高速重载燃油泵齿轮副疲劳寿命预测方法研究

本文针对高速重载航空燃油齿轮泵的齿轮疲劳失效问题，开展了齿轮副的疲劳寿命预测研究。首先，采用赫兹接触模型理论和悬臂梁等效模型等解析法和有限元法，分析了齿轮的许用安全系数及啮合接触应力；其次，进行了齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的有限元计算；最后，采用有限元法进行了3种典型工况下的齿轮疲劳寿命预测。研究结果表明，齿轮接触及弯曲强度安全系数和接触应力均满足材料强度要求，齿轮齿面可靠性不低于99.97%，预测疲劳寿命为5027h，达到了该型齿轮泵设计寿命要求。     

气藏储层非均质性表征方法及开采物理模拟实验

以国内砂岩气藏储层岩石为研究对象,结合高压压汞与露头踏勘及气田资料数据分析,利用孔喉半径、岩心渗透率、试井渗透率、测井渗透率等指标,建立了砂岩气藏岩石微观及储层宏观非均质表征方法,研究了岩心微观孔喉、露头剖面、区块、气田4个层级的非均质性特征.结果表明:砂岩气藏储层岩石微观孔喉结构极其复杂,渗流通道由数量众多、大小各异...     

致密砂岩气藏井网加密优化

采用物理模拟实验与数学评价方法相结合,系统研究了井控范围从500 m逐步加密至100 m(相当于井距从1 000 m加密至200 m）过程中不同渗透率砂岩储层在不同含水饱和度条件时的储量采出程度,揭示了井网加密对提高储量采出程度作用,以采出程度提高5%~10%和大于10%为依据,建立井网加密可行性判识图表,为气藏井网部署和加密方案优化提供了参考依据。实验岩心常规空气渗透率分别为1.63×10^-3 μm²、0.58×10^-3 μm²、0.175×10^-3 μm²、0.063×10^-3 μm²,含水饱和度介于30.3%~71.1%之间。研究结果表明：渗透率为1.63×10^-3 μm²的储层,采出程度总体均较高,除了在含水饱和度高达69.9%时的采出程度与井控范围有关外,其余含水饱和度条件下,采出程度与井控范围关系不大,可以采用大井距开发;渗透率为0.58×10^-3 μm²的储层,采出程度与含水饱和度和井控范围关系密切,随含水饱和度降低、井控范围加密而增加;渗透率为0.175×10^-3 μm²的储层,采出程度受含水饱和度的影响十分显著,只有在含水饱和度≤52.3%时,井网加密优化可提高储量采出程度,当含水饱和度>52.3%时,储量采出程度均较低,一般≤10%,即使井控范围加密至100 m,也难以得到提高;渗透率为0.063×10^-3 μm²的储层,总体上采出程度非常低,即使含水饱和度仅有31.6%,井控范围加密至100 m,其采出程度最高也只有2.3%,因此,该类储层依靠井网加密难以得到有效动用。     

裂缝性边水气藏水侵机理及治水对策实验

针对裂缝性边水气藏主要治水措施建立了物理模拟方法并开展实验,系统测试了气藏内部动态压降剖面,对比分析了不同水体、不同治水措施下气藏开采动态及储量动用规律。结果表明：①水体能量不同时,相同的控气排水措施将导致完全不同的实际效果：30倍水体时,采收率可提高10.8%,而无限大水体时采收率反而降低15.6%。生产参数和动态压降剖面揭示无限大水体时,过分控制生产压差不仅难以减缓水侵,相反还会导致采速降低,延长水侵时间,加剧水侵对开发影响。②多井协同排水采气治水效果显著,裂缝性储层中的水会在自身弹性能和剩余气驱动下大量排出,大幅提升气相渗流能力,促使封闭气重新产出,采收率可再提高约10%~30%。水侵影响越严重的气藏,采取排水采气措施越早治水效果越好。③裂缝贯通水体和气井时,地层水主要沿裂缝向气井侵入,外围基质区含水饱和度增量低于5%,压降剖面显示基质区仍有大量封闭剩余气,这些未动用储量是后期开展排水采气等增产措施的重要物质基础。     

多重介质储层渗流的等效连续介质模型及数值模拟

由于多重介质岩石本身的复杂性,其渗流规律及数值模拟一直就是一个世界性的难题。应用等效连续介质的思想,建立了孔洞型储层的等效连续介质模型,在此基础上结合裂缝、溶洞型储层的等效模型,形成了较完善的多重介质储层等效渗透率和孔隙度模型。以轮古某油区为例进行了应用分析,并通过孔渗参数的等效进行了数值模拟。数值模拟结果和实际生产特征的对比,验证了等效连续介质模型在多重介质油藏数值模拟中的适用性。     

