微地震方法监测水力压裂改善措施效果

微地震方法可以很好地监测水力压裂裂缝方向及长度。本文根据监测结果，分析了油田开发井网与裂缝方向的适应性，确定了水力压裂合理造缝长度并对水力压裂工艺方案进行优化，从而改善了压裂措施效果。     

水力压裂过程中射孔冲蚀效应的数值模拟研究

针对水力压裂过程中射孔冲蚀效应使得射孔簇处射孔数目难以确定的问题,使用FrackOptima全三维水力压裂软件和前期研究建立的射孔冲蚀模型建立算例。通过边界元进行网格离散,使用时间步长算法进行流固耦合数值模拟,定量研究射孔冲蚀效应对裂缝最终形态、压裂液流量分布、射孔摩阻、射孔直径、流量系数、井底压力这6个压裂结果参数的影响规律。研究结果表明：传统非限流压裂过程中射孔摩阻的值和射孔冲蚀导致的摩阻瞬时动态变化较小,因此可以忽略射孔冲蚀效应;而在使用同时多簇限流压裂方法开发非常规油气的过程中,射孔摩阻的值较大且射孔冲蚀导致的摩阻瞬时动态变化较明显,所以必须考虑射孔冲蚀效应。在算例参数条件下,选取8孔/簇可以获得较合适的射孔摩阻,从而较好地平衡应力阴影效应,获得较均匀的多条裂缝发育;同时,确保井底压力在实际压裂安全范围内。     

多煤层合层水力压裂关键技术研究

为了开发单层较薄、间距较小的煤层群中的煤层气资源,采用"加密射孔(煤层段16孔/m,夹层段32孔/m)+封堵球多级压裂法"对西山煤田8#和9#煤层及所夹的"虚拟储层"进行了合层压裂.结果表明:合层水力压裂时"虚拟储层"能否破裂在于"虚拟储层"段与煤储层间的孔眼摩阻的差值能否满足"虚拟储层"与煤层的抗拉强度的差值.当采用逐级加排量能使"虚拟储层"段破裂时,排量的大小控制着煤层段和"虚拟储层"段的泵注液量,水平地应力的大小和方向、煤岩的弹性模量和泊松比决定了裂缝延伸形态;当不能使"虚拟储层"段破裂时,实施"封堵球"技术,根据所建模型确定出投球数不大于40个.当排量达到最大8.2m3/min时,压力虽有上升,但不能使"虚拟储层"破裂;使用"封堵球"技术,部分孔眼堵塞,压力急剧上升至30MPa,"虚拟储层"破裂,平均921.5m3/d排采数据验证了这一压裂工艺的可行性.     

水力喷砂射孔压裂隔上压下工艺技术的实践应用

水力喷射分层压裂技术在复杂油气藏（低渗透油气田、多层、薄层）的储层改造中应用日益广泛,该技术常用于水平井、裸眼井、垂直井等新井的开发投产。在一些老井的储层改造或补层投产过程中,水力喷射分层压裂技术的应用则常受到老井生产历史的限制。本文介绍了一种隔上压下水力喷射分层压裂技术的工艺设计及现场实践应用。现场应用表明,该技术工艺简单,效果显著。     

高煤级煤储层水力压裂裂缝扩展模型研究

为了研究煤层气井水力压裂后的裂缝扩展规律,以沁水盆地南部煤层气井为例,基于区内煤储层的物性特征和水力压裂工程实践,根据水力压裂原理,采用数值分析的方法,探讨了研究区的煤层气井水力压裂后的裂缝形态与裂缝展布规律,提出了研究区煤层气井压裂过程中的综合滤失系数计算方法,构建了高煤级煤储层水力压裂的裂缝扩展模型,并进行了验证.研究结果表明:区内煤层气井压裂后形成的裂缝一般扩展到顶底板的泥岩中,且以垂直缝为主,裂缝形态符合KGD模型.区内常规压裂井的裂缝长为47.8～177.0m,平均90.6m.裂缝缝宽为0.013～0.049m,平均0.028m.模型计算结果与实测值、生产实践较为吻合.     

四川泸州地区大深度页岩气水力压裂电磁监测的应用

电磁法在评估压裂液范围及裂缝形态时发挥着重要作用,在压裂监测中应用前景广泛。然而,对于川南地区的大深度页岩气水力压裂监测应用较少。为此,本文基于电磁监测理论,通过简化压裂模型进行数值模拟实验,在建立电磁监测技术的数据处理流程基础上,结合现场试验,从压裂液波及范围、用液强度、加砂强度、重复改造面积等多方面分析了压裂监测效果,进一步分析了电磁法进行水力压裂裂缝监测的有效性。其中,压裂监测段共计13段,获得各段波及面积4 700～24 042 m²,波及宽度36～182 m,平均波及长度207 m。应用实例表明,电磁监测技术能实时了解压裂波及范围与展布形态,对压裂效果评价与施工参数的优化具有一定程度的指导意义。     

