- 李忠兴;赵继勇;李宪文;何永宏;
为提高超低渗透油藏单井产量,深入研究了超低渗透油藏渗流特征,认为建立注水渗流条件下的有效驱替是关键,综合多种测试手段和岩心室内实验结果,定量描述了启动压力梯度和压力敏感系数的非线性变化规律,建立了超低渗透油藏考虑应力敏感和启动压力梯度的渗流模型,研究并试验了以小井距、小水量、超前注水、前置酸加砂压裂、多级加砂压裂、水力射孔射流压裂为主体的开发技术,有效地改善了平面和剖面渗流条件,为规模开发超低渗透油藏提供了新途径。
2009年S1期 v.28;No.147 1-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 803K] - 施安峰;王晓宏;罗海山;
针对蒸汽辅助重力热采稠油过程中,蒸汽腔周围存在的物理量变化十分剧烈的锋面及计算计算网格必须足够的小的问题,为了有效提高对蒸汽辅助重力驱油问题的数值计算效率,研究了考虑井筒与油藏间相互耦合的三维均匀油藏的蒸汽辅助重力驱油问题的自适应网格方法,自适应网格法和均匀精细网格法之间的计算结果对比表明自适应网格法可以大幅度地提高对于蒸汽辅助重力驱油这一复杂流场的计算速度并具有很好的精度。
2009年S1期 v.28;No.147 4-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 855K] - 李祖光;蒋宏伟;翟应虎;张旭;
为了准确预测气体钻井施工过程中出水层位的地层出水量,根据渗流力学的基本原理,并结合气体钻井的实际工作状况,分别分析并建立了钻头钻入水层厚度小于井径、大于井径、完全钻穿水层和钻头已部分钻穿水层但尚未整体脱离水层四种情况下的地层出水量的理论预测模型。在塔里木油田的现场实验表明,理论模型的计算结果和现场实际测量的出水量相比误差在10%左右。该理论模型可以适用于气体钻井过程中出水层位出水量的计算,具有推广价值。
2009年S1期 v.28;No.147 8-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 819K] - 李友全;
为解决油田开发后期试井技术所面临的问题,对非均质油藏多相流试井技术进行了研究,建立了一套利用试井及其他动静态资料,确定油藏非均质性质的流线数值试井解释方法,该方法首先根据油藏描述成果,建立预研究区域的地质模型和生产阶段的数学模型,用流线方法求解模型并进行生产指标拟合,得到测试时刻的压力分布、饱和度分布和流线分布等。再沿流线建立测试阶段的数学模型,求解后得到理论压力响应,对实测资料和理论压力响应进行多参数自动拟合解释,得到井和地层参数,包括渗透率分布、含油饱和度分布、井筒储存系数、表皮系数等。该技术已在胜坨、孤东、孤岛等油田进行了广泛的应用,并取得了较好的应用效果。
2009年S1期 v.28;No.147 11-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 925K] - 杜箫笙;杨正明;张训华;刘超;
用黑油模型对让那若尔碳酸盐岩油藏进行水驱生产历史拟合,研究表明:油层出水基本分为3种类型:油层同时产油产水;油层顶部主产油、底部主产水;油层底部主产液主产水,底水到达井筒主要以线状突进为主。在水驱历史拟合的基础上,用可动凝胶调剖数值模拟软件优选出调剖方案的各项技术参数:在区块综合含水40%时注入调剖剂,注入聚合物质量浓度为1 000×10-6,采用多段塞注入,段塞尺寸为0.15 PV。该方案对现场施工具有一定的指导意义。
2009年S1期 v.28;No.147 14-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K] - 高建;王仲林;王家禄;崔英怀;
通过压汞实验、CT孔隙扫描实验分析了储层的微观孔隙结构特征,应用岩心实验、微观模型实验研究了超前注水过程中油水分布特征。通过研究得出,三塘湖储层的微观非均质性较强,超前注水会使储层的油水分布发生明显变化。随着超前注水压力和超前注水时间的增加,储层非均质性变强,注入水沿渗透率较高的层位窜流,产生微观指进现象,导致超前注水生产后油井含水率上升快。因此,在非均质性较强的低压、低渗油藏超前注水过程中,应合理优化超前注水压力与加压时间,减少注入水窜的发生。
2009年S1期 v.28;No.147 17-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1223K] - 何英;黄延章;杨正明;刘学伟;张亚蒲;
针对低渗透、低丰度储层难以有效开发动用的难题,以五点井网为例,推导基于非线性渗流条件下的井网产量计算公式,在忽略非线性项时,即为达西渗流,用该方法得到的产量与达西模型的误差在0.5%以内,验证了方法的正确性,可作为低渗透油田井网优化设计方法。将动用系数作为衡量低渗透储层动用程度的指标,为井网优化设计提供参考。并以某低渗透油田区块为例,考察了井距、注采压差与油井产量和动用系数之间的关系。研究结果表明,由于低渗透油田非线性渗流的存在,井距越大,由于克服非线性渗流所消耗的压力越多,动用系数越低,在某低渗透油田区块目前300 m井距下很难建立有效的驱动体系。
2009年S1期 v.28;No.147 21-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 858K] - 曾保全;程林松;李春兰;郝斐;
通过室内实验研究了活性水、地层水在低渗岩心的渗流规律,拟启动压力梯度随渗透率变化的关系,对比了相同渗透率下的两种流体启动压力梯度的大小。利用稳态"压差—流量"法驱替实验,研究了活性水、地层水在低渗岩心的非线性渗流特征。当压力梯度小于某一值时,地层水渗流出现偏离达西定律的现象,活性水(添加表面活性剂的地层水)也有类似的渗流规律,拟启动压力梯度与渗透率成幂函数关系,活性水的拟启动压力梯度小于地层水。为低渗储层水井降压增注提供了理论依据,对建立有效压力系统和油田高效开发有一定借鉴意义。
2009年S1期 v.28;No.147 25-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 804K] - 纪佑军;程林松;黄凌萧;
基于目前常规稠油开采技术,进行了稠油组合式热力开采工艺数值模拟研究,对开发方式转换时机、蒸汽注入速率、采注比、蒸汽干度等工艺参数进行了优化,得出蒸汽吞吐过度到蒸汽辅助重力驱油的最佳转换时机为井间联通温度达到120℃,蒸汽注入速度为100～150 m3/d,采注比为1.2,注入蒸汽干度为0.5以上;建议对于未开采油藏,先进行一定轮次的蒸汽吞吐开采再转蒸汽辅助重力泄油开采。
2009年S1期 v.28;No.147 28-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 884K] - 孙灵辉;萧汉敏;刘卫东;杨烨;候红;
利用微观仿真光刻玻璃模型进行了驱油实验,利用图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号,然后采用图像分析技术对表面活性剂\聚合物泡沫复合驱的微观驱油机理进行了研究,直观的观察了泡沫复合驱过程中泡沫的生成与消灭以及泡沫驱油过程。实验结果表明,泡沫的形成主要有三种形式:在入口端发生的分离作用、在孔隙和喉道间发生的缩变作用、在孔隙中发生的挤压作用;泡沫破灭主要的形式是泡沫对油滴的挤压作用,使得两个气泡合并成一个气泡。
2009年S1期 v.28;No.147 32-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1179K] - 胡勇;朱华银;姜文利;杨小芳;付大其;
为了搞清楚低渗气藏岩心孔隙结构及其对气水渗流的影响,综合物性测试、核磁共振、压汞、气驱水等实验技术,研究了某低渗气藏岩心的孔隙类型、孔隙结构、水的赋存状态以及气水流动特征。研究表明:该气藏岩心孔隙类型以粒间溶孔为主,孔喉半径细小,排驱压力大,分选较差,岩心渗透性受孔喉半径大小控制;低渗气藏岩心孔喉中含水使气体流动产生启动压力,气驱压力低于启动压力时,气相流量为零,不能有效流动;水在低渗岩心孔隙中以可动水和残余水两种形式赋存,在气驱实验过程中,随着气驱压力增加,气体开始流动,水的赋存状态会发生改变,岩心孔隙中的水会被逐渐驱出,岩心渗透性能得到改善,气相流量也会增加。所以,对于低渗含水气层,确定合理的生产压差控制气水渗流是有效开发的关键。该研究成果对低渗气藏合理开发具有一定指导意义。
2009年S1期 v.28;No.147 35-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K] - 胡志明;郭和坤;熊伟;高树生;薛蕙;
