损伤对爆生气体作用下孔壁岩石开裂规律的影响

在准静态假设条件下，应用有限元计算软件ANSYS9．0对爆生气体作用于水泥试样中心孔的冲击开裂现象进行了数值模拟研究。根据数值模拟计算结果，分析了初始损伤（宏观微裂纹）的存在对爆生气体作用下孔壁岩石开裂规律的影响，总结出了在爆生气体作用下柱孔孔壁上周向应力分布及裂纹生成扩展的基本规律。在简化模型基础上进行的计算，可以解释柱孔开裂实验中不可能出现一条裂纹的现象。计算结果与实验结果对比分析说明，所建立的计算模型是合理的，基于断裂理论的裂纹面附加拉应力的假设能够反映实际现象。     

岩石脆性对水力压裂裂缝影响的数值模拟实验

水力压裂裂缝起裂与拓展轨迹对致密油气储层水力压裂改造效果的影响至关重要。基于胜利油区某区块埋深为3200m的致密砂岩储层岩石试样的单轴压缩物理实验结果,应用数值模拟软件RFPA~(2D),对单轴压缩数值模拟实验中的岩石力学参数进行标定,建立数值模拟模型,研究岩石脆性指数及残余应力水平对水力压裂裂缝拓展轨迹的影响。研究结果表明:岩石脆性指数越大,越有利于水力压裂裂缝的拓展,并且产生的裂缝越宽,起裂压力越小,形成有效复杂裂缝网络的面积越大,水力压裂改造的效果越好;岩石残余应力水平越低,水力压裂产生裂缝的发育程度越高,并且压裂裂缝的宽度越宽,起裂压力越低,水力压裂改造的效果越明显。     

管道容器连通系统内气体爆炸影响因素的数值分析

采用数值模拟方法,通过对小型连通容器爆炸过程的分析,系统研究了管道和容器连通的系统内可燃介质发生爆炸时着火点位置和容器的几何尺寸对系统爆炸强度的影响,模拟结果与已有的实验结果基本一致。该研究结果可为大型连通容器系统安全防爆设计提供参考。     

地应力对爆炸压裂影响规律的数值模拟研究

为了揭示地应力场对井内爆炸压裂作用下裂缝形成及分布的影响规律,进行了井内爆炸压裂室内模拟试验。基于弹塑性损伤理论建立了井内爆炸压裂数值计算模型,在借助试验结果验证模型准确性的基础上,研究探讨了地应力场对爆炸压裂作用下裂缝扩展规律的影响。研究结果表明:试验条件下,炮眼内炸药爆炸后并未对炮眼造成粉碎性破坏,且裂缝沿曲线扩展;爆炸压裂作用下井壁围岩中将产生长而宽的主裂缝和短而细的次裂缝;主裂缝扩展方向受地应力场控制,垂直于最小水平地应力方向;不同地应力场条件下,裂缝扩展范围及密度亦随之发生改变。 研究表明,准确掌握地应力大小及方位,有利于控制主裂缝的扩展及分布形态。      

多裂纹对裂纹搭接规律影响数值模拟及机理研究

为研究多裂隙的损伤断裂规律,基于统计损伤理论,建立了含不同密度及倾角的多裂隙模型,对多裂隙的裂纹扩展过程、应力-应变规律进行了数值模拟,讨论了拉伸裂纹产生机理、多裂纹的临界长度,并基于声发射数值模拟结果说明了裂纹的损伤过程,结果表明,拉伸裂纹在预制裂纹尖端及靠近尖端产生,剪切裂纹产生于裂纹中部,靠近模型边界的预制裂纹存在“边界效应”;不同裂纹密度模型的峰值强度分别降低4.3%、4.7%及18.8%,不同裂隙角度的增大对模型峰值强度提供的百分比分别为13.2%,45.2%及61.9%,裂隙角度对模型峰值强度的影响要大于裂纹密度;讨论了单裂隙拉伸裂纹的产生机理,对多裂隙拉伸裂纹相互贯通的临界裂纹长度进行了推导。     

可燃气体爆炸载荷作用下海洋平台舱室结构动态响应的数值模拟研究

采用大型有限元软件MSC.DYTRAN,对泄漏气体爆炸载荷进行数值计算,并对辽河作业一号海洋平台某舱室结构在爆炸载荷作用下的动态响应进行了数值模拟研究。分别从结构的变形失效形式和构件能量吸收等方面研究了海洋平台舱室结构在可燃气体爆炸载荷作用下的破坏机理和响应特征。     

内压作用下含裂纹射孔套管临界开裂应力分析

为了了解内压作用下含裂纹射孔套管临界开裂应力,为现场确定泵压等施工参数提供参考依据,用ANSYS有限元分析软件建立了射孔套管有限元模型,给出了含孔边裂纹射孔套管应力强度因子计算公式,对内压作用下含裂纹射孔套管临界开裂应力进行分析计算,得到了临界开裂应力与纵向裂纹长度的关系曲线。研究结果表明,套管最大应力集中在孔边裂纹处,在内压产生的应力作用下裂纹有可能沿轴向产生脆性扩展,因此,孔边裂纹大大削弱了射孔套管的强度;射孔套管临界开裂应力随裂纹长度的增加而减小;在短裂纹区(10 mm相似文献   

