三角洲前缘-深水区沉积物分散样式的过程与响应关系，尚不明确；对湖盆斜坡体的成因及其控砂机理研究尚为薄弱。以上几个方面值得今后进一步研究加强。  
    关键词：斜坡生长;滨线迁移轨迹;沉积物分散样式;深水砂岩;坳陷型湖盆   
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    发布时间：2022-11-21

  • 邵德勇,张瑜,宋辉,孟康,罗欢,李艳芳,吴陈君,唐玄,张同伟

    2022, 52(6): 997-1012. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-008
    摘要：有机孔普遍欠发育是我国南方寒武系页岩气勘探中遇到的实际地质问题，然而，造成有机孔欠发育的主控因素及演化机制迄今为止仍然存在很大争议。该文综合整理了笔者团队近年来对中上扬子不同地区寒武系页岩储层的研究进展，进一步讨论了下寒武统页岩孔隙发育特征与总有机碳含量(TOC)和成熟度的关系，以及排烃作用对下寒武统富有机质页岩孔隙发育的影响。研究表明，中上扬子地区下寒武统富有机质页岩的TOC含量、矿物组成和岩相特征在横向和纵向上波动较大，有机孔发育特征也表现出很强的非均质性。整体上，下寒武统富有机质页岩孔隙度随TOC含量的增加呈先增大后减小趋势，但在不同地区存在较大差异。另一方面，尽管研究区下寒武统页岩已经普遍进入过成熟阶段，但相比之下，位于过成熟早-中期(EqRo＝2.0%～3.0%)的鄂西宜昌地区和陕南汉中地区下寒武统页岩有机孔发育情况相对优于过成熟晚期(EqRo＝3.0%～3.5%)的四川威远地区，而成熟度最高(EqRo>4.0%)的黔北地区有机孔发育情况则最差。此外，页岩孔隙发育特征与矿物组成、TOC含量在鄂西宜昌地区ZK003井、EYY1井和贵州开阳ZK909钻孔等研究剖面上均表现出明显二分段性，其中，富有机质页岩二段(上段)具有中等TOC含量和富黏土矿物的典型特征，其发育有机孔情况优于高TOC含量的富有机质页岩一段(下段)，与黏土矿物伴生的有机质孔隙十分发育。因此，除了高TOC含量页岩容易被压实和过高成熟有机质发生碳化使得有机孔塌陷和被充填这两种可能的影响机制外，近年来笔者团队还重点提出了排烃对寒武系页岩孔隙发育的影响，特别是下寒武统富有机质页岩一、二段在生油窗的排烃效率差异，不仅解释了其孔隙发育差异的原因，而且研究结果也为寒武系页岩优质储层筛选及页岩气勘探的“甜点段”预测提供了重要参考。  
    关键词：页岩气;中上扬子;下寒武统;有机孔;排烃效率   
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    发布时间：2022-11-21

  • 王震亮,王晨,何星辰,祁妙

    2022, 52(6): 1013-1027. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-009
    摘要：珠江口盆地白云凹陷油气勘探潜力巨大。该文利用钻测井和三维地震资料，使用三维盆地模拟技术和油气成藏综合研究方法，以白云凹陷深层流体动力和输导体系为基础，分析深层油气运移、成藏条件和动态过程，明确深层的油气运聚成藏模式，以便为白云凹陷深层有利区带的预测提供较为可靠的科学证据。研究认为，主力烃源岩恩平组因欠压实和生烃增压等机制而形成明显超压，油气可藉此克服毛细管阻力，排出烃源岩外。主洼中心在距今8 Ma时流体压力大于泥岩的破裂压力，可使烃源岩破裂，发生幕式混相排烃。恩平组上段气势梯度表现为主洼大部分及周缘气势梯度较大，东洼出现小范围内气势梯度为全区最高，表现出不同地区间油气运移动力的强弱差别。恩平组内断层全部开启，具有良好的输导性能，可作为油气运移通道。珠海组内以主洼东部断层开启最多，输导性能最好。断层与砂体倾向相同的断砂组合，其输导性能最强，而断层呈一定角度与构造脊相交的断脊组合更有利于油气运移。综合考虑流体动力和输导体系，分别建立了恩平组和珠海组内的油气运聚成藏模式。恩平组内突出表现为油气在一定范围的近源、侧向运移和聚集成藏，主洼和东洼生成的油气在流体势场驱动下向北坡、主洼东部和西南部运移，晚期运移动力充足；珠海组内油气以垂向运移为主，侧向运移规模较小，在砂岩储层与断层垂向输导部位匹配处，有利于油气聚集成藏。  
    关键词：流体动力;输导体系;过剩压力;气势梯度;运聚成藏模式;白云凹陷深层   
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    发布时间：2022-11-21

