抽水井辅助水平井降压开采南海水合物数值模拟

针对降压开采南海低渗透非封闭性天然气水合物储层时出现的低产气量和高产水量问题,基于我国南海SH7站位水合物藏地质条件,采用Tough+Hydrate软件开展单水平井和抽水井辅助水平井降压开采水合物数值模拟。首先,研究不同渗透特性盖层条件下单水平井的产气和产水行为,并初步确定抽水井的钻孔布设位置,随后,分析抽水井辅助水平井降压开采的产气和产水特征,进一步确定抽水井的最优布设位置和最佳抽水速率。研究结果表明：单水平井降压开采过程中孔隙水侵入限制低压区扩展是出现低产气量和高产水量的主要原因;下伏层渗透性高、上覆层封闭性强的储层更有利于水合物开采,故初步确定将抽水井布设在上覆层;抽水井的临界抽水速率和井口压力受井距控制,井距越大,临界抽水速率越大,临界井口压力越小;抽水井布设在距水合物层顶部10 m处,即井距为21 m,抽水速率为0.35 kg/s下的抽水井辅助水平井降压开采模式可达到最佳开采效果,与单水平井相比,生产井的产气量提高了39.1%,产水量降低了17.4%。     

地下水流数值模拟的研究现状和发展趋势

数值模拟方法是评价地下水资源量、模拟自然界一些水文地质过程发生和发展的主要方法和手段之一.作者着重论述了三维流模型开发、流速场与流线的计算方法、非均质参数的区域概化、繁杂数据的优化处理等热点问题以及MODFLOW等软件在三维流中的应用.提出三维水流模拟软件(如MODFLOW)与遥感、地理信息系统及全球定位系统结合起来是地下水流数值模拟的未来发展趋势.     

降雨产生地下水流的进展过程仿真

对降雨渗入坡面土壤所产生地下水流的进展过程进行了数值解析计算。做出了不同降雨方式所产生的地下水位的形状图。仿真结果说明渗透坡面的地下水位在斜面的中、下方区域内与斜面平行地上升。近似解说明了水位的上升与降雨强度和时间成正比,与土壤的有效孔隙率成反比。讨论了降雨的方式,降雨的强度,渗透系数以及斜坡地层的形状对地下水流进展过程的影响。     

地下水流对冻结壁形成影响的数学模型建立

采用多孔介质热运移理论建立了考虑地下水流时冻结壁发展的数学模型,可用于数值模拟研究地下水流对冻结壁形成的影响。     

采动影响下任楼煤矿地下水流三维数值模拟

为了再现采动对主要充水含水层地下水流场的影响程度及其控制机制,在系统分析任楼煤矿地质与水文地质条件的基础上,采用FEFLOW软件建立了研究区地下水系统概念模型和数学模型及相应的地下水系统数值模型,合理开展了采动影响下四含、煤系、太灰与奥灰4个主要充水含水层近期渗流场特征的数值模拟。研究结果表明:从平面上,四含在研究区东部出现一低水位分布区,煤系在采动影响范围内典型断层局部附近渗流异常;从空间上,煤系在采动影响区垂向水位等值线发生偏转并与含水层顶底板近于平行,四含与煤系之间的隔水层水位等值线也近于平行,但在采动影响区内平行等值线密度最大;太灰与奥灰地下水流从平面与空间层面上均显示原来的运行状态;近期采动对任楼煤矿四含与煤系2个含水层影响最为显著。     

基于图像角特征的三维运动估计

利用图像角特征来研究计算机视觉领域中的运动估计问题。首先通过引入一个新的坐标系，由单幅图像求得直角三维结构的解析解，其次根据两幅图像中相对于同一个角各条边的关系，求得物体的旋转运动，最后通过求解一个简单的线性方程组得到物体的相对平移运动，并证明了由两幅视图的一对角匹配对和两对点匹配对就能唯一地确定物体的运动。这种基于直角特征的运动估计方法还可推广到非直角的一般情形，实验结果表明该算法是正确有效的。     

天荒坪抽水蓄能电站地下洞室群合理开挖顺序研究

首先根据地下结构问题的特点,简要介绍了地下结构工程进行三维弹塑性有限元分析应注意的几个问题。在此基础上,独立编制了相应的三维弹塑性有限元程序,应用该程序对天荒坪抽水蓄能电站地下洞室群地数值计算,计算中模拟了地下洞室的几种开挖顺序,考虑洞室间的相互影响及工作性状,从而确定出最合理的开挖顺序。     