低渗致密气藏气相启动压力梯度表征及测量

针对低渗致密气藏气相渗流启动压力梯度的数学表征和实验测量不成熟的问题,对液相启动压力测量方法及近似计算进行分析,从非达西渗流理论出发,推导出启动压力梯度的数学表达式,提出临界压差法和拟压力法作为新的测量方法。实验数据表明,建立的低渗致密气藏启动压力梯度数学表征及测量方法是准确、可行的。针对苏里格某区块展开实例分析,实验测得其储层启动压力梯度为０.０５～０. ２０ ＭＰａ／ ｍ。计算可知,该气区极限井控半径为８０～５７０ ｍ,该区块还有井网加密调整的空间。     

特低渗透砂岩大型露头模型单相渗流特征实验

应用电阻率测井的电极系测量原理,建立了一套测量平板模型平面流场的方法。同时利用特低渗透天然砂岩露头制作大型平板模型,进行了特低渗储层单相渗流实验。实验测定了平板模型单相渗流曲线,平面压力梯度场以及流场。利用压力梯度场和平行岩样非线性渗流曲线将模型渗流区域划分为不流动区、非线性渗流区和拟线性渗流区。研究表明,特低渗透多孔介质在平面渗流过程中存在非线性,平板模型视渗透率随着注采压差的增大而增加,模型平面流场存在未波及区域,提高平板模型注采压差后,平面渗流区域随之改变,流场中未波及区域消失。     

含滤波器的多换流站谐波阻抗模型与谐波交互影响研究

当多个换流站位于相邻交流电网时,换流站之间电气距离较小,一些特定的交流滤波器组合投切方式可能会引发换流站之间谐波电流的交互影响。基于谐波阻抗方法定义了换流站谐波电流影响系数,用于计算换流站之间谐波电流的交互影响程度。以银川东站与灵州站构成的多换流站系统为例,搭建含有交流滤波器的谐波阻抗模型,针对特征谐波,计算谐波电流影响系数,分析了交流滤波器组合投切对银川东站、灵州站谐波电流交互作用的影响。结果显示11、13次谐波电流的交互影响较小,23、25次谐波电流的交互影响较大,且特定滤波器的投切会造成各换流站交流母线谐波电流的明显变化。最后,建立PSCAD电磁暂态仿真模型,对上述分析结果进行了验证。     

砂岩气藏岩石孔喉结构及渗流特征

以多孔介质中气水两相渗流理论为基础,选择了四川须家河组气藏岩心,其渗透率在(0.002~70.28)×10-3μm2之间,分别开展了高压压汞、气水相渗以及气藏衰竭开采物理模拟实验研究,从岩石孔喉结构、受力特征以及气水两相渗流特征3方面对比分析了致密与中高渗砂岩气藏特征的差异。采用孔喉类型及数量比例、平均孔喉半径、孔喉中值半径3项参数对不同渗透率砂岩孔喉结构特征进行了精细描述,对比分析了低渗致密与常规及高渗砂岩孔喉结构特征差异;采用排驱压力、沿程阻力量化评价了气、水在不同渗透率砂岩中渗流时的受力情况,对比分析了孔喉结构对致密与常规砂岩产能的影响;建立了气相渗流能力与含水饱和度关系图版,对比分析了含水饱和度大小对不同渗透率岩心气相渗流能力的影响。研究成果将为气藏储层微观建模以及气、水渗流机理研究提供一定的参考依据。     

致密气藏孔隙水赋存状态与流动性实验

致密砂岩气藏岩石孔隙结构复杂,一般含水饱和度较高,且其中水的分布与赋存状态及流动性等对气体渗流影响较大。通过选取苏里格气田具有代表性的不同物性岩样,开展气驱水、核磁共振、压汞等实验分析,建立了孔隙-核磁曲线交汇图,研究岩石孔隙中水的赋存特征及流动性。研究结果表明:1在砂岩储层中,水优先占据细小孔隙和大孔隙壁面,气分布于大孔隙中央。2致密砂岩细小孔喉内的水流动性差,残余水饱和度较高,其流动性与其中的气体流动密切相关,当气体流动压差(流速)较低时,只能驱动相对大孔隙中的水;随压差增大,可驱动更加细小孔隙中的束缚水。3气体可驱动束缚水的最小孔隙半径与气流压差成指数函数关系,在半径为0.05μm的孔喉中,气驱水的压力梯度约为1.78~2.22 MPa/cm。因此,致密气藏中半径小于0.05μm孔喉中的水很难流动,这部分孔喉很难成为气藏开采的有效通道。该研究结果对研究致密气藏的开采机理具有重要意义。