变形介质多相流动流固耦合数学模型

变形介质油藏和城市地下水层中由于液体被采出，地层压力下降，有效应力发生变化，使整个含水、含油层的地应力状态改变，多孔介质骨架变形和发生位移，岩石的物性参数（渗透率、孔隙度、压缩系数等）随之变化，这种现象越来越受到人们的注意，本文基于达西定律和岩石力学弹性定律，在以前的科研工作基础上，把岩石骨架变形引入模型中，建立多相流体在变形多孔介质中流动时由于孔隙压力变化耦合数学模型。在此模型中，渗透率、孔隙度、压缩系数均为压力的函数。     

水饱和度作用下低渗透气藏滑脱效应实验研究

地面钻井压裂技术开发煤层气过程中,钻井开采带来的钻井液、完井液及酸化、压裂液等外来流体侵入储层后,导致储层的水饱和度增加,储层渗透率的降低,储层气体滑脱效应对渗透率的影响显著,气体运移规律复杂,抽采困难等问题。为了解决上述工程问题,本文利用实验手段对含水饱和度下滑脱效应影响的煤层气运移规律进行研究。得到了不同围压范围内,气体滑脱效应变化规律,在低围压条件下,滑脱因子随着水饱和度的增加而增大,水饱和度越大,煤样有效渗透率越低,滑脱效应对气体有效渗透率的影响越显著;在高围压条件下,滑脱因子随着水饱和度的增大而降低,气体运移不再符合克氏理论。通过所得规律的机理分析对含水情况下滑脱效应影响的煤层气的运移规律研究提供理论指导。     

联合灌浆法在螺杆桩裂缝缺陷处理中的应用研究

结合荆荆铁路复合地基螺杆桩受力及地层特点，对螺杆桩裂缝产生的原因进行了分析。针对裂缝处理难点，基于水泥浆液屈服强度时变特性及环氧浆液良好可灌性，提出了“水泥二次灌浆＋环氧灌浆”的联合灌浆处理方案。通过现场试验，研究了定量灌浆、水泥二次灌浆及“压力－抬动”双限控制灌浆等工艺。根据灌浆前后桩基低应变完整性检测结果，对处理效果进行评价，表明联合灌浆技术对于螺杆桩裂缝缺陷处理具有明显效果。     

致密储层应力敏感分析新方法及其对开发的影响

本文通过实验研究了致密储层的渗透率应力敏感性,建立了以原始储层有效应力(上覆岩层压力与原始储层孔隙压力之差)为有效应力起点的压敏评价方法,实验结果表明:该方法能够正确反映储层岩石的真实应力状态,其得到的应力敏感伤害符合储层真实情况,并且有效应力与渗透率间符合二次多项式的关系.应力恢复实验表明岩石的弹塑性变形使得压敏伤害是一种永久的、不可逆的伤害.通过扫描电镜和恒速压汞实验分析了应力敏感机理,得到孔隙受压敏影响较小,喉道的大小和形态决定了岩石的渗透率应力敏感程度.最后从理论上计算了压敏对开发的影响,结果表明在生产井井底附近储层存在渗透率漏斗,压敏伤害对油井产量有一定影响.     

岩溶隧道含水裂缝扩展规律研究

为了探索岩溶隧道在施工过程中经常出现由于裂缝引发突水的灾害机理,利用水压致裂原理重点分析研究拉剪破坏突水和压剪破坏突水的力学过程和裂缝扩展过程中缝内水压分布特征和梯度。研究表明突水临界水压受裂缝的走向、所处位置等因素的影响;含水裂缝发生拉剪破坏所需的临界水压力大于其发生压剪破坏所需的临界水压力;在水力劈裂作用下裂缝的生长呈现间断性特征。研究成果对隧道施工过程中突水灾害的防治具有重要的意义。     

考虑水驱油藏润湿性变化的数值模拟方法

注水开发过程中岩石润湿性的变化对水驱效率和剩余油的分布影响较大，然而目前通用的数值模拟软件未能将其考虑在内。本文根据已有结论及研究成果，提出了考虑岩石润湿性变化的方法。主要利用相对渗透率的变化来表征润湿性的变化，根据含水饱和度的变化选择相应的相对渗透率曲线，在黑油模型的基础上建立能反映长期水冲刷后油藏岩石润湿性变化的数学模型，开发研制了三维三相下考虑储层润湿性变化的数值模拟软件，结合胜利油田典型油藏，进行了数值模拟研究。结果表明：岩石润湿性变化对水驱效果的影响与开发初期岩石润湿程度有关，对于偏亲水油藏，考虑润湿性变化后计算的采出程度有所减小，而亲油油藏考虑润湿性变化后计算的采出程度有所增加。     

砂砾层地基深层水泥土搅拌桩防渗墙施工技术及应用

深层搅拌技术在堤坝加固工程中已被广泛应用.文章结合工程应用实例,详细介绍了采用单头桩机"二喷二搅"深层防渗加固施工在不同的地层中采取的搅拌、钻进和提升速度的工艺技术.该施工技术有效解决了多头桩机施工无法穿透砂砾地层的问题,经济高效,质量可靠,在堤坝防渗加固和闸站基础加固中具有较高的推广应用价值.     