在深入研究新疆克拉玛依油田八区下乌尔禾组砾岩油藏储层特征的基础上,应用核磁共振技术研究采油机理。在实验室内对同一岩样分别进行水驱油实验和渗吸实验,研究不同开采方式下油水分布、采出程度及孔隙动用特征。结果表明:小孔隙占总的孔隙体积的50%以上,中孔隙和大孔隙各占20%以上,水驱采油主要发生在大孔隙和中空隙中,小空隙所做贡献很小。渗吸采油时,小孔隙内的油是采出程度得主要贡献,与水驱采油的情况明显不同。但渗吸总体采出程度比较低,渗吸速度较慢。因此水驱采油是该地区低渗透砾岩储层采油的主要技术,渗吸作用可以有效动用小孔隙,是水驱采油的补充。
2009年S1期 v.28;No.147 38-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 795K] - 苑术生;段永刚;杨宇;
基于凝析气和反凝析油在地层中渗流特点,结合凝析气体系相态理论和渗流机理,运用状态方程进行模拟,考虑流体相态和组分的变化、凝析气井的表皮系数以及流态的性质,引入稳态理论的两相拟压力函数,建立适合凝析气井的产能分析方法,并根据凝析油的临界压力和临界饱和度与渗流的关系,给出预测凝析气井产能的三种数学模型:无凝析液析出时气井单相气体渗流数学模型;凝析液析出时气体单相参与流动的渗流数学模型;凝析油气两相流动的渗流数学模型。该方法对于凝析气井的产能预测有很大的实际意义。
2009年S1期 v.28;No.147 41-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 807K] - 段永刚;杨宇;陈伟;王晓东;
针对考虑无限导流裂缝的情况下,由于问题的内边界复杂化,水平井多段压裂形成的多裂缝系统,难以直接获得解析解,采用解析解与数值解相结合的半解析法构造计算模型,既保证有解析法的高精度,又具有数值方法的灵活性。对油气藏水平井压裂后的压力动态特征进行计算和不稳态压力特征进行分析和讨论,其不稳态压力特征的认识对于分析该类油气井的动态以及试井解释具有重要指导作用。
2009年S1期 v.28;No.147 44-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 820K] - 吴庆红;吴超;郑承纲;修建龙;夏文杰;
为改善和提高微生物驱的矿藏应用效果和应用规模,将化学驱与微生物驱方法相结合,开展了增效微生物驱的物模实验研究。模拟大庆采油四厂油水条件,挑选2组室内乳化等指标评价效果较好的复合体系进行物模实验,结果表明:聚合物和微生物可产生协同驱油作用,500 mg/L的聚丙烯酰胺-10%A菌液的复配体系驱油效果较好,复配体系可比同条件微生物驱提高采收率15.89%;表面活性剂与微生物也可产生协同驱油作用,0.04%的表活剂1SY—10%B菌液的复配体系驱油效果较好,复配体系可比同条件微生物驱提高采收率4.47%。室内实验显示,微生物菌液与聚合物、表面活性剂等物质共同作用联合驱油是一种增效的微生物采油新方法。
2009年S1期 v.28;No.147 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1276K] - 吴峰;王刚;陈志;陈军斌;
采用局部非热平衡模型,对非热平衡多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究,采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型描述多孔介质内的流动,研究在不同参数条件下,即Pr、Da、空隙率φ、Ra等参数的不同取值下,有效导热系数比γ及无量纲容积换热系数H对多孔介质自然对流换热的影响,研究表明:γ的增加会削弱方腔内自然对流换热;ε、Da数的增大能够增加流体相平均Nu数,而对于固体相则有降低的作用;综合表明,只有在γ取值达到10.0以上时,局部热平衡假设才能得以成立。
2009年S1期 v.28;No.147 51-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 906K] - 赵益忠;程远方;智勤功;张锡娟;
综合考虑流固耦合作用、动态造缝效应、变裂缝导流能力等因素,建立了新的疏松砂岩油藏脱砂压裂产能模型,进行了多因素影响的脱砂压裂产能优化。研究表明:在流固耦合作用下,近井眼及近裂缝壁面储层物性参数变化显著,远离井眼及人工裂缝后,储层物性参数变化幅度明显减小;动态造缝效应主要对近井眼中心10 m以内储层参数产生显著影响;定导流能力与变导流能力影响下的储层参数差异主要体现在裂缝周边;在多因素综合影响下,脱砂压裂增产倍数明显低于常规渗流模型计算结果,且缝长越短,各因素综合影响越显著。
2009年S1期 v.28;No.147 54-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3025K] - 熊伟;沈瑞;高树生;薛惠;胡志明;孙玉平;
为了更好地描述低渗透多孔介质中的渗流规律,在实验的基础上,提出了随压力梯度变化的渗流能力修正因子,建立了描述低渗透多孔介质的非线性渗流模型,并将该模型应用于黑油模型模拟器中,初步模拟结果与现场数据符合的较好,计算结果表明在油水井附近压力梯度较大的区域,渗流能力修正因子值较大;在远离油水井连线区域,渗流能力修正因子值较小。
2009年S1期 v.28;No.147 58-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K] - 崔传智;赵晓燕;苏玉亮;
在考虑天然气高速非达西渗流特征和真实气体PVT参数随压力变化基础上,建立了平面径向流下单井高速非达西不稳定渗流数学模型,模型中气体渗流符合Forchheimer二项式方程,并引入了天然气PVT参数的计算和拟压力的计算,采用数值差分方法对模型进行求解,并编制了计算软件。计算了非达西渗流以及真实气体PVT参数随压力变化对产能的影响,为气藏产能计算和动态分析提供依据。
2009年S1期 v.28;No.147 61-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K] - 黄海;刘易非;陈军斌;
针对西峰特低渗油藏由于储层压力和温度降低而导致有机垢堵塞严重的问题,在室内根据渗流力学和边界层理论,对西峰特低渗油藏不同温度下油、水两相及单相渗流特征进行了实验研究。实验结果表明:温度降低导致原油黏度升高,原油中重质组分在孔隙表面吸附量增大,流体边界层增厚,孔隙中供流体渗流空间减小;油相和水相渗流的启动压力梯度增大;油水流度比增大,油水两相区变窄,岩心润湿性由水湿向油湿转变,驱油效率明显降低,导致最终油井产能的降低。所得到的实验结果对制定与调整西峰油田生产方案具有一定的指导意义。
2009年S1期 v.28;No.147 64-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 851K] - 张红丽;黄立信;俞理;董汉平;吴庆红;崔庆峰;
为了调查跃进油区油藏中的微生物分布状况,进而指导微生物采油技术研究。采用MPN三管法对五个油藏的23个油田采出水样品进行了六大类功能菌的检测工作。六大类功能菌分别为烃氧化菌(HOB)、厌氧发酵菌(FMB)、硝酸盐还原菌(NRB)、硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)和产甲烷菌(PMB)。实验结果分析显示,油砂山、花土沟、尕斯油藏具有本源微生物激活潜力,七个泉、跃西油藏微生物含量少,不具备本源微生物激活的潜力。在23个水样中普遍存在六大类功能菌,用丰度值表示了各类微生物的在不同水样中的分布情况。
2009年S1期 v.28;No.147 67-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K] - 石京平;付国民;张小雷;杨晓东;周庆;王瑞晗;
通过静态吸附实验和岩心流动实验研究了大庆低渗透储层原油在岩石表面吸附的机理及其对油水渗流的影响。实验表明,原油中沥青质和非烃组分可以被岩石表面吸附,形成吸附层。吸附层的存在减小了岩心的孔隙半径,增大了油水流动阻力。粘度相同的含有沥青质的模拟原油与精制油在相同实验条件下,流动曲线差别较大。在原油/岩石体系中,原油在岩石孔隙表面的吸附层厚度将达到孔隙半径的30%以上,在原油/地层水/岩石体系中,油膜厚度与孔隙半径的比值随着渗透率的降低而增大,特低渗透岩心中吸附层厚度可达到孔隙半径的10%,一定程度上降低了油相和水单相渗透率。