南京典型段地铁工程对地下水流动态的影响

本文以“南京典型段地铁工程”为研究对象,利用FEFLOW数值模拟软件建立非稳定流数值模型,预测了地铁开挖涌水量大小以及研究了在施工期、运营期和服务期满后区域地下水流场动态变化;分析了地铁建设对仙鹤门水源地流场的影响以及可能引发的环境水文地质问题。结果表明：由于地铁施工开挖导致的隧道涌水以及需要疏干降水,在施工站点和区间隧道地下水位大幅度下降,运营期和服务期满后地下水流场逐渐恢复到初始状态;地铁工程对仙鹤门水源地影响较大的区段主要是龙王山段,其他区段对水源地影响轻微。而研究区内桦墅站至龙王山区段灰岩埋藏浅,岩溶发育强烈,地铁工程可能导致局部地区径流条件发生变化,诱发岩溶地面塌陷灾害。     

某抽水蓄能电站地下洞室群围岩三维稳定分析

某抽水蓄能电站地下厂房为大跨度、高边墙地下洞室群,地质条件复杂,分布软弱夹层,高边墙及洞室间岩体的稳定性是洞室设计的关键因素。根据水压致裂法地应力测试数据计算侧压力系数,构造初始地应力场,按照开挖顺序建立三维弹塑性计算模型,分析地下洞室群围岩应力与变形特征、塑性区分布,评价了地下厂房洞室群围岩稳定性,为洞室设计提供科学依据和基础数据。     

挟沙水流悬移质运动效率系数的研究

悬移质运动效率系数是泥沙悬浮运动消耗能量(悬浮功)与挟沙水流紊动能量之比值,它是反映悬移质运动能量功效最重要的特征参数.本文基于两相挟沙水流紊动能量平衡方程,在二维、恒定、均匀及充分紊动的流态条件下,经过必要的推导和简化,得出悬移质运动效率系数理论表达式;通过应用黄河下游实测资料,对效率系数公式进行验证计算,结果表明效率系数公式计算值与实测值相符较好;进一步应用黄河下游实测资料,建立了效率系数与水流挟沙能力之间的关系,说明随着含沙浓度的增加,水流挟沙能力相应加大,效率系数呈下降趋势,并趋于一个稳定的低值范围,含沙浓度进一步增加不会给水流增添额外的能量负担,为黄河挟沙水流高效输送提供了科学依据;同时效率系数公式的导出为建立挟沙水流挟沙能力公式、揭示输沙机理奠定了基础.     

含水层参数对同井回灌地下水源热泵的影响

模拟分析了含水层厚度、渗透系数比和不同含水层对同井回灌地下水源热泵地下水渗流和换热的影响．对于合理的水井设计，含水层厚度增大可以减小抽水、回灌压力，显著地提高抽水平均温度．抽、回水口的平均降深与渗透系数比的对数基本成线性关系．从热贯通的角度来说，渗透系数比是同井回灌地下水源热泵系统工程成败的关键．过小的渗透系数比显著加快系统的热贯通．渗透系数大小是抽水和回灌难易程度的决定因素．对于渗透性能不好的含水层，更应该关注抽水和回灌不能时含水层渗透系数产生影响。     

给、排水泵站进水流态紊乱的危害与对策

在一些大型给、排水沉井泵站的运行中,因前池尺寸偏小,水流自引水管进入前池后,突然扩散,流态紊乱,形成独特的水流现象.本文根据模型试验成果,对进水流态进行了分析,求出前池扩散水流的水力参数,研究流态紊乱对水泵运行的危害,并探讨改善流态的对策和提高泵站效率的途径.     

高速非达西流动定压生产气井试井分析方法

针对定压气井试井中求取高速非达西流动因子的难题,研究了井筒周围气体高速非达西流动影响,推导得出了无限大地层气井定井底流压生产的渗流方程,通过对该方程的处理,并对定压生产气井试井数据进行分析,确定出此类气藏的储层渗透率、非达西流动因子和表皮因子。实例分析表明,对于具备条件进行定流压生产测试的气井,利用该试井分析方法可方便、准确地求取地层参数。     

基于抽水试验资料确定含水层水文地质参数

根据现场稳定流抽水试验资料确定含水层文地质参数是野外外文地质工作中最常用的方法之一,但当抽水含水层的边界形态,边界条件较为复杂时,就很难找到合适的公式用来计算水文地质参数,考虑有越流和一侧有隔水边界的影响,基于承压不完整井稳定流抽水试验资料提出一种确定含不层水文地质数的方法。     