混凝土深层裂缝化学灌浆施工技术探讨

云南小湾水电站混凝土坝体在施工过程中产生大面积深层裂缝,经过分析裂缝成因,采取了灌注环氧灌浆材料加固处理,施工过程中不断对施工技术进行完善优化,灌浆效果理想.主要介绍化学灌浆施工技术,为今后化学灌浆在工程中的应用提供借鉴.     

浅析压力引水隧洞裂缝成因及处理措施

该文从瓦屋山水电站压力引水隧洞裂缝基本性态出发,采取不同检测手段,从砼施工质量、周围岩石变形特性及地震影响等方面进行了裂缝成因综合分析,针对不同类别的裂缝采取了相应修补方法,取得了较好效果。     

大型调压井沉井受力特性探讨及施工方法改进

针对某工程砂卵砾石覆盖层中大型调压井沉井规模大、所处地层均匀性差、大体积孤石数量多、受地层性质及施工因素影响大等特点,以及施工面临的井身偏移倾斜、刃脚被孤石破坏及井壁与地层脱空等问题,首先进行了成因分析,解析比较了施工过程中沉井井壁土压力的变化;最后通过数值方法对沉井下沉过程中地层含有孤石时的施工方法进行了对比分析。结果表明:当土压力由先前的静止土压力转变为被动土压力时,井壁偏于不安全;沉井下沉过程中地层含有孤石时,应将前期先开挖土体再破除孤石的下沉开挖方法调整为先破除孤石再开挖土体,调整后可大幅降低沉井井壁和刃脚的应力,避免了井壁和刃脚出现破坏。     

裂隙岩体水力劈裂临界水压力试验研究

许多水工建筑物建于基岩上,天然岩体大多存在节理裂隙,在高水压力作用下易发生水力劈裂破坏。为研究裂隙岩体的水力劈裂特性,以水泥砂浆代替岩石、制作预制裂缝试样,研制了高压水密封装置和水压力加载系统,开展了不同缝长和缝宽的砂浆试件水力劈裂试验研究,测定了预制裂缝起裂临界水压力、水力劈裂临界水压力,分析了两者关系,提出了预测表达式。试验结果表明,试件水力劈裂临界水压力为0.441~1.542 MPa,相同条件下,试件水力劈裂临界水压力与初始缝长及缝宽呈负相关关系;预制裂缝起裂临界水压力与水力劈裂临界水压力比值为61.57%~64.17%,与预制裂缝初始缝长和缝宽无关。应用应力强度因子计算公式,综合试验结果,分析得到了考虑预制裂缝宽度影响的裂缝起裂临界水压力和试件水力劈裂临界水压力的计算表达式。     

A NEW METHOD FOR PREDICTION OF PRODUCTIVITY OF FRACTURED HORIZONTAL WELLS BASED ON NON-STEADY FLOW

Hydraulic fracturing technologies of horizontal well are important ways to develop oil-gas field with low permeability. Productivity forecast of fractured horizontal wells is a difficult problem of hydraulic fracturing technologies. Basing on non-steady flow of fractures fluid during production, applying potential function principles, superposition principle and mathematical method for solving, coupling of seepage flow in the formation and pipe flow in the well bore, a new model on multi-fracture interference productivity forecast of fractured horizontal well is established in this article. The results indicate the coincidence rate between this model and practice is high. The pressure loss in the horizontal well bore has definite influence on the production status of fractured horizontal wells. The productions of different fractures in horizontal well bore are unequal, the productions of outer fractures are higher than middle fractures; the pressure in the well bore shows an uneven distribution, the pressure declines gradually from finger tip to heel end. Asymmetry of fractures may make productivity of fractured horizontal wells decline. The conclusions are instructive in designing fractured horizontal well for low permeability reservoir.     