2009年S1期 v.28;No.147 70-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 874K] - 熊生春;刘卫东;巩永刚;萧汉敏;
用聚四氟乙烯塑料惰性反应器在25℃条件下,以20 g/L的固液比,研究了蒙脱石与不同质量分数的NaOH和Na2CO3碱性驱替剂间的作用,反应时间为0～120 h,根据硅、铝标准曲线,对反应后液相中的硅、铝元素质量分数参数分别进行了分光光度法测定,根据反应前后碱液质量分数的变化,计算各条件下的绝对碱耗量,测定NaOH溶液驱替过程中,蒙脱石填砂管渗透率和注入压力变化。实验结果表明:蒙脱石在碱溶液溶蚀,在溶蚀反应前期溶液中硅铝离子明显增加。相同温度下,蒙脱石在NaOH溶液中比Na2CO3溶液中碱耗量高。在碱溶液驱替过程中,渗透率经过几个波动之后逐渐稳定,稳定之后下降幅度小,呈指数关系。
2009年S1期 v.28;No.147 73-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 809K] - 雷征东;袁士义;宋杰;
基于对三元复合体系乳状液渗流特征和压力动态特征的深入分析,找出了乳化作用对三元复合体系驱油效果影响的控制因素,建立了描述三元复合驱乳状液形成条件和描述影响驱油效率的乳化启动、乳化携带作用的数学模型;建立了描述影响波及效率的三元复合体系非牛顿型乳状液粘度数学模型和乳状液渗流引起水相渗透率降低系数数学模型。在此基础上,根据建立的二维剖面非均质正韵律油藏模型,对乳化作用对驱替效率和波及效率的影响进行了定量研究,模拟结果表明,乳化启动、乳化携带作用提高了驱油效率,乳状液的高粘度和乳状液渗流引起的水相渗透率降低改善了中低渗层的分流量,提高了波及效率,乳化对波及效率和驱动效率的提高程度与乳化程度有关。研究结果对于三元复合驱方案设计和生产动态预测具有重要指导作用。
2009年S1期 v.28;No.147 76-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K] - 林光荣;卢燕;刘学刚;杜朝峰;刘秋兰;
为了有效地开发特低渗气藏,就必须搞清楚这类储层的渗流规律。通过室内模拟实验发现。储层基质渗透率的不同,气体的渗流特征也不同,压力越大,流量的增幅越大;在不含水的条件下不存在启动压力,含水饱和度对气体渗流能力影响很大,当含水达到一定值时,在储层中就会存在非达西渗流特征和启动压力梯度;净围压的变化对气体渗流也会产生一定的影响,特别是特低渗储层,随着净围压的增加,其流量随之减小。通过实验得出,含水饱和度和净围压变化对气体渗流能力影响最大。
2009年S1期 v.28;No.147 79-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 795K] - 尹洪军;周洪亮;李美方;钟会影;
为了直观地反映出油藏流体在五点法水平井井网间的运动轨迹,利用压降叠加原理获得水平井井网地层压力公式,给出流线生成方法,研究了水平井井网流线分布规律,并分析了流线分布的特征。结果表明:水平渗透率、水平井长度及生产时间对平井井网流线分布影响很大。在不同的水平渗透率下存在不同的合理井距,使水平井的产能达到最大;水平井长度越长,生产井的泄油面积越大,从而提高水平井的产能;生产时间越长,注入井的波及范围越大,油藏的采出程度越高。利用该方法产生的流线分布图能够为剩余油分析、优化水平井网和注入方案提供重要依据。
2009年S1期 v.28;No.147 82-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K] - 陈兴隆;秦积舜;
为解决目前CO2-地层原油的非混相作用过程及体系在孔隙介质中的渗流特征仍较为模糊这一问题,利用CO2试验区的地层原油进行非混相体系的驱替实验,研究渗流特征及流体组分的变化规律。根据CO2在水、油介质中的溶解性质,对系统压力轻微降低的现象进行分析。实验监测记录了流体组成含量的变化过程,规律显示:CO2向原油中的溶解及两相间的作用过程是缓慢的;在分离气相中,CO2比重逐渐增大;液相中轻质组分含量降低,而重质组分含量逐渐增加,验证了CO2的抽提作用。非混相状态CO2在实验条件下的性质与常规状态表现出很大不同,非混相驱替方法可取得较好开发效果。
2009年S1期 v.28;No.147 85-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K] - 罗海山;王晓宏;施安峰;
为提高非均匀裂缝性油藏流动数值计算的效率,自适应网格算法对裂缝和基质采用了不同网格结构,避免了基质渗透率非均匀情况下基质饱和度空间不连续给网格的粗化、细化带来的严重数学问题,并采用重正化方法计算裂缝粗网格等效渗透率。二维蒸汽驱算例的计算结果表明,相比于全精细网格计算,自适应网格算法不仅能够很好地提高计算效率,其计算精度也得到了较好的保证。
2009年S1期 v.28;No.147 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1056K] - 麻成斗;朱维耀;姜福聪;宋洪庆;王明;
为了模拟研究注水井、油井间驱替半径和合理井距。在室内实验和低渗透非线性渗流理论的研究基础上,建立反映真实的低速非达西流动全过程的渗流数学模型和具有启动压力梯度的非达西渗流有效驱动理论,以及压裂条件下有效驱动半径为核心的特低渗透条件下有效动用理论公式,推导出了低渗透油层驱替压力预测方法的新公式。并以扶杨油层试验区333区块为例,进行模拟计算,得出葡333区块合理注采压差界限,该计算结果并得到了试验和矿厂动态数据的证实。
2009年S1期 v.28;No.147 93-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 909K] - 田喜军;
为了更好地预测低渗透油田水驱含水变化规律,通过数值模拟、理论计算,研究了油层非均质性、原油粘度和含水阶段等地质因素对含水上升规律影响,分析了葡萄花油田开发过程中采取的调整方式、调整措施等开发因素对含水上升规律的影响,采用结构分析法和贡献值法,分析了结构调整以及打加密井、压裂、换泵、堵水、关井等生产措施对控水的作用。建立了基于油量的水驱曲线微分形式含水预测模型。结果表明,与传统公式相比,该模型更能掌握含水随时间变化的详细过程,准确预测含水变化。在高含水期开发中,可以准确预测开发指标变化趋势,对科学制定开发技术政策、指导油田合理开发有一定的参考价值。
2009年S1期 v.28;No.147 97-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 809K] - 胡书勇;张烈辉;姚恒申;饶大骞;
以油层物理理论、渗流力学原理和油气藏工程方法等基础理论为指导,提出了低速层流条件下储层中描述大孔道的数学模型,推导出了注水开发过程中五点法注采井网下不同位置大孔道变化规律的关系式。并举例说明了在实际中如何应用这个数学模型进行模拟。模拟结果表明,该模拟模型能很好地模拟大孔道的变化规律。这为这一领域的深入研究提供了理论基础。
2009年S1期 v.28;No.147 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 859K] - 江山;金之钧;刘小平;
为了解决盆地模拟技术遇到的复杂问题,采用综述的方法系统介绍了目前数值模拟领域的发展现状,并对碎屑岩和碳酸盐岩层系数值模拟方法分别进行了描述,总结出今后油气二次运移的发展主要油3个方面:(1)三维数值模拟技术的发展以及相应的计算机图像显示技术的应用是一大难点;(2)碳酸盐岩层系油气运移模拟的研究是目前急需解决的问题;(3)盆地范围内油气二次运移数值模拟的研究必然带动盆地范围内地质建模研究的发展。盆地二次运移数值模拟技术特别是碳酸盐岩层系数值模拟技术的进一步发展,必将为世界油气勘探作出重大贡献。
2009年S1期 v.28;No.147 104-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 826K] - 陈曾伟;李克文;
为了解决低渗透油田生产过程中出现的采液指数随含水饱和度的增加而下降这个理论上难以解释的问题,通过理论推导和现场生产数据的分析。结果表明:低渗透油田的开发动态与高渗透油田的相比具有明显不同的特征,在低渗透油田中,采液指数随含水饱和度的增加而下降,这不符合一般的渗流规律。根据考虑毛管压力时计算相对采液指数和相对采油指数的理论公式,可以发现造成低渗透油田生产井见水后采液指数急剧下降的原因可能是低渗透油藏的储层岩石结构致密,孔喉半径小,毛管压力大,对两相渗流干扰显著,导致油水两相相对渗透率的下降。该成果从机理上解释了低渗透油田中采液指数随含水率的增加而下降这一宏观现象。
