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。     

低密度支撑剂用酚醛/环氧树脂改性复合材料的研究

采用液体酚醛树脂浸渍,再用环氧树脂包覆的方法制备了以坚果壳为基体的低密度支撑剂用复合材料,通过IN STRON万能材料试验机,TGA,SEM等测试手段测试了复合材料的性能。研究表明,浸渍的酚醛树脂溶液浓度达到70%时,复合材料在60M Pa压力下变形量有一最小值;随着颗粒表面包覆层环氧树脂量的增加,复合材料在60M Pa压力下变形量逐渐减少,当树脂量大于25%时,变形量变化不大;TGA表明复合材料耐热性提高;SEM发现未包覆改性的颗粒表面有较多孔洞,包覆改性后的复合材料表面较光滑,孔洞明显减少;显微镜照片显示未包覆改性的颗粒60M Pa压力下严重破裂,而复合材料没有破裂现象,且颗粒表面有明显的树脂层;吸水能力由30.45%降至6.58%,耐溶剂性能明显提高。     

真空水力输送管道的数值模拟研究

分析了不同类型真空排水系统水力输送的研究重点。讨论了真空水力输送管道的流动形态及其非恒定流问题。介绍了一种用于真空水力输送管道模拟的气液双流体模型。以室内真空排水系统中常见的真空污水收集单元为例进行了数值模拟,得到了管道中持液率和压强的瞬态变化过程,对结果做出分析,可为系统的优化设计及运行提供参考。     

铬铁矿掺杂对压裂支撑剂结构与性能的影响

以低品位CLK6-62型铝矾土为主要原料, 采用无压煅烧技术制备了铬铁矿掺杂的铝矾土基石油压裂支撑剂, 并系统考察了铬铁矿添加量对试样物相、微结构及性能的影响。分析表明, 铬铁矿掺杂有效促进了铬刚玉相和棒状莫来石相的发育, 从而获得了具有双重增强机制的高强度试样。其中, 铬铁矿添加量为2wt%时, 试样烧结温度可降低60℃(从1480℃到1420℃), 并且其在69 MPa闭合压力下的破碎率仅为1.8%(未掺杂试样: 5.1%)。该工艺采用低品位矿物原料及现有设备, 所制备支撑剂性能高于相应标准要求, 具有较好的推广前景。     

铁含量对石油压裂支撑剂性能的影响

分别以云南某地高铁铝土矿及其浮选除铁后得到的选后矿为主要原料,采用不同的配料方案,再加入辅料经制粒、烧结等工序制备了不同含铁量的铝矾土质石油压裂支撑剂,并通过考察产品的体密度、破碎率、物相组成和微观形貌等研究Fe元素含量对其石油压裂支撑性能的影响。研究表明,随着铁含量的增加,支撑剂样品中刚玉相逐渐减少,玻璃相逐渐增加,刚玉相的支撑骨架作用减弱,因而样品的最小破碎率先逐渐增大,达到最大值后又大致保持不变,且相应最小破碎率的烧结温度逐渐降低。     

子长采油厂水力压裂与产量关系评价

依据大量的压裂资料,根据水力压裂驱油后压裂与产量的变化。来说明压裂加砂量与产量之间的规律,其研究结果对子长采油厂生产井的有效布置及压裂砂的加入量具有一定的参考价值。     

水力喷射逐层压裂工艺应用

水力喷射分段改造技术是90年代末发展起来的目前国外应用比较广泛的技术。1998年,Surjaatmadja首先提出了水力喷射压裂思想和方法,并用数值模拟和室内实验方法对其可行性进行了研究。之后,Surjaatmadja和T．G．Love等不断总结现场施工经验,对水力喷射压裂的处理流程做了修改完善。虽然从提出水力喷射压裂的方法到现在时间很短,但该方法是目前为止被证明对低渗透油藏裸眼水平井进行压裂增产改造的有效方法。     

关于压裂支撑剂视密度影响因素分析探讨

视密度是陶粒和石英砂的一项重要特性,按照标准要求,视密度操作过程比较复杂,影响因素较多,通过实验发现,视密度的重复性较差,为此对检测结果进行分析,发现影响检测结果的因素主要是以下3个方面：（1）标准没有确定选用的密度瓶规格;（2）不同测试液对检测结果影响较大;（3）检测过程中,加入的样品质量对实验数据也会有影响;为此文中从这3个方面入手,选出最合理的实验方案,以提高检测结果的平行性及准确性。     

水力喷射压裂机理与技术研究进展

水力喷射压裂是一种能够有效对低渗透油藏压裂带来增产的重要途径,它是首先通过射孔,然后再进行压裂,最后形成隔离的一种系统性新型增长改造技术,主要对于水平井以及低渗透油藏直井较为适用。本文以水力喷射压裂为研究对象,首先对其机理分别从射孔以及压裂这两个方面进行了分析,然后再从水力喷射压裂技术的进展方面进行了探究。在现场工作中,工程成功的关键因素之一就是水力喷射压裂技术的应用。因此本文通过对该项技术机理以及进展的研究,希望能够对相关工作起到一定的帮助作用。     