心墙水力劈裂机理的离心模型试验研究

采用直立土柱试样进行离心模型试验的方法,对心墙发生水力劈裂的条件和过程进行了研究。试验结果表明,当土柱上游侧外水压力大于土体压力时,土柱将产生水力劈裂,并最终产生渗透破坏。因此,在心墙土石坝工程中,由于坝壳对心墙拱作用所导致的心墙土压力小于外部库水压力将是产生心墙水力劈裂的根本原因。     

高砾石含量心墙土的水力破坏试验研究

心墙水力破坏是高心墙堆石坝主要安全问题之一,采用中型应力路径三轴仪开展高砾石含量心墙土的水力破坏试验,研究了围压、砾石含量和注水速率等因素对其特性的影响,提出了砾石土内部组成的抽象模型和高砾石含量下水力击穿破坏的发生机理,并探讨了水力击穿演进过程及其与水力劈裂的联系。结果表明:试样在偏应力作用下固结后,通过试样中心预置的水流通道不断提高试样内部水压力,当内部水压力升至略高于围压时,试样出现水力破坏;以注入试样中的水量大幅度增加,但注水压力不增加时对应的内部水压力作为水力破坏压力,其与围压的比值随砾石含量的增大而减小,并随围压和注水速率的增大而增大;试验在高砾石含量范围内(砾石含量35%~50%),试样破坏时外表面有分散出水点,破坏路径在试样内部呈不规则线,水力破坏模式为水力击穿。     

黏土心墙水力劈裂机理的离心模型试验及数值分析

采用与原型实际心墙边界条件、受力方式相同的土柱模型,进行了离心模型试验研究,同时采用数值计算分析的方法对土柱模型的应力变形特性进行研究以分析形成心墙水力劈裂的内在机理。分析结果表明：当心墙上游侧的库水压力大于心墙的土压力时,造成了心墙的水力劈裂破坏;该破坏是由于心墙在这种应力条件下,上游侧出现了有效应力拉应力区,并进而出现拉裂裂缝后所产生的;外部水压力大于心墙上游侧土压力是决定水力劈裂发生的重要因素。     

某抽水蓄能电站水压致裂法地应力测试分析

由于水压致裂法能在深钻孔中测量岩石应力并且具有花费较少的优点,因而得到了广泛的应用。测量原理表明,水压致裂应力测量过程中的一些特征压力点,如破裂压力Pb、重张压力Pr、关闭压力Ps等与岩石应力有关。实例分析证实,水压致裂法应用于地应力分析是合理可行的。     

辉绿岩人工砂石粉的研究与利用

通过对辉绿岩母岩、辉绿岩人工砂石粉、辉绿岩石粉胶砂性能及其水化产物的试验研究,提出辉绿岩人工砂级配连续性较差,石粉含量大,石粉中微粉颗粒多的原因主要是辉绿岩母岩硬度高、性脆所致,并与母岩矿物中的蚀变物有关.辉绿岩人工砂石粉对碾压混凝土的需水量,凝结时间等工作性能的影响,主要基于石粉浸润吸水和其粗糙的多角形颗粒对试验时测针下沉时的摩阻力.此外,还包括微石粉对水泥早期水化过程的影响.辉绿岩石粉颗粒在胶砂中的作用是微集料填充,其中的微粉颗粒在水化硅酸钙凝胶延伸搭接过程中还起支点作用,对胶砂的长龄期强度无不良影响.在此基础上提出用部分微石粉等量替代粉煤灰等措施,解决了辉绿岩人工骨料碾压混凝土施工难题,成功地应用于地处亚热带地区百色大坝工程高强度施工.     

矿山岩体压裂控制及裂隙渗流与应力关系分析

为开发矿山地热能,在利用矿山开采过程中自然涌出热水的基础上,提出了压裂矿山热岩石,利用裂隙渗流特性用冷水吸收热岩体能量的方法。通过对岩体开裂力学模型的进一步推导,得出岩块稳定开裂的条件;对失稳状态下裂缝压力进行分析,得到垂直裂缝压力和水平裂缝压力;通过实验,明确裂隙渗透率与静应力的关系;建立了三维裂隙在三向应力作用下的渗透系数及渗流量模型,求得岩体应力对渗透系数及渗流量的影响作用。     

浅析潮汐电站选址与投资效益因子—规模匹配度及电站效益部分因子的探讨研究

分析国内外典型潮汐电站投资效益因子,提出其装机规模与建筑工程规模匹配度估算公式,以便用于站址初选期配合装机估算式来判别工程投资效益的适宜情况。电站装机规模的自然因子潮差、库容虽表现为自然条件限制,但库容在选址初期受人为控制更为显著。建筑工程规模因子的建筑物类型、尺寸、施工技术等更多表现在其人与环境的和谐上,指出潮汐电站的前期工作。在充分考虑海岸地域潮差的同时,更应对电站库容及其规模匹配度做充分研讨论证。     

加蓬大布巴哈水电站引水隧洞水力劈裂试验研究

详细论述了加蓬国大布巴哈水电站引水隧洞水力劈裂试验的原理、试验设备、试验过程,并对最终得出的数据进行统计分析,评价引水隧洞在高压水头作用下裂隙张开的可能性及张开后岩体裂隙渗透特性,从而指导引水隧洞衬砌设计,优化钢衬段长度。