水力压裂优化设计方法研究

综合根据施工规模预测压裂效果和根据增产要求设计施工规模的两种设计思想体系,将裂缝三维延伸模拟技术应用于压裂施工设计,提出了从地层条件出发、以最佳的压裂效果为目标的水力压裂优化设计方法,通过不断地自动调整各段压裂液体积、地面加砂浓度、支撑剂类型和粒径等施工参数,设计出最优的施工方案,并在此基础上,采用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ 语言研制了一套Ｗｉｎｄｏｗｓ 环境下的三维压裂优化设计软件,在现场应用中取得了令人满意的施工效果。     

煤层气井水力压裂效果评价与消突时间预测研究

为了评价和预测高瓦斯矿区煤层气预抽工程水力压裂致裂与消突效果,以屯留井田煤层气井为例,采用微地震监测技术与基于滤失效应下的水力压裂预测模型,对煤层气井水力压裂产生的裂缝形态和几何尺寸进行了预测评价。结果显示:研究区水力压裂产生的裂缝形态以KGD型垂直缝为主,主裂缝沿着裂隙主发育方向进行扩展;水力压裂控制范围近似椭圆形,基本符合设计要求;消突预抽时间与日均抽采量之间呈指数负增长关系,据此,建立了单井压裂区消突时间预测模型,为企业合理安排预抽计划以及煤矿安全高效生产提供了保障。     

基于光滑节理模型的岩体水力压裂数值模拟

水力压裂是许多工程中非常关注的问题,自然情况下的岩体由于经历反复的地质作用往往会形成大量的结构面,结构面的存在影响并制约着岩体的性质.基于颗粒离散元程序对页岩水力压裂进行了数值模拟,采用颗粒粘结模型及光滑节理模型分别模拟完整岩石与节理面,对比分析了完整岩石以及存在节理面的岩体在高压水作用下的裂缝扩展及分布规律.研究发现:对完整岩石进行水力压裂可以获得较为完整的裂缝,且裂缝基本上沿着平行于最大主应力的方向扩展.节理面的存在对页岩水力压裂裂缝的扩展具有诱导作用,数值模拟结果显示除了注水孔周边,裂缝基本上沿着节理面扩展.     

纵波速度模型约束的首都圈地壳横波速度结构成像

通过搜集首都圈地震台网记录到的634个地震事件的近三万条地震射线,并从中挑选出274条信噪比高、发育良好的面波频散曲线,并将已有的纵波速度转换为横波速度,作为横波速度反演的初始模型,利用最小二乘反演方法进行面波频散层析成像,得到了研究区地壳S波速度结构和地壳的厚度分布以及一些初步结论：地壳可分为地表、基底、上地壳、中地壳、下地壳五层,中地壳整体横波速度表现为弱梯度,局部出现负速度梯度,下地壳横波速度均呈现不同程度的异常,证实了中地壳低速层的存在;研究区内速度存在明显横向不均匀性,这是复杂的地质构造特征在地球物理场中的响应;各构造单元表现明显不同的速度结构变化,中地壳层位速度变化范围较小;同一构造单元在不同深度的层位上速度变化明显,出现高低速异常交替现象,特别是在张渤断裂带上地壳层位以上,高速和低速异常块体交替明显;地壳平均厚度29～40km,并且从东南向西北逐渐变厚加深,其中张北地区地壳最厚达40km,华北裂陷盆地地壳厚度为29～32km,华北裂陷盆地中部的深浅交叉的异常块体内的冀中坳陷构造最薄。     

坝基双集中渗漏通道传热模型及流速反演研究

堤坝集中渗漏通道可虚拟为持续线热源,通过线热源函数建立传热模型进行渗漏定量计算。针对现有线热源模型的一些局限,考虑在以下2个方面进行改进:1)线热源为有限长;2)热源强度是沿程变化的。而且实际地质条件下常有双通道或多通道渗漏的状况,此时现有的单通道传热模型已不适用。在此基础上应用虚拟热源法叠加原理建立了在半无限大介质中有限长双渗漏通道的传热模型,推导出其解析解,并提出了基于此模型对流速进行反演的系统方法。由此设计了一套室内实验系统对双集中渗漏通道传热模型在不同工况下的温度场进行模拟,并将理论计算值与实验实测值进行比较。结果表明,所建立的传热模型和所提出的流速反演方法是可行的。     

