孔隙-裂隙双重变形介质中的油水两相流动理论研究

在连续介质力学理论架构下,文章建立了饱和油水两相渗流与变形孔隙-裂隙双重介质耦合作用的理论来模拟裂隙砂岩储层中的油-水渗流,提出了基于双孔隙固相系统变形与油水两相渗流的全耦合力学模型;在对力学模型给予适当简化的基础上,应用解耦的有限元数值解方法对裂隙储层的两相流体压力、饱和度以及储层变形等参数进行了数值模拟;结果表明,裂隙储层流体运动主要由裂隙变形、油/水的PVT特性所决定。     

非Darcy渗流时饱和粘土的一维固结特性

采用考虑起始水力梯度的非Darcy渗流方程,修正了Terzaghi饱和粘土一维固结理论,并对初始孔压沿深度线性分布的情况用有限体积法进行了求解.计算结果表明,考虑渗流起始水力梯度时,地基的固结速度要慢于Terzaghi固结理论值,而且除固结系数外,渗流起始水力梯度、土层厚度以及初始孔压的大小和分布也都对地基的固结有显著影响.另外还证实,当主固结完成时,地基中存在一定的残余孔隙水压力无法完全消散,因此地基的最终固结度总小于1.     

用逐步稳态替换法确定低渗油藏合理井距

以杨清立提出的非线性渗流连续模型及最新试验数据为基础,利用逐步稳态替换法确定低渗透油藏的合理井距,分析启动压力梯度和驱动压差对合理井距的影响.结果表明:启动压力梯度对合理井距有较大影响,启动压力梯度越大,合理井距越小;启动压力梯度较小时,增大驱动压差可以增大注采井距;启动压力梯度较大时,驱动压差的影响不大,需要采取压裂...     

非饱和-饱和区域中重金属污染物运移数值模拟

为了定量整体描述非饱和-饱和区域内水流及溶质迁移过程,在基于非饱和流动理论及溶质运移理论基础上,建立了非饱和-饱和区域内水流方程与重金属污染物运移方程耦合的数学模型。采用V-G模型来描述土壤水分特征函数.用Lagrange-Quadratic方法进行求解并给出模拟结果:分析结果表明,在非饱和-饱和区域内的压力水头、饱和度以及污染物阻滞因子等参数均随含水率的变化而改变,这是区别于饱和流的主要特点。     

页岩气水平井体积开发产能评价模拟

页岩气产能提高的主要方式是长水平井多段多簇水力压裂制造大规模的沟通缝网。为了进一步提升开发储层动用率,尤其是储层纵向动用程度,本文探索了储层开发的体积开发模式。相对于单井开采,体积开发需要考虑层间气体动用的问题。根据层间干扰强度划分层间沟通模式为：层间不沟通、层间渗流沟通和层间缝网沟通。结合势的叠加原理和流场边界层效应建立层间渗流沟通判据和计算模型。通过引入裂缝应力敏感的页岩气基质-裂缝渗流修正方程和主裂缝-次生裂缝-基质三重介质模型描述页岩气多尺度输运,揭示和评价了三种沟通模式下的长宁区块龙马溪组页岩气开采效果。结果表明：层间渗流沟通的体积开发模式最终产能提升效果显著,相较于单井开发叠加,估算的最终可采储量EUR可增加0.25亿方,增加比例达9.84%。缝网沟通过强的储层改造程度使储层流体压力下降过快,应力敏感现象显著,中后期开采能力下降严重,最终影响到整个产层储量的有效动用。体积开发三种模式中渗流沟通效果最好,缝网沟通和层间不沟通采收效果相当。该研究为实现储层体积开发高效动用所需的合理立体井位布置和压裂施工方案提供了理论指导。     

渗流铸造过程中流场温度场的数值模拟

研究真空差压渗流铸造法制备SiCp/Al(颗粒碳化硅)复合材料的制备工艺,分析工艺参数对成形的影响.在考虑液态金属的传热和对流的情况下,根据多孔介质的连续介质模型及有限元方法,对多孔介质内的铝液的渗流行为进行流场温度场耦合的数值模拟.采用统计平均的方法描述多孔介质微观结构的影响,使用有限元方法,编写二维的渗流模拟命令流文件,计算渗流和传热耦合的瞬态过程,给出瞬态温度场分布,并且进一步预测不同时刻的渗流有效高度.     

二维随机裂隙岩体灌浆数值模拟

在已有裂隙岩体灌浆研究的基础上,建立随机裂隙网络宾汉姆浆液的渗透模型,利用Monte-Carlo法生成岩体裂隙网络,研究宾汉姆浆液在该岩体裂隙网络内的渗透规律,以及灌浆过程中裂隙变形对灌浆的影响.研究结果表明,通过该模型可预测浆液在岩体中的渗透状态,改进灌浆参数,提高灌浆质量.     

压实残积土降雨渗流特性与填土边坡排水设计研究

利用有限元数值分析研究降雨强度与持续时间对于福建地区压实残积土的影响,发现降雨强度变大或持续时间延长都能使压实残积土内的地下水位上升,局部区域孔隙水压力增大,渗流速率也发生变化,从而影响压实残积土的稳定性.证实了存在降雨临界持续时间,一旦降雨持续时间超过了临界持续时间,且降雨强度随其持续时间下降,地下水位线高度随降雨持续时间变长而降低,安全系数转而变大.探讨了设置水平排水设施的压实残积土在一定量降雨条件下的孔隙水压力、渗流速率、地下水位以及压实残积土稳定性的变化过程及其特点,发现水平排水设施的位置与数量对于排水效果的影响十分突出.     

温度对稠油/热水相对渗透率的影响

针对热采稠油油藏不同温度带的油水相对渗透率研究较少、油水运动规律认识不清的问题,开展了不同温度（100~280℃）条件下的稠油/热水相对渗透率实验研究。探究了温度对稠油/热水相对渗透率曲线端点饱和度及其对应的单相渗透率的影响规律,并从微观角度对变化规律进行了机理分析。实验结果表明,随着温度升高,束缚水饱和度先增大后减小,束缚水条件下的油相渗透率逐渐降低;残余油饱和度降低,其对应的水相渗透率逐渐增大。不同温度的残余油条件下的水相渗透率均较低。各温度条件下稠油/热水相对渗透率的变化规律,深化了对热采油藏流体渗流特征的认识,指导下一步开发方案调整。     

非达西渗流时一维固结方程的两种数值解法

Terzaghi一维固结理论对低渗饱和地基沉降的预测值与实际值之间存在较大误差,原因之一在于其假定地基的渗流符合Darcy定律.在采用考虑起始水力梯度的非Darcy渗流方程和承认Terzaghi一维固结理论其他假定的基础上,重新推导了饱和粘土一维固结方程,并分别给出了有限差分法和有限体积法的离散格式.对单面排水情况下渗流前锋和固结度的计算结果证明了两种数值方法的适用性,而有限体积法具有更好的收敛性.