  • 屈红军,张功成,孙晓晗,姚天星,武龙发,张磊岗

    2022, 52(6): 1028-1043. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-010
    摘要：近30年来，全球海洋深水区已成为油气勘探开发的热点和油气增储上产的亮点，中国在此领域也取得了重大突破，因此，总结中国海域深水区油气勘探及成藏研究进展具有承前启后的意义。中国海域深水含油气盆地主要位于南海北部陆缘的珠江口盆地及琼东南盆地，已发现了荔湾3-1、陵水17-2、崖城13-1等多个大中型深水气田，深水油气勘探领域从浅水陆架、深水陆坡过渡区到深海区，勘探层系从浅层到深浅层叠合，勘探首选目标由构造圈闭到岩性圈闭。南海北部陆缘大型拆离作用控制了深水盆地宽大凹陷的形成和演化，发育了陆缘深水区始新世湖相、渐新世海陆过渡相和渐新世—中新世海相3套烃源岩；陆缘岩石圈强烈薄化带控制了珠江口盆地白云深水区与琼东南盆地深水区，分别发育陆架边缘三角洲—深水扇及大型中央峡谷水道沉积体系，高变地温控制凹陷烃源岩快速生烃；上述3套烃源岩与多类型储集体之间由断层、泥底辟构造等不同输导系统构成了4种油气成藏模式，分别为白云凹陷深水区陆架边缘三角洲深水扇断裂成藏模式、琼东南盆地深水区大型轴向峡谷水道底辟油气成藏模式、低凸起披覆成藏模式及古潜山成藏模式。目前，中国南海北部深水区油气勘探依然面临一些关键瓶颈问题与挑战，主要有主烃源岩分布特征不明，大型构造圈闭缺乏，成藏层系单一和储层条件复杂，尤其是由于深水区高地温引起储层成岩演化程度高，极大地影响了储层的品质。因此，良好的源储匹配、优质储层分布、高效疏导体系与隐蔽圈闭预测是下一步深水区油气勘探的主要挑战。  
    关键词：南海北部陆缘深水区;珠江口盆地;琼东南盆地;勘探进展;油气地质特征;成藏模式   
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    发布时间：2022-11-21

  • 吴柏林,刘池洋,杨松林,王苗,李琪,林周洋,张效瑞,李艳青,张婉莹,刘明义,孙国权

    2022, 52(6): 1044-1065. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-011
    摘要：该文以中亚及中国北方主要盆地为研究区，通过能源矿产时空赋存的统计和无机(铀)-有机(煤-油-气)矿产相互作用的模拟实验、单学科能源地质学及砂岩铀矿蚀变流体作用和铀矿微区原位同位素测年、稳定同位素对有机-无机能源相互作用的示踪等方法，研究发现，油、气、煤、铀同盆共存普遍、含矿层位联系密切、成藏(矿)-定位时期相同或相近。天然气规模性耗散是盆地改造阶段铀超常富集的关键因素，铀的存在对烃源岩生烃具有催化作用，深部油气烃源岩可以为浅部砂岩铀矿提供铀源。不同于中亚典型的层间渗入成矿作用，油气流体的铀成矿作用主要具有“垂向渗流”的特点，使矿体形态多呈板状及铀矿床成因具有低温热液作用的特点，没有典型的层间氧化带，却常具有还原性蚀变带，如绿色蚀变或白色蚀变的砂岩控矿特点。油-气-煤对铀成矿作用存在着许多可识别的地质地球化学标志，沿着油气耗散方向的浅表层，存在明显的系列油气蚀变现象，如砂岩的绿色蚀变、漂白现象、透镜状“钙质层”现象等。表现在地球化学特征上则是包裹体流体的H-O同位素异常、白色砂岩Si同位素异常、有机地球化学指标如脂肪酸甲脂异常、容矿层煤屑有机质成分及有机地球化学指标异常等。上述沉积盆地有机矿产(油-气-煤)对铀成矿作用的规律和机理，对找矿和能源矿产的前景评价具有重要的意义，一方面，多种能源同盆共存的规律及油-气-煤对铀成矿的各类烃类蚀变，为超大型砂岩铀矿的找矿提供了方向，另一方面，铀的存在可以使烃源岩生烃量增多和液态烃生成门限温度降低，解释了鄂尔多斯盆地南部富烃凹陷的形成及盆地油气丰富的原因，以及为我国柴达木盆地深部具丰富的低成熟度页岩气资源有较好远景的认识提供理论依据。  
    关键词：有机矿产(油-气-煤);油气耗散;绿色蚀变;漂白现象;稳定同位素;富铀烃源岩;砂岩型铀矿   
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  • 程鑫,姜南,周亚楠,张睿,张东海,范昌育,屈怡倩,王建强,吴汉宁