基于LMD-SVD的微震信号降噪方法研究

作为一种3维、实时的监测手段,微震监测通过分析岩体破裂产生的微震信号,评估工程岩体的稳定性,为工程建设和人员安全提供预警。然而,工程现场情况复杂,采集微震信号时通常会混入一定程度的噪声,影响后续微震信号的分析工作。针对这一问题,提出一种基于局部均值分解（local mean decomposition,LMD）和奇异值分解（singular value decomposition,SVD）的LMD-SVD联合降噪法以降低噪声干扰。该方法首先使用LMD分解,获得一系列由高频到低频分布的乘积函数（product functions,PF）;通过计算原始信号与各个PF分量之间的相关系数,确定含噪信号与有效信号之间的分界位置,将分界分量之前的分量剔除,实现初步降噪。然后,针对LMD分解结果中的残留噪声,使用SVD法,以加权能量贡献率（percent of contribution to total energy,PCTE）作为奇异值阶数的确定方法,对分界PF分量进行降噪处理,实现二次滤波。通过上述处理,最终实现微震信号降噪。在仿真实验中,对于同一带噪的Ricker子波,分别使用经验模态分解（empirical mode decomposition, EMD）、LMD、LMD-SVD这3种方法进行降噪处理。其降噪前后信号的信噪比、波形图及频谱图对比结果表明LMD-SVD是一种更好的降噪方法。此外,对于白鹤滩水电站左岸地下厂房的微震监测系统所采集的信号,运用LMD-SVD对含噪微震信号进行降噪处理,表明本文方法能够有效地去除微震信号中的高频噪声,为后续微震分析工作提供帮助。     

紊动流速实时处理系统及其在弯道模型中的应用

本文介绍一种紊动流速数据采集与处理系统,该系统能适用于各种率定曲线,能同紊动流速仪联机进行实时处理,并成功地用于弯道模型中紊动流速的量测,从而为说明河道环流结构影响水流紊动结构第一次提供了实验资料。     

某深基坑监测数据分析

基坑开挖对周边地表沉降的影响越来越受到重视。工程施工中如何保证基坑周边地表的稳定以及减小对周边环境的影响是当前研究热点和难点。本文以合肥市地铁一号线大连站深基坑工程为背景,介绍了工程概况和监测方案;对基坑围护结构内力、变形和周边土层沉降数据进行了对比;分析了基坑周边不同距离处与不同时间段内地表沉降的变化规律并对其原理进行了探究。结果表明:合理安排深基坑工程的施工进程与采取恰当的施工方法是保证安全生产的重要前提。本文可为相关类似深基坑工程的设计和施工提供一定的参考。     

李家峡拱坝变形原型观测资料分析及安全监控模型研究

结合李家峡拱坝原型观测资料,对拱冠坝段垂线资料进行了分析,根据数理统计分析方法建立了拱冠坝段2 185 m层测点位移统计监控模型.并结合非线性有限元,对模型中的水压分量进行有限元计算,并与实测值拟合,建立了位移混合监控模型.计算结果表明,两种模型拟合精度较高,可以在大坝安全监测中发挥重要作用.     

电站锅炉一次风速在线监测系统的软件开发

就一次风速、喷口风速、煤粉浓度实现实时、准确的测量问题，进行了技术分析；介绍了自行研制的一次风速在线监测系统，该软件系统对电站锅炉的一次风速、喷口风速和煤粉浓度进行在线监测，为电站锅炉的安全和经济运行提供客观的指导依据。     

GPS变形监测网数据处理问题探讨

介绍用GPS相对定位技术建立变形监测系统的过程，包括监测网的技术设计、数据采集、数据处理要求、GPS网基线平差计算、GPS网质量评价以及变形分析等。重点讨论了在制定GPS监测网数据处理方案时要考虑的问题。     

自适应卡尔曼滤波在地铁监测中的应用

目的通过滤波后的数据对比,验证自适应卡尔曼滤波在处理地铁变形监测数据工作中优于经典卡尔曼滤波.方法分别应用经典卡尔曼滤波和自适应卡尔曼滤波建立动态处理数据模型,对地铁变形监测数据进行处理,并与人工实测值进行对比.结果使用经典卡尔曼滤波处理后,数据精度提高38%,使用自适应卡尔曼滤波处理后,数据精度提高55%.结论自适应卡尔曼滤波与经典卡尔曼滤波相比,自适应卡尔曼滤波剔除噪声效果强与经典卡尔曼滤波,并且自适应卡尔曼滤波后数据整体变化平稳,与实测值吻合性较好,自适应卡尔曼滤波在处理沈阳地铁一号线监测数据中,优于经典卡尔曼滤波.     

电能质量监测系统中的数据处理技术

针对当前电能质量监测数据处理方法的不同 ,提出了基于数据预处理、分析时间间隔的合理选择和生成日统计文件的数据处理方法。根据IEC国际标准在下位机中设定有效测量时间 ,然后在监测系统中按指定格式读取监测点采集数据文件 ,在上位机中得到了清晰、明了的图形并能快速生成各类统计报表。通过这种数据处理方法 ,使整套电能质量监测系统达到工程实用的水平。