水力压裂过程的扩展有限元数值模拟方法

建立了基于扩展有限元法的水力压裂数值模拟方法,使水力裂缝独立于网格存在,无需预设裂缝扩展方位。在扩展有限元计算框架下,将裂缝面处理为求解域内边界,将缝内水压力转化为相关单元等效节点力;运用考虑缝内水压力作用的相互积分法来数值求解缝尖应力强度因子;采用最大能量释放率准则确定裂缝是否继续扩展及扩展方位;最终编制了计算机程序。利用该方法数值模拟了单条水力裂缝在恒定水压力作用下作非平面扩展,所得结果分别与室内试验和解析模型相对比。结果表明,数值结果与室内试验和解析解吻合较好,缝尖应力强度因子最大相对误差不高于0.45%,验证了该方法的可行性和准确性。     

水平井压裂裂缝监测与分析

水平井可以在不太厚的油层中增大钻井过油层范围,实现高速注、采,提高产量 。有些水平井需要压裂,因此常常需要了解并控制人工裂缝形态、方位。通过微地震人工裂缝监测,研究已有的水平井压裂结果,特别是钻井水平段大体沿最大水平主应力方向的水平井压裂,了解压裂裂缝形成的机制及控制方式。通过比较,进一步提高水平井钻井水平及控缝理论。     

水平井水力喷砂分段压裂技术

水力喷砂射孔分段压裂技术是将射孔、分层压裂融为一体的新型增产措施,无需下封隔器,一趟管柱即可完成多层段射孔压裂,提高了措施的有效性和安全性。     

水平井压裂在喇嘛甸油田的应用探讨

水平井技术在喇嘛甸油田应用有3口井,但部分井自然产能较低,达不到工业产能,如喇8-平320井,投产后不产液。因此,为了提高油井产能,建议对该井实施压裂改造措施。通过调研现有水平井压裂技术及分析水平井各种压裂工艺优缺点的基础上,根据喇嘛甸油田地层状况及水平井具体的井身结构,结合8-平320水平井的概况,对8-平320井的压裂方式、压裂液及支撑剂的优选、裂缝角度、裂缝个数、裂缝长度问题进行了研究和探讨,为喇嘛甸油田水平井压裂提供理论支持。     

水平井压裂裂缝的类型与防止转向措施

通过对水平井压裂裂缝类型分析,了解水平井裂缝的发展和形成现状,分析裂缝转向的原因分析,并具体分析了不同形态裂缝各自的优缺点,由此有针对性地提出了防止水平井压裂裂缝转向的措施和建议,为提高施工效率和施工效果奠定了基础。     

吐哈油田水平井分段压裂技术应用评价

吐哈油田原始储隔层应力差小,尤其是水平井压裂裂缝垂向延伸较大,给压裂增产带来了一定的难度．本文通过对吐哈地应力分析,提出了水力喷射分段、水平井机械隔离分段和水平井限流段等压裂技术,应用效果良好,对压裂增产的下一步研究也具有重要意义．     

水平井分段压裂工艺技术与应用

水平井目前已成为提高油田勘探开发综合效益的重要途径，其技术已在油田得到了广泛的应用。对于钻遇在低渗透油气藏的水平井和产量达不到经济开发要求的其他水平井，必然要面临增产改造的问题。水平井水平段压裂与直井压裂改造的工作重点有所不同，为此，就国内外化学隔离分段压裂、机械封隔分段压裂、限流分段压裂、水力喷射分段压裂等水平井分段压裂改造工艺技术进行了论述，展望了水平井分段压裂改造技术的发展趋势，以期为国内水平井分段压裂改造技术攻关方向提供参考。     

