煤岩体压裂裂缝演化混沌特征研究

准确地描述煤岩体压裂裂缝的形成与演化规律对煤层气井开采具有重要意义.本文以煤岩体压裂裂缝演化过程的微裂缝演化数目、裂缝尖端区域的径向应力与周向应力作为描述裂缝演化的特征指标,引入关联维数、最大Lyapunov指数和Ko1mogorov熵作为裂缝演化系统的混沌特征量,计算与描述煤岩体压裂裂缝的损伤演化过程.以黑龙江省某一煤岩开采区块岩体作为研究对象,计算分析煤岩体压裂裂缝的形成的混沌特征,为后续煤岩体压裂裂缝形成规律的研究提供了新的思路.     

基于数值模拟方法的水力压裂分支裂缝产能预测研究

水力压裂是开发低孔、低渗/特低渗油气储层无可替代的技术.而在重复压裂、转向压裂和体积压裂中均可能产生分支裂缝,对于水力压裂后形成分支裂缝的储层进行产能预测是非常必要的一项工作.建立了数学模型对具有分支裂缝系统的储层进行了产能模拟.首先,通过定量化描述裂缝的起点位置、角度和长度,实现了裂缝系统的描述.其次,采用二维单相可压缩液体不稳定渗流,将带有分支裂缝的储层视为各向异性的非均质储层,建立了数学模型.并根据数学模型,采用中心差分法建立差分方程组,给出了计算步骤和流程.最后,对实际的一口井进行了拟合并进行了敏感性参数分析,效果较好.数学模型和方法可作为分支裂缝产量预测的有效工具.     

页岩裂缝系统产量预测的敏感性研究

考虑气体渗流、解吸附效应、储层压缩性和滑脱效应,建立了页岩裂缝系统产能的全耦合数学模型.采用有限元方法求解基质和裂缝流场,计算结果与已有的研究结果吻合,验证了模型的正确性.在此基础上,分析了裂缝半长、条数、间距等参数对产能的影响以及解吸附效应对产能的作用.结果表明:裂缝参数之间存在相互作用.裂缝半长对产能的影响最大,裂缝条数的优化与裂缝半长有关;在生产中后期,解吸附效应可以提供相当可观的气体产量,对稳定产能有重要意义.该模型可以为页岩压裂设计提供理论指导.     

垂直裂缝气井生产动态预测及参数识别

为了摆脱分析解释水力压裂裂缝参数时选择图版的繁复工作和克服人为的误差,在引入非达西因子的基础上,考虑裂缝导流能力在生产过程中的变化,提出了垂直裂缝气井中真实气体在地层-裂缝系统中非达西渗流的数学模型和生产动态预测模型,建立了识别垂直裂缝气井水力裂缝参数的生产历史自动拟合模型,并给出了数值解法,为认识和了解气层、分析和评估气井压裂施工质量,提供了准确可靠的方法。     

基于扩展有限元的页岩水平井多裂缝模拟研究

页岩储层水平井分段多簇压裂簇间距优选是压裂技术的关键,建立了水力压裂流固耦合数学模型,基于扩展有限单元法模拟多条裂缝的扩展过程,研究多条裂缝同时扩展的转向规律,以及应力干扰、水平主应力差、裂缝间距等因素与裂缝转向角度的关系.结果表明:应力干扰作用对裂缝宽度具有限制作用,单条裂缝张开宽度比两条裂缝的大;裂缝转角随应力差的减小而增大,随压裂时间的增加而增大.簇间距越小,应力干扰越强,转角越大,综合主缝均匀扩展、支撑剂填充以及复杂裂缝网络形成等条件,确定最优簇间距为30~40 m.多条裂缝同时扩展时,中间裂缝会受到两边裂缝的限制作用,簇间距越小,限制作用越强,裂缝发育时间越长,扩展速度越慢.     