2009年S1期 v.28;No.147 107-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 863K] - 唐洪俊;李文华;
针对按传统的二项式规律处理气井稳定试井(亦称产能试井)资料,有50%～60%的气井试井结果不服从二项式规律的问题,提出了用二次三项式和三次三项式研究气井产能。首先从理论上研究了上述两个方程,提出了应用二次三项式处理稳定试井资料的方法和步骤,以及三次三项式方程处理高压低渗特殊气井稳定试井资料的方法和步骤。通过矿场资料的应用和研究表明,该方法是可行的,同时对上述方程的理论研究意义和实用性作出了评价,为矿场工作人员优选稳定试井资料的处理方法提供了依据。
2009年S1期 v.28;No.147 111-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 861K] - 彭珏;康毅力;
针对我国渗透油藏敏感性矿物丰富、孔隙喉道小、微孔隙发育、比表面积大、流体与岩石界面作用力显著等特点,利用水驱油实验研究了反向直流电场对岩样水驱油效率的影响。结果表明:不同渗透率岩样具有对应的最佳直流电电位梯度,低于该电位梯度,驱油效率随电位梯度的增加而增加,高于此电位梯度,反而出现驱油效率下降的现象。依岩样物性的不同,在直流电场的电化学、电泳及电渗效应等作用下可以提高室内水驱油效率3.20%～11.94%不等,当岩样渗透率位于20×10-3um2左右时,电场提高的驱油效率值达到最大,渗透率继续增加,所提高的驱油效率反而开始下降,证实了利用反向直流电提高水驱油效率,特别是低渗透油层水驱油效率的有效性。同时,直流电具有阻滞水流,相应增加油相流动能力的效应,从而能有效降低油井含水率。
2009年S1期 v.28;No.147 115-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K] - 苏玉亮;李涛;
为了深入研究特低渗透油藏水驱油的渗流规律,建立了考虑启动压力梯度的一维油水两相驱替数学模型并进行数值求解,分析了启动压力梯度和渗透率的非均匀分布对特低渗透油藏驱替特征的影响。计算结果表明:启动压力梯度的存在导致平均含水饱和度降低和地层压力升高,驱替效率降低;渗透率从小到大驱替时驱替效果更好。该成果为特低渗透油藏的合理开发提供理论指导。
2009年S1期 v.28;No.147 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K] - 朱维耀;张玉广;刘合;王明;王文军;
为了反映特低渗透油层基质-裂缝-水平井耦合流动的非达西渗流规律,完善非达西渗流条件下压裂水平井非定常渗流产能预测方法,建立完整的数学模型。对大庆敖南油田压裂水平井进行了优化设计数值模拟研究,研究了裂缝长度、裂缝条数、裂缝分布、水平井长度、裂缝间距、裂缝导流能力等对压裂水平井开发效果的影响,揭示了整体压裂基质-裂缝耦合两相流动开采变化规律。该模型物理概念清晰,模型先进,计算结果与试验和矿厂动态数据变化规律相符和吻合,可有效指导现场进行水平井压裂优化设计。
2009年S1期 v.28;No.147 123-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 850K] - 胡博;程时清;袁志明;隋先富;李晓静;
由于复杂结构井的复杂性,目前,应用数学解析和数值模拟方法很难准确描述地下流体的渗流规律,为了更为直接的观察流体的流动情况、模拟各种复杂条件,论文对鱼骨刺井进行了一系列的水电模拟实验,更为全面的研究了分支对称性、分支角度、分支数、分支长度等井眼结构参数对产能的影响。通过实验研究,论文提出了最佳参数,并发现最佳分支数的确定与其分支长度有关。引入分支间干扰度概念,4分支不对称鱼骨刺井的分支间、分支与主井筒间的干扰度都要低于对称井的干扰度,但分支对称井和不对称井的分支与主井筒间的干扰度相差很小;随着分支角度的增加,分支间干扰度减小;分支数增加,分支间干扰度增大,分支与主井筒间干扰度减小。该成果对鱼骨刺井的地下流体的渗流规律具有一定的参考价值。
2009年S1期 v.28;No.147 127-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 865K] - 汪绪刚;邹洪岚;李国诚;陈端宗;
为了在短期内获得最大的经济效益,降低政治风险,苏丹6区F油田采用了稠油有限携砂冷采的开采方式,进行了有限携砂冷采的数值模拟研究。模拟采用三维三相耦合油藏地质力学模型模拟地层出砂的渗流情况,采用网络模型来描述蚯蚓洞的生长。在此基础上研究并形成了适合于Fula油田特点的稠油有限携砂冷采工艺技术:采用割缝筛管完井形成天然砾石充填达到防大放小有限出砂的目的;螺杆泵采油诱导地层出砂形成蚯蚓洞网络提高地层渗透率。研究成果在苏丹6区现场应用取得了良好的经济效益,20口油井平均产量从抽油井的25t/d,提高到85 t/d,全年产油35万吨,增产原油24.5万吨。
2009年S1期 v.28;No.147 131-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K] - 黄立信;孙铁梁;崔庆锋;张忠智;张红丽;
为了研究微生物调剖及提高采收率效果,通过细胞融合技术构建了两株用于采油的生物工程菌株STP-1和STP-5,该菌株能在50℃下繁殖并代谢生物多糖和气体。调剖物理模拟实验结果表明,微生物注入培养后能够显著降低岩心的渗透率,降低率分别为82.67%和58.24%,说明两株菌具有很好的调剖作用。驱油模拟实验结果表明,STP-1和STP-5提高采收率分别达到21.92%和13.49%,具有良好的提高采收率效果。本研究表明该两株菌在调剖和提高原油采收率方面具有良好的应用潜力。
2009年S1期 v.28;No.147 135-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 860K] - 李剑;张训华;
为了准确模拟泡沫油流在储层内的流动规律的从渗流力学基本方程出发,推导处泡沫油流渗流基本方程。利用有限差分方法求得其数值解。将计算结果与黑油模型以及室内实验进行了对比,结果表明,所提出的模型更接近实验结果。
2009年S1期 v.28;No.147 139-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 810K] - 邹洪岚;汪绪刚;邓金根;
针对疏松砂岩的产能评价,研发了大型径向流井眼出砂及防砂模拟试验装置。以哈萨克斯坦肯基亚克YS油田为例,通过地层真实条件下大型出砂模拟实验,得出砂量、产量及出砂粒径的变化规律,以及储层、环空及防砂管内外的压降规律。针对四种不同防砂方式(金属编织网、金属棉、割缝管、割缝筛管砾石充填)进行了防砂后的产能评价试验,进行了出砂产量的分析。根据试验结果,提出了"有限防砂、有效排砂、防粗排细"的主要原则,优选出了适合于盐上油田疏松砂岩油田的防砂方式,现场应用获得了较好的效果,出砂明显减缓,检泵周期延长近5倍。
2009年S1期 v.28;No.147 142-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 869K] - 刘卫东;
为解决低渗透和特低渗透油田中注水井难以注入达不到配注要求,严重影响油井产量的问题,开发了高效降压增注剂。实验研究了降压增注剂对动态接触角、原油/注入流体界面张力、渗吸过程中采收率和相对渗透率和模型管中的压力梯度的影响。实验结果表明:降压增注剂能有效地将玻片由亲油转变为亲水,加入质量分数0.1%～0.4%的降压增注剂,原油/注入水之间界面张力可达到超低界面张力范围(<10-3mN/m),能提高采收率10%同时增加水相渗透率,注入压力降低10%。现场试验表明,该降压增注剂降压15%以上,有效期10个月以上,同时提高油井产量的效果。
2009年S1期 v.28;No.147 146-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 789K] - 刘波;樊晓东;李莉;李克文;
为了研究分形维数与低渗透油田岩石微观非均质性的关系及其对开发效果的影响。从理论上研究了常用的4种分形模型之间内在的联系,并利用压汞毛管压力数据计算了L低渗透油田储层岩石的分形维数,并将分形维数与其它描述岩石非均质性的参数进行了对比。在此基础上,研究了平均分形维数对宏观开发效果的影响。结果表明:平均分形维数越大、非均质性越强、产量越低、含水率越高。分形维数对工程师分析油藏岩石微观非均质性有一定参考价值。