浅论水平井压裂酸化技术的改造

随着石油工业的发展和国内对油气需求量的不断增加,油井开发的工程量越来越大,技术高度也越来越高。目前,水平井开发已经成为提高油气井产量的重要手段之一。在进行水平井开发作业时,必然会遇到天然裂缝欠发育的低渗透地带,这样的水平井想要获得油气高产量就必然要进行压裂酸化改造处理。近几年来,压裂酸化改造技术在低渗透区油气藏的水平井开发上发挥了巨大的优势,在提高油气产量上做出了巨大的贡献。本文就是从水平井的压裂酸化改造技术出发,对水平井开发过程的增产、改造工艺方法进行简单的介绍,希望通过以下的介绍分析,能对水平井的开发和改造提供帮助。     

水平井裸眼分段压裂技术

具有技术简单、作业效率高优点的水平井裸眼分段压裂技术,在低孔、低渗以及低压油气藏的水平井增产改造中,得到了广泛的应用。封隔器、滑套是水平井裸眼分段压裂技术中重要的组成部分。水平井裸眼分段压裂技术有效的提高了油田勘探开发的效益,是低压、低渗透油气藏开发主要增产措施之一。     

葡萄花油层水平井压裂效果分析

2002年-2007年9月,水平井也在我厂投入了大批量地开发。目前共投产油井水平井37口,水井2D。对于低渗透油气藏来说,仅采用压裂或水平并开发往往达不到预期的开发效果,通过进行水力压裂产生多条裂缝增加水平井产能的途径极具潜力,压裂水平井技术对于开发低渗透储量的动用、提高注水量、提高水平井经济效益等方面有重意义。通过分析压前压后的产量变化,得出结论,以此对未来在宋芳屯油田和肇州油田水平井压裂投产或后期压裂增产提出建设性意见,提高区块开发效果,创造出更大的效益。     

底部开水平缝预应力自复位剪力墙有限元模拟

底部开水平缝预应力自复位剪力墙在墙体与基础连接处的两端设置水平缝,剪力墙和基础界面中间部位保持正常连接,在墙体内竖向设置无粘结预应力钢绞线提供自复位能力。通过有限元分析软件ABAQUS对低周反复加载试验中的底部开缝剪力墙进行数值模拟,介绍了建模方法及过程,将数值模拟的单调加载和往复加载结果与试验结果进行对比分析,包括骨架曲线、滞回曲线、耗能能力、预应力筋中应力变化、剪力墙底部抬升量、剪力墙混凝土应变和钢筋应力等参数。结果表明,采用的模拟方法能够在各项对比中较好吻合试验结果,证明了数值模拟的合理性和有效性,为工程应用中此类构件的精细化模拟分析提供了参考。     

重载径向轴承三维弹性流体润滑的有限元和边界元耦合数值分析

本文采用有限元和边界元技术分析了重载径向轴承的三维弹性流体润滑(EHL)问题,并提出了一种精度高、收敛快的加权迭代计算模式,用该计算模式成功地求解了由二阶Reynolds方程、粘压方程和三维弹性方程组成的非线性方程组,得到了在各种大偏心率下轴承材料分别为钢、铜和巴氏合金的径向轴承的弹流静特性参数。     

水平井水压致裂裂缝非平面扩展模型研究

水平井筒附近应力场分布复杂,往往造成水力裂缝转向,但目前对于水平井筒附近水力裂缝空间转向规律的认识还不够深入.为了研究水平井筒附近水力裂缝的三维延伸规律,基于最大拉伸应力准则和拉格朗日极值法建立了水平井筒附近水力裂缝空间转向模型,用于分析三向地应力和井筒内压作用下水平井筒水力裂缝的起裂位置和扩展形状.根据此模型,编制了数值计算程序.针对所建立的理论模型,在真三轴水力压裂模拟装置上采用岩石试样进行了物理模拟,模型计算结果与物理模拟结果基本一致.通过模拟计算和物理试验,得到了井筒附近水力压裂裂缝空间转向的基本规律.研究结果表明,水平井井筒附近水力裂缝的空间转向确实存在,裂缝转向前的距离随井筒方位角增加而增加,但增加幅度大致在3倍井筒直径的范围内.     