抽水引起含水层变形对渗流场的影响分析

通过分析抽水引起含水层变形机理，推导出了考虑单元体位移的渗流方程，提出了抽水引起含水层变形对渗流场影响的数学模型。算例分析认为，在抽水渗流场定量计算时，单元体位移和含水层变形对渗流场都有一定的影响，特别是当弹性释水系数较小时，单元体位移对渗流场影响较大。     

考虑吸附效应的非达西流压裂水平井试井分析

页岩气藏渗透率较低,流动过程中存在边界层影响和吸附解吸现象。在建立页岩气藏压裂水平井试井模型过程中,非压裂区域考虑为存在吸附效应的非达西流动,压裂区域考虑为双重孔隙介质达西流动,水力压裂裂缝区为达西流动。基于油气渗流理论和数学物理方法,建立了考虑吸附效应的非达西流压裂水平井试井模型,求解得到了考虑井筒存储和表皮效应的压裂水平井井底压力响应,并进行了压力响应参数敏感性分析。结果表明:启动压力梯度主要影响特征曲线后期上翘程度;窜流系数主要影响"凹槽"的位置,当同时考虑启动压力梯度和吸附解吸时,窜流系数还影响着解吸时间的长短;解吸系数主要反映解吸扩散程度,随着压力降低,页岩气解吸效果越明显,特征曲线中的"凹槽"宽度和下凹程度越大。研究对于页岩气藏压裂水平井的开发与动态监测具有一定的指导意义。     

明槽水流中颗粒运动特性的试验研究

将改进的PTV用于测量明槽水流中的颗粒运动,对三种粒径(d=0．55mm、0．95mm和1．55mm)的塑料沙进行试验,得到了大量的颗粒运动轨迹,并对颗粒的运动学特性进行了分析．研究结果表明,颗粒运动轨迹可分为上升、下降和平移三种基本类型,颗粒以不同类型运动时其纵向、垂向的运动速度以及颗粒的受力情况均明显不同,特别是在近底区．按颗粒运动的三种类型给出了一些典型轨迹,并得出了颗粒纵向平均运动速度分布以及按三种运动类型进行条件平均的纵向、垂向平均速度分布等研究成果．     

定向井有杆抽油系统井下耗能分析

针对现有抽油系统井下能耗计算公式难以确定杆液、杆管间摩擦耗能的缺陷,提出一种比较精确的分析方法。首先,对杆管间库仑摩擦力以及杆柱各节点的弹性运动速度进行了计算;其次,对抽油系统中库仑摩擦力、粘滞阻尼力以及盘根盒摩擦力在一个抽油周期内的耗能进行了分析,并根据悬点功图计算出一个抽汲周期内井下输入功,进而对井下效率进行了计算;最后给出了计算实例。计算结果表明,杆柱弹性运动速度引起的粘滞阻尼力耗能不能忽略。     

低渗透油藏新型丛式井抽油机研究与应用

由于高效节能、成本低的优良特点,丛式井抽油机具有良好的应用前景。针对低渗透油藏油井供液不足的典型特征,基于对称平衡原理,进行了新型丛式井抽油机动力学分析和节能机理分析。在实际工况下,给出了新型丛式井抽油机理论结果分析和样机实际测试结果分析;并与异相抽油机的工作性能进行对比。结果表明:抽油机采用对称平衡方式在低渗透油藏有较好的平衡效果;基于对称平衡原理的新型丛式井抽油机无需附加任何形式平衡重,减速器峰值扭矩大幅降低,减速器净扭矩曲线变化较为平缓,电动机装机功率与有效输出功率明显降低,载荷波动系数明显减小;适用于6口油井的新型丛式井抽油机样机和井数相同的异相机组相比,节能27%左右,装机功率降低至少37.5%,减速器额定净扭矩降低至少34%左右,重量降低至少约56%。对于低渗透油田,显示出比较显著的高效节能特性和较好的动力特性。     

低渗透油藏油井间开生产技术研究与应用

针对长庆油田第三采油厂抽油机系统运行现状进行分析,结合低渗透油藏渗流规律,从油井间开机理分析入手,在确保油井不减产的前提下,摸索油井间开规律,经过现场与理论论证,准确确定了不同产量油井间开周期,解决了低产低效井能耗高、泵效低的问题,取得了较好效益