基于支持向量机的大豆产量预测研究

应用支持向量机(SVM)的算法进行中国大豆产量的预测研究,用1991-2008年中国大豆数据组成样本集,建立影响因素与大豆产量之间的SVM模型.利用SVM对输入和输出数据进行训练学习,逼近历史数据所隐含的函数关系,完成对新数据序列的映射关系,从而完成对未来年份大豆的预测,并与其它几种方法的预测效果进行比较.结果表明,SVM预测模型预测大豆产量的精度优于其它预测方法.     

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.     

PM2.5扩散模型及预测研究

以武汉为例,以高斯扩散模型为基础研究PM2.5的扩散与衰减规律,充分考虑影响PM2.5扩散的因素,分析地面与建筑物边界反射、干沉积、雨洗湿沉积及湿度的影响,逐步改进高斯扩散模型,并引入时间t,计算当点源持续污染情况下,污染源上风和下风L公里处的浓度.通过数值仿真,得到距污染源下风向距离一定条件下污染扩散浓度的分布规律,预估突发情形下PM2.5的扩散距离及安全区域,结合三维图及平面图分析危险区及安全区.最后,结合小波理论及神经网络理论,提出小波神经网络的结构及算法,并通过Matlab实现了对PM2.5值的预测,并取得较高的预测拟合度.     

基于最小二乘法的GM(1,1)模型在我国猪肉产量预测中的应用研究

猪肉产量受诸多因素影响,因此数据波动性大,并且具有小样本性及贫信息等特点.本文采用基于最小二乘法的GM(1,1)模型对我国未来几年内猪肉产量进行了短期预测.首先,介绍了GM(1,1)模型;然后,通过最小二乘法的原理弱化波动较大的数据,减少随机性,加强规律性,建立基于最小二乘法的GM(1,1)模型;其次,结合2008至2014年我国猪肉产量数据建立预测模型;最后,使用2014年数据对模型的可靠性进行验证,基于最小二乘法的GM(1,1)模型的预测结果更加接近实际值.预测结果显示未来3年中国猪肉产量将持续增加.该模型为其他相关预测提供了理论依据,也便于我国对未来猪肉产品市场进行宏观调控,维持猪肉市场平衡,避免猪肉价格波动风险.     

三维粘弹性分层介质中平稳随机波的传播

研究平稳随机波在粘弹性分层横观各向同性介质中的传播问题．将岩层考虑为分层介质,各层性质不同,岩层位于基岩上面,并且认为基岩比岩层刚很多,在基岩处给出随机激励．在频率和波数域中将控制方程化为常微分方程求解．对常微分方程,应用两点边值问题的精细积分法进行求解．因此,近年来发展的应用于结构随机振动的虚拟激励法可推广于当前分层岩层响应的计算．     

Prediction and Conditional Simulation of a 2D Lognormal Diffusion Random Field

This paper describes techniques for estimation, prediction and conditional simulation of two-parameter lognormal diffusion random fields which are diffusions on each coordinate and satisfy a particular Markov property. The estimates of the drift and diffusion coefficients, which characterize the lognormal diffusion random field under certain conditions, are used for obtaining kriging predictors. The conditional simulations are obtained using the estimates of the drift and diffusion coefficients, kriging prediction and unconditional simulation for the lognormal diffusion random field.      

An approximation of the analytic solution of some nonlinear heat transfer in fin and 3D diffusion equations using HAM

In this article, the approximate solution of nonlinear heat diffusion and heat transfer equation are developed via homotopy analysis method (HAM). This method is a strong and easy‐to‐use analytic tool for investigating nonlinear problems, which does not need small parameters. HAM contains the auxiliary parameter ?, which provides us with a simple way to adjust and control the convergence region of solution series. By suitable choice of the auxiliary parameter ?, we can obtain reasonable solutions for large modulus. In this study, we compare HAM results, with those of homotopy perturbation method and the exact solutions. The first differential equation to be solved is a straight fin with a temperature‐dependent thermal conductivity and the second one is the two‐ and three‐dimensional unsteady diffusion problems. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Numer Methods Partial Differential Eq 2010