2009年S1期 v.28;No.147 150-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 866K] - 张星;毕义泉;汪庐山;任占春;
为了提高低渗透油藏采收率,分析了影响采收率的因素,低渗透油藏的主要特点是是储层物性差(孔隙度低,渗透率低)、地层流体自然渗流能力差、产能低、产能递减快。水的自发渗吸对提高低渗透油藏采收率十分有利,通过渗吸实验研究了低渗透砂岩油藏渗吸规律,结果表明亲水岩心渗吸量与时间呈指数增加关系,渗吸采收率受岩样接触面积、孔隙度、渗透率等因素影响,渗吸采油将为低渗透砂岩油藏的开发提供新的思路,该成果对提高低渗透油藏采收率具有重要意义。
2009年S1期 v.28;No.147 153-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1002K]
- 李志强;鲜学福;
针对温度、应力共同影响下的煤体甲烷渗透率变化规律仍然存在矛盾认识这一问题,采用实验和理论分析的方法,进行了不同温度、不同应力条件下的煤体甲烷渗流实验,分析了二者不同组合条件下的煤体渗透率变化机理。实验结果表明,渗透率随温度的升高呈现两种不同的变化规律,即在高应力条件下,渗透率随温度的升高而降低;在低应力条件下,煤体渗透率随温度的升高而升高。研究认为,温度与应力对渗透率有不同的影响机制,外围应力仅对煤孔隙有压缩效应,而在不同外围应力条件下,温度对煤基质具有外膨胀和内膨胀两种影响效应,进而使渗透率呈现不同的变化规律。这一发现对预测煤层气高渗区具有理论指导意义和应用价值。
2009年S1期 v.28;No.147 156-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 849K] - 董莪;马建宏;
为了解决堤防工程中的防渗问题,尤其自1998年我国的特大洪灾之后,水泥土防渗墙施工技术即在堤防加固工程中得到了广泛的应用。主要介绍了水泥土防渗墙的基本概念以及其在长江中下游堤防中的应用情况;分析了长江中下游的地质条件,并据此研究和对比了防渗墙渗透系数对渗透效果的影响;提出了防渗墙渗透系数在10-6 cm/s量级、厚度不小于0.2 m是合适的结论。以其对今后的堤防防渗工程和设计会有所帮助。
2009年S1期 v.28;No.147 160-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 777K] - 白国良;梁冰;唐晓楠;
为了揭示酸性矿井水入渗过程中水岩作用机制,采用淋溶实验方法,对入渗过程中主要污染物离子质量浓度的变化规律进行了研究。实验表明:酸性矿井水入渗过程中岩体与溶质发生强烈的化学反应,矿物溶解使渗滤液内溶质(如Ca2+、Mg2+)质量浓度升高,同时使pH升高;氧化还原条件的改变使铁元素的存在形态发生明显改变,铁离子向下迁移的速度非常缓慢;水文地球化学反应使介质渗透性增强,溶液渗流速度加快;酸性条件下,由于水文地球化学作用,地下水及土壤均会受到严污染。
2009年S1期 v.28;No.147 162-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 796K] - 金佳旭;梁冰;孙维吉;李辉;
基于多孔介质流体力学、高等土力学等理论,考虑降雨对急倾斜煤层开采的影响,建立降雨条件下急倾斜煤层开采的流固耦合模型,采用FLAC3D有限差分软件进行数值模拟。通过数值模拟,对降雨条件下急倾斜煤层顶底板附近雨水渗流以及产生的围岩变形进行深入分析,得出不同开采时步下围岩的位移情况,通过与未降雨时围岩变形的对比,得出降雨入渗导致围岩变形加剧的结论。在此基础上,提出了降雨条件下近地表急倾斜煤层围岩在开采过程中的变形情况,为安全开采与防护提供了理论基础和定理依据。
2009年S1期 v.28;No.147 165-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 864K] - 李义贤;梁冰;孙维吉;杨东鹏;
为探讨温度和孔隙压力以及围压对低渗煤层渗透率的影响规律,采用辽宁工程技术大学"真三轴渗透仪",在不同温度和围压条件下,对煤层试样进行实时渗透率研究,试样为长方体,外观尺寸为50 mm×50 mm×100 mm。加温试验发现,煤渗透率存在门槛值温度,当温度达到门槛值后,其渗透率出现大幅度增加,与室温状态相比,渗透率增加33倍。在煤热破裂的门槛值温度区域,煤样渗透率同时具有孔隙压力门槛值,其渗透率在孔隙压力门槛值发生剧烈变化,出现拐点;继续增加温度脱离温度门槛值后迅速增加,孔隙压力对于渗透率的影响随之加强,随着围压的增大这种现象更为显著。
2009年S1期 v.28;No.147 168-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K] - 张建鑫;王铁良;曹渊;梁煦枫;
为评估某特定区域内放射性核素分布情况,通过开发应用GMS软件,对某区域内地下水流动和3H(氚)的迁移行为进行了数值模拟,获得了压力水头和速度场等参量,以及特定位置3H体积分数随时间变化曲线。对比分析表明,计算结果与实验测量结果基本一致。该方法可以应用到其它区域、其他类型的核素迁移研究中。
2009年S1期 v.28;No.147 171-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 883K] - 董海洲;陈建生;
通过在钻孔中投放放射性同位素,对地下水渗流场进行标记,然后探测其浓度变化,利用同位素单孔稀释法得到钻孔中地下水的渗透流速,确定地层中的强渗漏带。利用温度示踪方法可以判别是否存在库水渗漏,其依据是库水与坝后地层温度分布规律不同,库水底部为低温,而地层温度随深度增加而上升,从而使当地地下水也具有随深度增加的趋势。若钻孔附近存在低温库水渗漏,则在钻孔温度分布曲线会出现拐点或低温谷。将此异常点作为孔中库水和当地地下水的分界点,根据所探测的渗流速度就可以分别计算出两部分的渗漏量。以某土石坝为例,利用同位素综合示踪方法进行了绕坝渗漏的判别和计算,为采取防渗加固措施提供依据。
2009年S1期 v.28;No.147 174-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 870K] - 王俊光;梁冰;
针对裂隙岩体的渗透水压力使岩体应力产生非常大变化,同时应力变化也影响裂隙岩体渗透性。考虑岩体渗流和应力耦合分析是研究地下水活动规律的首要问题。当岩体以裂隙为主,且其分布较密集时,可将岩体系统看作等效连续多相介质体系。运用等效连续介质理论,建立了等效连续岩体渗流与应力耦合分析的数学模型,充分考虑了渗透水压力和裂隙的存在对岩体应力及孔隙裂隙水压力变化产生的影响。给出了渗流场与应力场耦合分析的工程算例。
2009年S1期 v.28;No.147 178-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 856K] - 梁冰;姜利国;
为了定量整体描述非饱和-饱和区域内水流入渗过程,在水分入渗理论基础上,基于V-G模型建立了非饱和-饱和区域内水流运动的数学模型,分别对水分在不同粒径大小土壤中的入渗过程进行模拟;分析结果表明:入渗水分进入土壤的初期,由于粒径较大的土壤中充气粗孔的阻隔,使得压力水头与粒径较小的土壤相比减小速率较慢;当进入渗漏与渗透阶段后,粗大孔隙中的空气基本被水分所驱替,渗透性较好的土壤中压力水头减小速率较大;毛细管带高度也是导致下渗速率不同的因素之一,毛细管高度越大,进入渗透阶段的时间越短,反映在压力水头的变化上则为压力水头变化速率降低。
2009年S1期 v.28;No.147 181-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 925K] - 孙仁远;战永平;彭文丰;孙超;刘晋伟;张国荣;
以部分水解聚丙烯酰胺、柠檬酸铝为主要材料合成了可用于油藏深部调驱的新型胶态分散体系(HACDS),利用自吸吸入法研究了HACDS注入量、岩石渗透率等因素对岩石润湿性的影响。研究表明:HACDS的注入能使岩石的润湿性向亲水方向转化;HACDS的注入量对相对润湿指数有一定的影响;在实验测定范围内,HACDS对渗透率大的岩心润湿性的影响不如渗透率小的岩心显著。分析认为:HACDS在岩心中形成吸附膜是导致岩心润湿性改变的主要原因。