页岩油体积压裂原位生成支撑剂材料研究进展

页岩油水平井体积压裂形成的复杂裂缝系统,需要有效支撑才能最大化发挥体积改造的作用,但因现有的支撑剂密度高、粒径大,很难运移到主缝远端和微缝内部。为了实现体积压裂全尺度裂缝的支撑,研究者们提出通过压裂液与岩矿原位反应生成支撑剂的技术思路,实现压裂液到哪里、支撑剂就到哪里的目的。本文综述了两类在地层温度、压力条件下原位生成支撑剂方法的最新进展：一类是利用地层高温高压水热合成无机矿物颗粒支撑剂,另一类是形成对温度压力敏感的高分子聚合物颗粒支撑剂。在介绍原位支撑剂颗粒生成的方法和原理基础上,将其性能与传统支撑剂进行比较,并且探讨了原位生成支撑剂的应用前景。新型压裂液地层条件下原位生成固体支撑剂可能对整个油气工业,乃至能源领域带来一场全新的变革。希望可以引起研究者们更广泛的关注。     

水平井水力压裂的三维有限元数值模拟研究

对水平井进行水力压裂,一口井可以形成多条横向裂缝,增产效果比直井更明显,因此近年来水平井压裂应用越来越广泛.该文以ABAQUS软件为平台,采用流固耦合单元模拟岩石的应力渗流耦合行为,采用带有孔隙压力自由度的粘结单元模拟油层和隔层的破裂和扩展,射孔连接微环隙和横向裂缝,即假设了双向同时起裂和扩展的可能性.对大庆油田某水平...     

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.     

MP PFGun脉冲爆燃压裂技术在阿曼SSM-XX井的应用

简要叙述了MP PFGun技术工作原理、系统结构特点以及PropFrac脉冲压裂模拟器软件基本功能,并对SSM-XX井的模拟计算P-T曲线和井下压力仪实测曲线进行了对比。结果表明:SM-XX井采用MP PFGun电缆输送工艺安全,脉冲压裂持续时间长,且利用PropFrac模拟软件指导施工设计,取得了较好的应用效果。     

MP PFGun脉冲爆燃压裂技术在阿曼SSM-XX井的应用

简要叙述了MP PFGun技术工作原理、系统结构特点以及PropFrac脉冲压裂模拟器软件基本功能,并对SSM-XX井的模拟计算P-T曲线和井下压力仪实测曲线进行了对比.结果表明:SM-XX井采用MP PFGun电缆输送工艺安全,脉冲压裂持续时间长,且利用PropFrac模拟软件指导施工设计,取得了较好的应用效果.     

断裂爆破在汾西矿业集团的试验和应用

定向断裂爆破是利用聚能药卷改变巷道周边眼的装药结构,利用聚能作用控制裂隙的方向和数量,因而能获得较好的爆破效果。本文主要介绍了定向断裂爆破的机理以及在汾西矿业集团所进行的爆破试验的方案、爆破参数和试验结果。同时对使用聚能药卷前后的爆破效果进行了对比,结果表明,定向断裂爆破可明显提高巷道的成型质量,降低材料消耗。     

断裂爆破在汾西矿业集团的试验和应用

定向断裂爆破是利用聚能药卷改变巷道周边眼的装药结构,利用聚能作用控制裂隙的方向和数量,因而能获得较好的爆破效果。本文主要介绍了定向断裂爆破的机理以及在汾西矿业集团所进行的爆破试验的方案、爆破参数和试验结果。同时对使用聚能药卷前后的爆破效果进行了对比,结果表明,定向断裂爆破可明显提高巷道的成型质量,降低材料消耗。     

聚合物电解质膜中质子输送过程的Monte Carlo模拟

模拟了质子在质子交换膜中的输送过程.通过构造新模型,研究了质子数等因素对质子在质子交换膜中输送过程的影响.有实验资料表明质子在膜中的大多数输送是链段运动和质子跃迁双重作用的结果,利用模拟参数本文将输送的质子数表征为链段运动和质子跃迁两项和的形式.随着质子浓度的增加,质子输送数随之增加,达一定值后又随之下降.同时质子输送数随着链段长度、链数、总链段浓度等的增加而增加.而随着链段运动恢复时间的相对增加,质子的跃迁数略有下降.此外,随链容纳质子数的增加,可运动质子数随之增加,达一定值后渐达平衡值.这些结论与文献报道的实验结果基本相符.     

液压减振器热动力学及其影响因素理论分析

对液压减振器在衰减悬架系统振动过程中的发热问题通过计算机仿真进行了初步的研究，对减振器发热及其影响因素进行了比较全面的分析，得到了一些重要的指导性结论，也为后续研究奠定了良好的基础。