钢筋混凝土结构空间有限元分析的体梁组合单元

本文提出了一种用于钢筋混凝土结构空间有限元分析的体梁组合单元模型。该模型将混凝土体元内的钢筋作为能承受轴力、剪力、弯矩和扭矩的梁元,根据钢筋和混凝土在单元内的位移协调条件和虚功原理将两者组合成一个单元。体梁组合单元模型能较全面地反映混凝土内钢筋的力学效应,能适应钢筋的任意布置方式,容许用较大的单元对结构进行离散,解决了大型钢筋混凝土结构有限元分析的单元划分问题。数值算例及其与解析解的比较演示了模型的可行性和精度。     

半浮芯棒连轧管工艺过程的有限元模拟分析

连轧管工艺是无缝钢管生产的重要工艺之一,而半浮芯棒连轧管工艺代表现代无缝钢管生产的先进技术,也是当前的研究热点。为此,采用ANSYS/LS-DYNA软件对φ109mm×7mm规格6机架半浮芯棒连轧管工艺过程进行三维热固耦合有限元模拟分析。结果表明：钢管在第4号、第5号机位横截面总等效应力最大,在前3个机位发生的总等效形...     

水力压裂的支撑剂输送分析

为了研究水力压裂中支撑剂输送过程,本文建立了支撑剂二维输送方程,以及含砂液的二维运动方程。这两个方程考虑了支撑剂沉降,并且采用了含砂液的流态指数和稠度系数与支撑剂体积浓度的函数关系。这两个方程与水力压裂三维裂缝模型中描述裂缝宽度与裂缝面上压力关系的积分方程是耦合的。裂缝延伸判据采用应力强度因子法则。应用有限元方法,模拟了水力压裂中的支撑剂输送过程。计算结果反映了支撑剂输送过程中的输送和沉降。     

用扩展有限元方法模拟混凝土的复合型开裂过程

用扩展有限元法对混凝土梁复合型开裂过程进行了数值模拟。裂纹面间的力学行为采用粘聚裂纹模型来描述,通过引入切向保留刚度考虑剪力分量的影响。开裂方向的计算采用了一种简化的最大切向应力准则。对Arrea和Ingraffea的混凝土梁复合开裂实验进行了数值模拟。计算给出了裂纹萌生、扩展的过程及破坏形态,并获得了与实验结果对比良好的荷载-裂纹开口滑移曲线。结果表明,扩展有限元法通过附加特定的位移模式,使裂纹两侧不连位移场的表达独立于网格划分,是一种能够模拟准脆性材料复合开裂问题的有效方法。     

基于离散元和有限差分耦合算法的崩塌体和结构碰撞预测分析

采用离散元和有限差分耦合计算方法,对龙洞子崩塌挡墙结构碰撞进行了预测分析。构建了3种崩塌挡墙结构模型,并进行了数值模拟。崩塌体由颗粒模拟,挡墙分别由刚性墙、颗粒、FLAC中的实体单元模拟。基于离散元和有限差分耦合算法的数值模拟,分析了不同模型的挡墙动力响应和变形。通过数值模拟结果的对比分析,选出了最优的结构模型和参数,为有效防御崩塌的防护结构设计提供理论依据。     

挤出口模内幂律流体的罚有限元模拟

模拟了幂律型流体在圆形截面过渡为正方形截面的收缩口模内的三维非等温挤出流动。采用罚有限元法处理了流体的不可压缩条件,消去了动量方程中的压力项,并运用降阶积分方法确保了压力解的稳定性;采用SU PG方法构造能量方程的非对称权函数,克服了对流项占优时数值解的失真;考虑了聚合物在口模内流动时产生的剪切热,运用A rrhen ius模型计算了温度对黏度的影响。计算实例表明,可以获得合理的温度、压力、应力和温度分布。