2009年S1期 v.28;No.147 184-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 785K] - 李旺林;李永顺;董卫军;姜克春;
针对南水北调东线济平干渠渠首段存在高水头侧渗、渗水量多、施工困难的问题,采用数值计算和理论分析的方法,提出用深层搅拌水泥土防渗墙进行垂直渗流控制的措施,并运用渗流有限元技术,分析了防渗墙位置对渠道边坡截渗效果的影响,以及不同深度悬挂式防渗墙、封闭式防渗墙对渠道边坡截渗效果的影响,推荐了15 m深的悬挂式垂直截渗方案。
2009年S1期 v.28;No.147 187-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 808K] - 曹渊;王铁良;张建鑫;陆希成;李琦;
为了研究某饱和——不饱和区域的地下水流动和核素迁移规律,采用GMS软件数值模拟的方法,介绍了应用GMS解决这类问题时的具体步骤,论述了初始条件、边界条件的设置技巧。模拟得到了该区域合理的地下水流场和不同时刻的核素质量浓度分布,与相关程序计算结果吻合较好。研究结果表明:GMS在饱和—非饱和地下水流动及核素迁移模拟中,具有较高的应用价值。
2009年S1期 v.28;No.147 190-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 858K] - 李春睿;齐庆新;刘治国;
为了确保下沟矿在白垩系基岩裂隙承压强含水层下特厚煤层安全开采,结合煤矿的开采实际情况,利用有限差分软件FLAC3D流固藕合模块建立数值模型,分析了该矿开采过程中地下水渗流场的变化规律、覆岩稳定性以及覆岩变形情况,并结合井下电视对覆岩裂隙场的直接观测分析结果,确定导水裂隙高度,取得了试验工作面的成功开采,这对于控水采煤、含水地层煤矿的安全设计、提高煤炭资源回收等具有一定的指导意义。
2009年S1期 v.28;No.147 193-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 881K] - 王亚男;梁冰;孙维吉;
针对沟谷河道地带的顺层倾斜基底露天矿排土场开展研究,基于多孔介质流体力学,土力学等基础理论,以河道内作用于排土场一侧的静水压力为研究变量,分析排土场在不同水压作用下及考虑流固耦合效应下的变形破坏机理。对复杂地质条件下的排土场边坡进行建模和网格划分,应用FLAC3D软件计算自重条件下排土场边坡的稳定状态;并在此基础上对排土场在不同压力水头(汛期)作用下的渗流场、应力场分布规律进行计算和比较分析,研究其变形和破坏机理,分析排土场的稳定性与作用静水压强之间的关系。并结合哈尔乌素露天矿排土场工程实例,对所得结论进行分析验证。分析了排土场不同水压情况下的流固耦合效应和稳定性状况,为沟谷地区建设排土场的工程实践提供了理论依据。
2009年S1期 v.28;No.147 196-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 813K] - 张祥雨;梁冰;姜立国;
针对阜新矿区不同风化程度的煤矸石,结合该地区降雨及气候特征选择分别选择初始pH值为5、6的淋溶液,探讨了煤矸石中微量重金属元素的释放规律。结果表明:①重金属原生含量的多少是影响其析出的基础,原生含量越高,经过动态淋溶后析出量越大;②淋溶液的初始pH值浓度对其最终pH值的影响不大;淋溶液本身的酸碱度对重金属元素析出有较大影响;③煤矸石的风化程度对于其重金属元素的析出有较大影响,所有被检测的重金属元素在中等风化程度下析出量最多,Cd、Cr、Pb在严重风化程度下的析出量要大于未风化程度下的析出量,Cu、Mn则相反。
2009年S1期 v.28;No.147 199-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 860K] - 李晓红;赵瑜;卢义玉;康勇;
针对低透气性松软煤层渗透率难以提高,瓦斯抽采极为困难这一矿井瓦斯开发利用急需解决的关键问题,采用理论分析和实验的方法,开展了振荡射流在低透气性松软煤层中的动力效应研究,揭示了利用自激振荡流动力效应增加煤层裂隙率和渗透率,从而提高瓦斯抽采率的机理,现场实验结果表明,自激振荡射流可以有效地提高松软煤层的透气性。
2009年S1期 v.28;No.147 202-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K] - 詹美礼;高峰;何淑媛;盛金昌;许孝臣;
为了研究接触面法向作用力对心墙于基岩的冲刷破坏的影响,通过自行设计的接触冲刷试验仪实现了法向力的模拟,开展了室内试验研究,针对完整地基进行了9组近17个试样的接触冲刷试验。根据试验数据,分析了接触冲刷破坏的发生规律,及填筑条件、围压、渗流出口侧反滤保护对接触冲刷破坏的影响。所获得的实验成果为双江口工程的渗流控制设计与科研提供的基础依据资料。
2009年S1期 v.28;No.147 206-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 808K] - 童华炜;陈海英;
为了得出渗流作用下基坑中采用非止水支护结构土压力计算新方法,采用理论分析侧向圆弧渗流对土压力的影响,得到土压力的渗流等效系数,并采用算例结果分析的方法对土压力进行验证。研究结论表明,对于现行设计规范的土压力计算中没有考虑渗流的作用而又相似的基坑工程提供了可参考的土压力计算,并有助于新土压力计算理论的形成。
2009年S1期 v.28;No.147 209-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 854K] - 刘先珊;刘少炜;余永康;
为了分析上游土石围堰防渗设施的布置方案及其阻渗效果,对设有防渗墙的土石围堰进行渗流计算,确定设计洪水期的堰体渗流场,并对防渗墙入岩深度、基岩、防渗墙渗透系数等进行敏感性分析:材料渗透系数的变化对渗透坡降的影响较大,其中防渗墙渗透系数改变后的影响最为显著。同时,运用瑞典法、Bishop、Janbu法计算各工况的围堰堰坡安全系数,其计算成果显示:各工况的堰坡稳定性符合一般规律;设计洪水期以及同时考虑与地震组合作用时,堰坡的稳定系数降低明显;如不考虑防渗措施,其围堰的稳定性系数还将降低更多,说明该工程的防渗设施是有效的。防渗墙的质量优劣对堰体渗流控制和安全稳定性起着重要的作用,在施工阶段一定要严格施工质量,保证工程的安全运行。
2009年S1期 v.28;No.147 212-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 872K] - 海龙;梁冰;
为了研究倾斜煤层开采条件下的突水规律,在考虑原岩应力、地质构造、地下水、采动影响等因素基础上,从应力场和渗流场共同作用的角度出发,研究含底板岩体在内的采场岩体系统的变形与破坏。研究结果表明,随着工作面的推进,底板岩层的破坏深度和范围加速增加。研究结论将数值模拟结果与工程实际进行比较分析,为寻求安全、经济的开采方法提供了理论依据。
2009年S1期 v.28;No.147 216-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K] - 李刚;梁冰;
为了解决富水条件下软岩巷道的支护问题,以软岩饱水状态下的力学实验及现场实践研究为基础,分析了富水软岩巷道变形特征,探讨了水化软岩巷道的支护方法,研究结果认为:软岩巷道受水化影响显著,在施工中需要注意防水措施;对于水影响软岩巷道的支护关键在于二次支护的刚度选择,选用大刚度的U型钢可缩性支架效果较好。
2009年S1期 v.28;No.147 219-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 866K] - 周丽君;王媛;
为了比较两种裂隙粘土中杀虫剂运移模型:MACRO模型和CRACK-NP模型,引用了英国Brimstone农场的裂隙粘土中杀虫剂运移的数据。模型模拟了两个时间段杀虫剂的运移,即整个冬季的每天和20天内每小时的运移。虽然CRACK-NP模型模拟的结果与引用数据较吻合,但MACRO模型模拟的效果要比CRACK-NP模型更好。在这个试验数据中,虽然可以得到许多的水文学数据(地下水位、排水和地表水流),但是土壤和排水中的杀虫剂浓度的数据比较缺乏,这使得这两个模型只能预测杀虫剂主要的运移时间和量。
2009年S1期 v.28;No.147 222-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 804K] - 刘军;邢锋;董必钦;
