薛美平,吴铁卫,左卿伶

• 1:中国煤炭地质总局勘查研究总院
• 2:矿山透明地质与数字孪生技术国家矿山安监局重点实验室

摘要(Abstract)：

为了探究矿井水在异位存储含水层的水动力场演化规律，根据研究区的实际情况，将储水含水层视为以裂隙和孔隙为主要储水空间的双重储水介质，通过双孔双渗模型对地下水动力场进行数值模拟。以储水含水层中含水饱和度的变化规律和回灌井底以及各层位的压力变化曲线为依据，研究矿井水在加压定流量的回灌条件下在储层内的扩散规律。根据研究区实际情况模拟了单井回灌、三井同时回灌、三井顺序回灌等多种情景，最长模拟周期为三年，结果显示：(1)回灌的矿井水主要在储层的裂隙中运移，裂隙的孔隙度是回灌过程中回灌水运移范围的主要影响因素，裂隙的走向和回灌制度等地质和工程条件也是重要的影响因素。(2)单井回灌的井底压力以及周围压力在初始升高后会逐渐趋于稳定；多井同时回灌情况下，初期不同井回灌带来的储层压力改变不存在相互干扰，随着时间的推移逐渐形成干扰；顺序回灌情况下，首先开展回灌的井已影响储层大范围压力，则后续进行回灌的井在启动回灌初期就会受到压力干扰；多井承担回灌任务时，如果回灌任务量较大适合同时回灌情况，如果回灌任务量较小适合顺序回灌情况。

关键词(KeyWords)： 矿井水;含水层;转移存储;模拟;双孔双渗

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 中国煤炭地质总局勘查研究总院科技创新项目“黄河流域煤矿区薄基岩浅埋煤层保水开采关键技术研究”（ZY-2025-08）;中国煤炭地质总局科技创新项目“蒙西陕北地区煤矿矿井水综合防治和资源化利用技术研究”（ZMKJ-2025-ZX05-1）

作者(Author): 薛美平,吴铁卫,左卿伶

参考文献(References)：

• [1] EYLEM K, SADIQ J, MICHAEL J, et al. Reinjection in geothermal fields:A review of worldwide experience[J]. Renewable&Sustainable Energy Reviews, 2011,15(1):47-68.
• [2] SUN Z , XU Y , YAO J ,et al. Numerical simulation of produced water reinjection technology for water-soluble gas recovery[J]. Journal of Natural Gas Science&Engineering, 2014, 21(3):700-711.
• [3]薛美平，张志军，赵岳.呼吉尔特矿区矿井水回灌模拟的水化学演化研究[J].煤炭科学技术，2023,51(S1):470-476.
• [4]马莲净，王颂，杜松，等.宁东煤田枯竭油层回注存储高矿化度矿井水技术思路[J].煤炭科学技术，2023,51(12):149-158.
• [5]刘琪，汪韦峻，罗斌，等.高盐矿井水深部转移存储介质特征与水动力演化规律[J].煤田地质与勘探，2021,49(5):29-35.
• [6] KAYA E, CALLOS V, MANNINGTON W. CO2–water mixture reinjection into two-phase liquid dominated geothermal reservoirs[J].Renewable Energy, 2018, 126(C):652-667.
• [7]孙亚军，李鑫，冯琳，等.鄂尔多斯盆地煤-水协调开采下矿区水资源异位回灌-存储技术思路[J].煤炭学报，2022, 47(10):3547-3560.
• [8]于智卓，丁湘，蒲治国，等.华昱矿区矿井水水质评价及零排放资源化利用[J].中国煤炭地质，2023, 35(2):41-46.
• [9]王皓，董书宁，尚宏波，等.国内外矿井水处理及资源化利用研究进展[J].煤田地质与勘探，2023,51(1):222-236.
• [10]顾大钊.煤矿地下水库理论框架和技术体系[J].煤炭学报，2015,40(2):239-246.
• [11]武强，申建军，王洋.“煤-水”双资源型矿井开采技术方法与工程应用[J].煤炭学报，2017,42(1):8-16.
• [12]曾一凡，武强，赵苏启，等.我国煤矿水害事故特征、致因与防治对策[J].煤炭科学技术，2023,51(7):1-14.
• [13]孙亚军，陈歌，徐智敏，等.我国煤矿区水环境现状及矿井水处理利用研究进展[J].煤炭学报，2020,45(1):304-316.
• [14]李运江，王伟，许峰，等.呼吉尔特矿区石拉乌素煤矿矿井涌水水源判别及定量分析[J].中国煤炭地质，2023, 35(8):45-51.
• [15]黄文魁.矿井水深部砂岩转移存储运移数值模拟研究[J].中国煤炭地质，2022, 34(12):54-61.
• [16] ELSWORTH D, BAI M. Flow-deformation response of dualporosity media[J]. Journal of Geotechnical Engineering, 1992, 118(1):107-124.
• [17]张璐，王刚，于俊红，等.双孔双渗煤岩渗透率演化模型及应用[J].山东科技大学学报（自然科学版），2021,40(1):33-42.
• [18] WU Y , LIU J , ELSWORTH D. Development of anisotropic permeability during coalbed methane production[J]. Journal of natural gas science and engineering, 2010,2(4):55-62.
• [19]黎水泉，徐秉业.双重孔隙介质流固耦合理论模型[J].水动力学研究与进展（A辑），2001(4):460-466.