气体在双重孔隙介质中的渗流问题

本文将研究气体在双重孔隙介质中的渗流问题.所谓双重孔隙介质是指由两种不同性质的多孔材料均匀组合而成的介质,这种介质可以人工合成而且一些天然材料(例如裂缝-孔隙性油、气田的储集层)也可视为双重孔隙介质。设匀质气体的状态方程为γ=γ_0p~β,其中γ_0为气体常数,p是压力,γ是气体的密度,β=1(等温过程)或0<β<1(绝热过程).由质量守恒和Darcy定律得到     

双重介质中二维不定常渗流

本文用积分变换和分离变量等方法,求得了弱压缩液体在双重孔隙介质中,二维不定常渗流的Laplace变换空间解.用数值反演的公式研究了,双重介质裂缝储量比ω和介质间传输系数λ对无限导流垂直裂缝井压力动态的影响.     

双重介质分形油藏渗流问题

将油井有效半径引入双重介质分形油藏渗流问题的内边界之中,从而建立了双重介质分形油藏的一种渗流模型,并在考虑了井筒储集和表皮效应的情况求得了外边界为无限大、有界封闭和有界定压三种情况下双重介质分形油藏压力分布的精确解析表达式,利用拉氏数值反演Stehfest方法分析了双重介质分形油藏压力动态特征,讨论了各种参数对压力动态的影响。     

单轴作用下岩土材料的双重介质本构模型

基于弹塑性力学和损伤力学理论,将岩土材料视为孔隙-裂隙双重介质,假设孔隙介质不发生损伤,而裂隙介质随应变的增加发生损伤,建立了单轴作用下岩土类材料的双重介质本构模型隐式表达式,并利用Newton迭代法得出了材料的全程应力-应变曲线．分析结果表明,岩土材料中裂隙空间展布的多态性（均匀展布、集中展布和随机展布）是岩土材料本构关系千变万化的根本原因．由于双重介质本构模型将岩土材料的弹性主体（孔隙介质部分）和损伤主体（裂隙介质部分）分化开来,对于研究岩土或含损伤材料的破坏具有实用价值和理论意义．     

非线性双重介质模型的精确解及动态特征

考虑了二次梯度项的非线性双重介质模型．在模型中假设岩块和裂缝间的压力差作为初始未知量,在岩块中是拟先态的,从而避免了解联立方程组．利用广义Hankel变换求得了径向流动的解析解,由于解析解是无穷级数,无法得到具体的值．通过数值求解特征值问题,从而算得了窟体的压力值,并探讨了非线性参数和双重介质参数变化时压力的变化规律,给出了典型压力曲线图版,这些结果可用于实际的试井分析．     

基于元胞自动机理论的孔隙介质渗流的模拟应用

基于元胞自动机理论,建立了四方形网格元胞空间和摩尔型元胞邻居为类型的时空动态演化模型,并设计了模拟流程.利用两点分布表征岩石骨架和孔隙空间的非均匀分布,设定了可表征流体在多孔介质中渗流的演化规则,对二维和三维岩石多孔介质流体渗流的元胞矩阵进行了模拟,分析得到了两点分布不同概率对渗流数学参数的影响,分析了不同注入方式对流体最终占据孔隙空间的分布形态的影响,注入方式包括点注入、线注入和面注入,最终对真实CT扫描的数字二维岩心进行了流体渗流过程模拟.基于以上的研究,为流体在多孔介质中渗流模拟提供了有效的方法.     

非牛顿幂律流体有界双重介质渗流模型实空间解析解与样版曲线

在前人工作的基础上,建立了非牛顿幂律流体有界双重介质试井模型.根据模型的特点,提出了相应的特征值问题,求出了特征值和特征函数.定义了油层压力关于空间变量的正交积分变换.根据特征函数系的完备正交性和矩阵微分方程理论,获得了油层压力分布以及井底压力,压力导数的实空间解析解(无穷级数形式).首次直接根据实空间解析解绘制了样版曲线,并在同一张双对数坐标纸上描出拉普拉斯方法制作的样版曲线,同时给出二者间的误差走势图.通过对比分析发现,随着级数项数的增大,根据解析解制作的样版曲线逐渐逼近拉普拉斯方法制作的样版曲线.新疆油田实例证实了该方法的有效性.研究结果进一步补充,完善了试井分析理论.     

可变形孔隙介质中热、水耦合力学问题的代数多格子分析方法

研究了孔隙介质中包括热和质量传递的全耦合多相流问题的代数多格子分析方法。数学模型包括质量、线性矩、能量平衡方程和本构方程,以位移、毛细压力、汽压和温度为基本变量,模型中采用了考虑毛细压力关系的修正有效应力概念,并考虑相变、热传导、对流和潜热交换(汽化-冷凝),气相是由易混合的干空气和水蒸气组成,视为理想气体。考题显示出较高的计算效率。     

基于小波分析的双重孔隙储集层系统数学模型的求解及参数辨识

应用小波分析对双重孔隙储集层系统数学模型进行求解和辨识参数,得到全变分方程,将梯度投影法与Newton-Raphson方法结合求解全变分方程,获得满意的数值结果.     