为了研究氯离子在混凝土孔结构中的渗透,采用理论分析和实验的方法,分析了Fick第二定律、考虑龄期和化学结合三种扩散模型,考察了实际大气中氯离子在混凝土结构中的渗透,结合当地的环境特征,通过拟合数据点,得出氯离子在实际混凝土结构中的渗透过程,研究结果表明,FICK第二定律的理论假设条件与实际混凝土材料的性质有所不同,数学解与实际混凝土的试验结果相差较大。研究结论有助于建立更准确的氯离子渗透模型。
2009年S1期 v.28;No.147 225-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 933K] - 彭永伟;齐庆新;李宏艳;邓志刚;
对FLAC3D的自带Mohr-Coulomb模型进行了修改,利用VC++6.0编译出Frac.dll。利用现场煤体采动裂隙观测结果作为初始裂隙状态,对采动裂隙扩展、交叉过程进行全程模拟。同时对此过程中的瓦斯流动情况进行研究。通过与现场实测数据对比,模拟结果与实测值不仅在数值上符合较好,而且分布规律和变化趋势也很一致。
2009年S1期 v.28;No.147 229-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 1000K] - 龚士良;李培超;吴继红;李贤桂;
为有效控制上海地面沉降发展,利用地下水位与地层变形的实测资料,分析了地下水渗流场与应力场的变化特征及其制约机制。结果表明:地面沉降与地下水渗流场、第四纪地层的应力场关系密切;开发利用地下水资源以及工程建设活动,是渗流场与应力场发生变化的重要影响因素;地层空间分布的不均一也使渗流场和应力场发生突变并呈现非线性;深部含水层集中开采导致的地下水位持续下降以及浅部含水层的工程降水和建筑荷载,是上海地面沉降防治面临的新问题。该研究有助于上海地面沉降系统调控对策的制定与防治技术措施的实施。
2009年S1期 v.28;No.147 232-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 795K] - 姜永东;鲜学福;刘占芳;
为了提高低渗透煤层的渗透率,采用自制的可控声震法煤层气渗流实验系统,实验研究了不加声场和加声场作用下煤样的渗透特性。实验研究得出:当轴向应力和孔隙压力一定时,随围压的增大煤样的渗透率减小;当围压和孔隙压力一定时,在煤样应力应变曲线的初始压密和弹性阶段,渗透率随轴向应力增大而减小。在应变硬化阶段,因试件体积膨胀渗透率随轴向应力增大而增大;在相同轴向应力、围压、孔隙压力条件下,声场作用能提高煤样的渗透率,且渗透率随作用时间的增长而增加。研究结果表明:渗透率与平均有效应力呈负指数关系,声震法提高煤储层渗透率的机理主要源于声波的机械振动和热效应,研究成果为低渗透煤层提高煤层气抽采率探索出一条新的技术和方法。
2009年S1期 v.28;No.147 236-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K] - 郑丹;王大国;韩光;
针对潮汐循环作用下海水入侵模型的问题,综述了目前国内外海水入侵模型的研究现状,探讨了流固耦合效应和潮汐时域运动效应对海水入侵的影响,指出了建立潮汐循环作用下海水入侵的渗流-应力-损伤-对流扩散多场耦合模型,并考虑潮汐循环加载、岩土非均匀性和岩土损伤与对海水入侵之间的关系,是今后海水入侵模型的主要研究方向。
2009年S1期 v.28;No.147 240-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 753K] - 张磊;梁冰;
为了降低矿井粉尘浓度,采用煤层注水这一从源头上控制煤尘产生的方法,可以保证煤矿安全生产和职工健康。通过分析煤层注水防尘机理与影响水在煤层中渗透的因素,建立了非饱和-饱和二维非稳定渗流的煤层长孔注水湿润问题的动态数学模型,用有限元数值解法求解。确定了长沟峪煤矿-140 m水平北一石门两翼4槽工作面煤层长孔注水的方式与注水参数。为长沟峪煤矿减小粉尘危害探索出了新的途径和方法,从而能有效的降低工作面煤尘浓度,改善工作面作业环境。
2009年S1期 v.28;No.147 243-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K] - 吴建林;邹祖绪;龚静;
针对国内外关于土壤耦合热泵的传热模型及其计算方法,未考虑地下水渗流的影响的问题,应用地下水渗流理论和传热学理论,建立了考虑热传导和地下水渗流共同作用的热渗耦合传热模型,分析了地下水渗流对其传热模型的影响,这为土壤耦合热泵换热器的传热计算和分析提供理论支持。
2009年S1期 v.28;No.147 246-248页 [查看摘要][在线阅读][下载 850K] - 李培超;李贤桂;龚士良;
以饱和多孔介质流固耦合渗流数学模型为基础,推导建立了适合描述承压含水层地下水开采过程渗流与地面沉降耦合的二维数学模型。并给出了一承压含水层定产量开采的数值算例,计算得出了渗流场的分布特征和中心位置地面沉降量的变化规律,探讨了流固耦合效应。结果表明,考虑耦合效应与否对于计算结果影响较大,本文模型更能反映流固耦合渗流的物理实质。随着时间增长孔隙压力减小,孔隙压力消散的程度越来越快;含水层内部的流固耦合作用较强,而其边界处因受边界条件约束,耦合效应表现则不够明显。中心沉降量随时间增长而迅速增大,且很快趋于稳定,固结沉降速度之快,说明流固耦合效应影响之大。这对于进一步深入认识因地下水开采而诱发的地面沉降机理及制定相应的防治措施都有重要的理论意义和指导作用。
2009年S1期 v.28;No.147 249-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 1067K] - 王玮;张益谦;钱会;
针对陕西省引红济石调水工程施工中的隧洞涌水问题,在分析研究区水文地质条件的基础上,建立了研究区地下水非稳定流运动问题的三维渗流数学模型,进而根据勘察资料,采用三维有限差分方法建立了研究区三维水文地质数值模型,据此对拟选施工方案中各施工段的涌水量及其随施工进度的变化进行了预测。结果表明,隧洞的涌水量大小在不同的施工段是不相同的,引水隧洞总涌水量主要由通过断裂带时的涌水量组成。根据参数灵敏度分析结果,断裂带及各岩性段的渗透系数变化对隧洞的涌水量影响较大,当各渗透系数均取大值时,隧洞施工期总涌水量可增大一倍以上,各含水层储水参数变化对隧洞施工期涌水量影响小。
2009年S1期 v.28;No.147 253-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 873K] - 杨丽;苏冬源;陈发科;阮清波;
基于北海涠州岛水文地质条件进行分析的基础上,依据2003年的资料用Visual Modflow进行参数率定,确定水文地质参数,建立了地下咸淡水三维非稳定流模型,再用2003-2007年的资料验证了模型的可靠性,利用此模型进行地下水集中开采的数值模拟,敲定开采方案。结果表明:分析方法结果合理,具有较高的预测精度和潜在的实用价值,且未发生海水入侵。
2009年S1期 v.28;No.147 257-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 792K] - 郭培红;李海霞;朱建安;
为了寻求合理的钻孔抽放参数,采用数值模拟的方法,应用计算流体力学软件fluent6.3建立了钻孔瓦斯抽放流动模型,通过气体渗流理论模拟抽放过程瓦斯流动规律,分析了抽放负压和煤层渗透率对瓦斯抽放效果的影响规律。结果表明:瓦斯抽放有效半径为2 m左右,抽放负压对抽放半径的影响不是很明显;瓦斯抽出量随抽放负压的升高而增加;煤层渗透率对瓦斯抽放量的影响比较大。模拟的抽放影响半径与现场实测结果基本一致。该模型可以对现场瓦斯抽放提供理论指导。
2009年S1期 v.28;No.147 260-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 979K] - 任艳芳;齐庆新;
为了解决传统经验公式的不足,通过FLAC3D软件建立三维数值模拟模型,并利用软件中的固流耦合功能,进行了煤层底板在采动影响下的突水预测分析。分析结果:表明在采动及承压水水压影响下,当工作面推进至64 m时,采空区底板会发生突水。导水裂隙、水流速度及方向等的动态发展受工作面采动影响明显,与岩体的破断及破断岩块再组合压实过程关系紧密。通过对比分析说明了经验公式的局限性。
2009年S1期 v.28;No.147 263-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 1375K]
- 孙梅玉;姬忠礼;