    2022, 52(6): 1066-1085. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-012
    摘要：古地磁学作为一门典型的交叉学科，在石油和天然气勘探开发实践中已有较为广泛的应用。构造古地磁学为研究沉积盆地油气资源生成、运移和聚集的构造背景提供了重要依据。磁性地层学和旋回地层学有助于建立区域地层更精确的时间序列，为进一步开展油藏储层地层划分和勘探开发助力。利用古地磁方法恢复钻井岩心原始方位，再结合磁组构测试等方法研究储层裂缝空间展布规律，恢复沉积盆地古构造应力场，判定古水流方向和古沉积环境等，均是古地磁学与油气勘探开发实践交叉融合的重要场景。该文重点介绍了当前古地磁学在油气资源勘探开发中几个重要应用的基本原理、技术方法和新进展，并对其应用前景进行了展望，以期为未来古地磁学与油气资源勘探开发更深入的交叉融合，为我国油气勘探开发实践提供参考。  
    关键词：古地磁学;磁性地层学;岩心定向;磁化率各向异性;油气勘探开发   
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  • 于红岩,丁帅伟,高彦芳,孟昆,陈斯斯

    2022, 52(6): 1086-1099. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-013
    摘要：伴随着石油工业4.0时代的到来，人工智能技术已经成为油气田勘探开发研究的热点和前沿方向，并将继续在油气田智能化建设中发挥举足轻重的作用。笔者从机器学习算法和智能优化理论两个方面阐述了人工智能应用的基本理念，总结了团队近几年利用人工智能在提高油气勘探开发效果应用中的研究进展，分别在储层参数预测、储层流体识别、岩相识别、压裂裂缝识别、自动井位优化、优势通道分级和CO2驱油与封存等领域。实例应用效果验证了人工智能在解决油气田勘探开发中复杂难题的优越性，人工智能技术的合理应用能够为油气田的高效开发和科学降本提质增效提供更多有效的决策依据。  
    关键词：人工智能;机器学习;智能优化;油气田勘探;油气田开发   
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    发布时间：2022-11-21

  • 罗奇斌,赵宝峰,毛旭阁,韩元红,罗希,胡玉龙

    2022, 52(6): 1100-1110. DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-06-014
    摘要：煤矿开采涌水量的预测对于煤矿的安全生产至关重要。目前矿井涌水量预测方法以解析法、比拟法、数值法为主。选取陕北头道河则、二道河则沟域为研究区，分析沟域及矿区的水文地质条件，构建地下水三维非稳定流数值模型，模拟区内3号煤矿在综采和分层开采两种开采方式下的矿井涌水量及其地下水位变化过程。模拟结果表明：煤矿开采对区域地下水环境造成一定影响；综采方式形成的导水裂隙带高度相较分层开采方更大，且易与第四系潜水含水层导通，导致涌水量增大，从而引起水害。煤矿开采过程中应引起足够重视，注意监测及做好相应预防措施。  
    关键词：矿井涌水量;数值模拟;水位降深;预测分析   
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    发布时间：2022-11-21
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