考虑最大与最小孔隙半径比的相渗曲线计算模型

相对渗透率对指导油田开发具有十分重要的作用,分形理论的出现为计算相对渗透率曲线提供了一种新的方法,但已有求取相对渗透率曲线的分形模型都将最大与最小孔隙半径比视为无穷大进行简化计算,误差较大.因此建立了考虑最大与最小孔隙半径比求取油水相渗曲线的模型,并分析了最大与最小孔隙半径比对相渗曲线的影响,结果表明最大与最小孔隙半径比的增大对油相渗透率影响微弱,对水相渗透率影响巨大,且水相渗透率曲线随着最大最小半径比的增大渐向右移,两相区面积逐渐减小,当比值为无穷大时两相区面积为零.最后,结合F储层,验证了采用比值变化模型计算的相渗曲线与实验测得曲线误差甚微.说明该方法简单易行,精准度高,值得推广与应用.     

危岩主控结构面损伤模型研究

危岩是迄今研究程度极其薄弱的地质灾害类型,而主控结构面受荷损伤是危岩发育机理研究的核心技术．通过定义主控结构面裂端损伤区,运用损伤力学方法建立了裂端损伤区的即时泊松比和即时弹性模量的计算方法,并据此构建了主控结构面裂端损伤本构方程,为主控结构面断裂演化数值模拟奠定了理论基础．     

中介服务机构的信誉评估模型

本文利用综合模糊评判方法针对中介服务机构的信誉评估问题 ,给出了一个综合评估模型 .     

凝析油-气在存在裂缝的双渗介质中渗流的变产量数学模型及其应用

当凝析气藏压力低于露点压力时,有凝析油析出,致使井底附近阻力变大,影响凝析气的采出量,反凝析现象带来了一些特殊的经济问题.选择合理的开发方式,提高凝析气的采收率,成为了当前工作中迫切需要解决的难题.为了控制合理的井底流压常会引起产量的改变.主要针对凝析气在存在裂缝的双渗气藏中的渗流问题,建立气井变产量生产新模型并进行求解,同时选择相关合理参数绘制了试井理论图版,根据试井理论图版利用试井测试数据进行解释,可以得到相应动态参数为气田开发预案提供相应的理论依据.     

单轴拉伸条件下细观非均匀性岩石损伤局部化和应力应变关系分析

岩石在拉应力状态下的力学特性不同于压应力状态下的力学特性．利用细观力学理论研究了细观非均匀性岩石拉伸应力应变关系包括:线弹性阶段、非线性强化阶段、应力降阶段、应变软化阶段.模型考虑了微裂纹方位角为Weibull分布和微裂纹长度的分布密度函数为Rayleigh函数时对损伤局部化和应力应变关系的影响,分析了产生应力降和应变软化的主要原因是损伤和变形局部化.通过和实验成果对比分析验证了模型的正确性和有效性．     

弹塑性损伤结构耦合分析的虚功原理和线性互补解法

从弹塑性损伤力学的瞬态边值问题的虚位移原理出发,利用有限元技术,导出了弹塑性损伤结构分析的线性互补方程,并给出了有限元算法.这一方法适用于解决硬化、软化及非关联流动等非线性材料的损伤结构分析.     

基于伸缩变换不一致性的灰色磨光优化模型

很多预测模型都是利用原始数据直接地代入模型中优化参数,这样仍然很难避免整体数据之间的相互约束,使某些局部误差还是很大.为了克服这些缺点,特提出一种基于伸缩变换不一致性的灰色磨光优化模型,模型通过引入描述局部性质的磨光因子、可逆变换和优化方法,很好地保证整体的拟合精度.通过实例比较,模型比其它几种模型的拟合精度更高.     

基于指标分类权重与未确知测度的装备战场损伤等级评估模型

成功的战场抢修是战斗力的"倍增器",而快速、准确的战场损伤评估是战场抢修决策和战场态势预测的前提.针对战场损伤评估中的未确知性,首先引入专家可信度对指标值进行处理;其次,通过指标本身输出的信息熵客观地确定指标的分类权重;接着在未确知数学理论及算法基础上给出了一种新的装备战场损伤等级评估模型,最后对某火炮的战损等级情况进行评判.结果表明:模型不仅能够组合多个损伤因素的估计问题,而且能够处理由不确定性信息导致的未确知性,并给出未知信息的置信度,较准确地反映了装备战场损伤程度,是装备战场损伤等级评估的一种有效工具.     

基于声发射岩体压裂损伤演化特征研究

非常规油气储层体积压裂是油气开采的主要技术手段,准确地描述缝网压裂裂缝的演化规律是研究体积压裂的核心问题,运用声发射信号参数特征定义了岩体损伤变量,基于能量守恒原理,建立压裂岩体破裂与裂缝演化的折迭突变模型.通过选取吉林德惠菜园子页岩岩心开展了相关研究,理论计算与室内试验结果表明,岩体压裂具有突变破裂行为特征,理论计算结果与室内试验结果吻合较好.为后续裂缝演化研究奠定了科学基础.     

煤岩体压裂分形损伤突变演化模型的研究及应用

煤岩与其他普通岩石的力学性能明显不同.为了描述煤岩体压裂岩体突变形成裂缝以及裂缝的扩展问题,基于突变理论定义了损伤变量,并建立了岩体突变过程的能量释放计算模型.基于能量守恒原理,建立了突变后微裂缝扩展的能量方程.通过对黑龙江省鸡西煤矿张晨矿区西三采区3#层右六巷区块煤样在不同压裂阶段缝内流体净压力和微裂缝扩展规律的观察分析,得到由于岩体物性参数不同,微裂缝开始破裂的时间不同,为后续裂缝演化内在混沌特征的研究提供了依据.