为了深入了解陶瓷过滤管内的微观过滤机理,将格子Boltzmann方法用于陶瓷过滤管基体内的流动研究,对流体在多孔介质内的稳态和非稳态流动进行了计算。结果表明,流体在稳态流动时,流体的速度和压力间的关系符合达西渗透定律,证明了LB计算程序的可靠性。可以得到多孔介质内的微观速度分布及变化规律。多孔介质内的孔喉处流体速度较大,局部最大速度可以达到表观过滤速度的数十倍。孔隙内各点的局部速度随压降的变化而线性变化,且在入口边界固定时,孔隙中各点的速度不随时间改变。非稳态流动时,通过给定随计算步数变化的入口压力值,分析了局部速度随入口压力的变化趋势,结果表明两者变化一致。
2009年S1期 v.28;No.147 266-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 1159K] - 许孝臣;盛金昌;
针对深部岩石处在高地应力、高地温、高渗透水压力以及复杂的水化学环境之中,将发生极其复杂的温度–渗流–应力–化学(THMC)耦合作用。在前人工作的基础上,深入分析了多物理场作用下裂隙岩体表面溶解和压力溶解的作用机理,并建立了描述渗流-应力-化学耦合作用的偏微分方程组,最后建立了裂隙的概化模型,利用COMSOL Multiphysics多场耦合软件模拟了单裂隙在渗流-应力-化学作用下的耦合过程,并着重分析了裂隙渗透特性的变化规律。
2009年S1期 v.28;No.147 270-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 865K] - 任晓娟;张国辉;缪飞飞;
针对低渗油层非达西渗流规律研究及启动压力梯度预测对低渗油层的开发具有重要的意义,对大量实测的低渗储层岩心单相油和单相水渗流曲线进行了拟合及理论分析。结果表明:通过实验拟合得到的渗流方程,能很好的反映低渗非达西渗流规律;同时,应用边界层理论,论证了拟合方程的合理性及方程中各系数的物理意义,在此基础上,提出了低渗储层存在启动压力梯度的临界平均孔喉最大值半径判据,研究表明:该判据的判别结果与实验结果一致。
2009年S1期 v.28;No.147 273-276页 [查看摘要][在线阅读][下载 826K] - 关进安;梁德青;樊栓狮;吴能友;
为了准确评估海洋水合物的资源潜力,必须研究水合物在沉积层里的形成过程。渗漏体系里往上运移的甲烷气(游离)、原位孔隙水(包括溶解气及溶解盐)与固体骨架共同作用,在动态相平衡条件下形成甲烷水合物并在孔隙里沉淀胶结,形成含水合物藏。游离气迁移能改变沉积层的地质属性,根据规律建立了多相流模型,并以南海北部为背景,以反应开始和结束两个时刻演绎了水合物形成过程中,孔隙毛细压力、渗透率、各相饱和度和盐度的联动变化关系,表明游离气含量是渗漏型水合物成藏的控制性因素之一。
2009年S1期 v.28;No.147 277-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 1223K] - 夏泳;叶慧群;许友生;宋付权;
为了提高烘干速率,利用X射线成像实验研究气体喷注时液体在多孔介质内的渗流干燥过程。结果表明液体渗透和干燥速度是由粘滞压降、气体渗透的状态及多孔介质的毛细管特性决定的。注入完全饱和的气体时,干燥只会引起气体膨胀。毛细作用从高浸透的区域到低浸透的区域,导致更多的一致的曲线形状。注入干燥气体时,干燥器放在进口,扩散器穿过多孔介质。实验结果与一个来自连续性模型的数字结果相比较。这个模型对砂岩有一个好的结果,但相对于石灰石的实验不是很满意。
2009年S1期 v.28;No.147 280-282页 [查看摘要][在线阅读][下载 831K] - 崔英怀;朱维耀;孙玉凯;马庆坤;
为进一步研究油田开发渗流中可动凝胶驱的力学行为特征,在实验研究基础上,通过对渗流机理、渗流规律的分析,研究可动凝胶体系非线性渗流力学行为,揭示可动凝胶体系的渗流特征。结合实验,对可动凝胶流动机理和物理化学性质的研究,根据质量传输流体力学、化学动力学的深入研究,系统地建立了可动凝胶体系驱油渗流数学模型。从而,系统的刻画了可动凝胶体系驱油这一复杂渗流流动数学描述难题,完善可动凝胶体系渗流的理论,为今后可动凝胶体系驱油数值模拟研究和现场应用提供了理论基础。
2009年S1期 v.28;No.147 283-285页 [查看摘要][在线阅读][下载 846K] - 杨正明;郭和坤;姜汉桥;刘莉;张玉娟;
针对火山岩气藏已成为中国石油重要的天然气勘探和开发的主要领域之一,利用恒速压汞技术研究了大庆徐深火山岩气藏岩芯的微观孔隙结构及其分布规律。研究表明:不同渗透率的低渗气藏岩心,其孔道半径基本相同,而喉道半径不同,对于所测得的不同渗透率的火山岩气藏岩芯来说,大约60%的喉道半径小于0.8μm。这与低渗透砂岩油藏岩芯的恒速压汞测试结果不同。平均喉道半径与渗透率有很好的相关关系。提出用平均喉道半径作为低渗气藏储层评价指标参数,来表征气体通过储层的难易程度。该研究成果对低渗气藏的分类评价和合理高效开发提供科学的决策依据
2009年S1期 v.28;No.147 286-289页 [查看摘要][在线阅读][下载 944K] - 杨传斌;王金凤;许友生;宋付权;吴锋民;
基于Internet平台的格子Boltzmann方法研究了微孔隙多孔介质管道中两种流体的流动,计算以多孔介质内细长微孔隙流为例,在速度或压力非常小的情况,流体表现出层流状态。计算结果表明:模型是可行的。基于Internet平台的二元流的LBM模型灵活地控制了不同粘性的流体,可以利用扩散系数的大小来控制流体间的扩散强弱。结果还鲜明地体现了流体粒子的自碰撞和相互碰撞特征。
2009年S1期 v.28;No.147 290-293页 [查看摘要][在线阅读][下载 915K] - 孙玉平;熊伟;姚振华;王学武;高树生;
基于大庆和长庆低渗透油藏开发经验,相同流度的区块渗流能力、开发难度和开发效果迥异。为了分析这种差异产生的原因,从储层微观特征和渗流规律出发,通过对实验规律的总结,引入并论证了主流喉道半径、可动流体饱和度和启动压力梯度作为低渗透储层评价参数的必要性;为了反映储层流体对渗流能力的影响作用,引入影响水驱渗流能力的粘土含量类型和反映原油对渗流阻力影响的地下原油粘度这两个参数,共同组成了低渗透储层渗流能力评价参数体系。建立了低渗透油藏模糊层次化综合评价模型,综合评价结果表明,渗透率相近时,前者的综合评价值比后者综合评价值大,说明前者具有更大的开发潜力和渗流能力,通过对区块单采指数的研究表明,建立的综合评价方法比流度方法能更准确地反映低渗透油藏真实的生产能力,即渗流能力。
2009年S1期 v.28;No.147 294-296页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K] - 余祖斌;狄勤丰;顾春元;黄家祺;王新亮;
经岩心流动实验证实,岩心经纳米颗粒吸附法处理后,水流速度加快,岩心的水相渗透率有了大幅提高,平均达到82%。采用Forchheimer-Darcy模型描述岩心微孔道内的流体流动特征,建立了多孔介质表征体单元(REV)尺度上的不可压Lattice Boltzmann(LB)压力模型,编制了修正反弹格式的LB模拟程序,模拟了多块岩心的渗流效果,计算了纳米颗粒吸附法处理前、后的相关流动参数。数值模拟结果与实验结果吻合较好,说明LB压力模型适合模拟多孔介质的流动,在纳米增注渗流机制研究方面将有很好的应用前景。
2009年S1期 v.28;No.147 297-299页 [查看摘要][在线阅读][下载 852K] - 吕伏;梁冰;
为了通过建立离散裂隙网络模型研究裂隙岩体的渗流规律,对建立的离散裂隙网络,借助图论方法描述裂隙间关系,在单个裂隙上,采用边界元方法,推导了求解渗流规律的具体公式。利用Matlab软件,程序实现通路的搜索及单裂隙渗流规律的求解。最后,通过随机生成的裂隙网络及算例调试程序证明:采用该方法可以快速、准确的实现渗流计算,为最终裂隙网络渗流规律的求解奠定了基础。
2009年S1期 v.28;No.147 300-302页 [查看摘要][在线阅读][下载 871K] - 黄略;金永新;侯永莉;
针对物探具有多解性,磁法测量也同样具有多解性,重点阐述总场与垂直分量之间转换,理论曲线与实际曲线之间的对比,剖面曲线向下延拓合理运用,与地质结合成功解释磁异常曲线,推断出引起磁异常的地质原因及磁性体的埋藏深度、产状、形状、磁性等,并从理论上解释了某剖面为何北部没有出现负异常的原因。
2009年S1期 v.28;No.147 303-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 903K]