基于数值模拟的储层岩石力学参数预测模型分析及应用

由于储层钻孔采样所获取的实际岩心数量有限,导致室内物理力学试验结果具有较大离散性,难以准确地标定储层岩石力学参数。为此,应用数值模拟方法,根据某油田取心样品的物理力学试验结果以及测井资料中不同埋深储层岩石的孔隙度,利用有限元分析软件RFPA2D建立相应的数值模拟岩心,进而对不同孔隙度数值模拟岩心的弹性模量、应力峰值强度、残余应力强度及泊松比等岩石力学参数进行数值分析。将物理力学试验结果与数值模拟结果进行整体回归分析,得到以孔隙度为主变量的岩石力学参数预测模型。基于该预测模型,建立某油田储层三维水力压裂模型,探讨三维水力压裂裂缝的扩展形态,并将数值模拟试验与现场施工的压裂曲线进行对比,发现二者的压裂压力在变化趋势上基本一致,且压裂段的起裂压力与延伸压力相差也较小,验证了研究成果及方法的合理性和适用性。     

高能气体压裂瞬态压力耦合分析

高能气体压裂的瞬态压力分析是压裂设计、优化和控制的基础.本文提出了一个高能气体压裂瞬态压力分析模型,包括火药燃烧、压井液体运动、井筒流体通过射孔孔眼的泄流和裂缝中流体流动等分析内容.由于高能气体压裂工作介质的气——液混合流体的可压缩性,以上各项分析严重耦合.采用合适的数值计算模式,可以计算出瞬态压力的每一过程.计算实例结果表明.与实测结果吻合较好.根据这个压力分析模型,综合考虑装药参数、射孔参数、地层参数、压井参数等对施工结果的影响,能预测高能气体压裂的压力变化过程和裂缝范围,实现对高能气体压裂的优化和控制.     

机械密封失效的影响因素与影响机制研究

根据机械密封生命期的概念,把机械密封按生命期时序分为设计、制造、使用与维护、失效4个阶段.要避免机械密封失效,必须无一遗漏地审查影响失效的所有因素,这需要寻求机械密封失效影响因素集.在大量机械密封失效样本中,发现了影响机械密封失效的因素、实际出现的项次和这些影响因素在机械密封的生命阶段属性,确定了机械密封失效样本与3个...     

催化裂解过程丙烯选择性的影响因数探究

生产丙烯的催化裂解技术已在工业装置上得到广泛应用,该技术的干气产率随着丙烯产率的增加而增加,因此如何在增产丙烯的同时降低干气产率、提高过程的丙烯选择性,成为催化裂解技术亟需破解的难题。通过研究催化裂解过程丙烯生成的反应化学以及影响丙烯选择性的反应参数,对DCC技术进行了改进,开发出低干气产率、高丙烯选择性的增强型催化裂解（DCC plus）技术。结果表明,与DCC技术相比,DCC plus技术的干气和焦炭产率可以分别降低159百分点和249百分点,丙烯产率增加167百分点,丙烯/干气产率比增加了058百分点。DCC plus 技术的丙烯选择性明显提高,并已在国内外工业装置上得到应用。     

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系统采集了柴达木盆地不同构造分区16个油气田的30个天然气样品，测试了其组分和碳同位素值。运用前人建立的判识模式并结合天然气地球化学判识指标，区分出了柴达木盆地干酪根初次裂解气和烃类的二次裂解气。柴达木盆地西部各油气田天然气、北部冷湖油气田天然气为干酪根初次裂解的产物，而分布于南八仙气田的部分气井和伊深1井1500m以下产层的天然气则属于烃类的二次裂解气。文章的研究结果对柴达木盆地天然气成因研究与天然气勘探具有重要的参考价值。     

裂解炉热效率的影响因素分析

以中原乙烯CBL炉的实测数据为基础,利用反平衡法定量地计算了排烟温度、过剩空气系数、燃料不完全燃烧、风速、环境温度等各种因素对裂解炉热效率的影响程度,对设计与操作中如何提高裂解炉热效率提出了可供参考的建议。     

页岩气低速渗流特征分析及影响因素研究

针对页岩气低速条件下渗流特征及基质页岩应力敏感性特征不明确的问题,通过自主开发的页岩气低速渗流装置进行实验,获得不同气体、不同孔隙压力条件下页岩气低速渗流规律及基质页岩应力敏感性特征。研究结果表明：基质页岩岩心吸附能力较强,由吸附作用造成的无回压条件下氦气的流动能力为甲烷的1.5～2.0倍;随着孔隙压力的升高,吸附气与自由气共同作用造成甲烷流动能力呈现先上升后下降的趋势;随有效应力增加,基质页岩岩心渗透率呈指数式下降,且孔隙半径逐渐减小,气体滑脱效应增强,气体流动能力在总体稳定的基础上略有升高。研究成果对基质页岩中气体渗流规律的研究及页岩气藏的开发生产具有重要的指导意义。     

影响天然气水合物形成因素的实验研究

本文主要就影响天然气水合物形成的各种因素进行实验研究,包括气体组成、温度压力、含水饱和度、离子浓度、气体搅拌、CO2酸性气体等的影响.通过实验数据和实验结果的分析得出各种因素对天然气水合物形成的正负影响和影响程度,从而对天然气水合物有更深入地了解,对解决现场生产实际问题具有直接性的指导作用.     

页岩表面甲烷气吸附机理及影响因素研究

页岩表面甲烷气的吸附机理及影响因素研究对于准确预测页岩气藏的可采储量至关重要,为此利用MS软件,采用巨正则蒙特卡罗方法建立了页岩气在泥页岩地层中的吸附模型,对页岩气在地层中的存在状态进行了分子动力学模拟。分别用石墨代替有机质干酪根、二氧化硅晶体代替黏土矿物、甲烷气（CH4）代替页岩气,模拟了不同大小孔隙石墨和不同极性二氧化硅表面CH4的吸附过程,分析了吸附状态、吸附能等参数。分子模拟结果表明,CH4与二氧化硅表面的作用以库仑力为主,吸附能和吸附量随表面极性增强而降低;CH4与石墨表面的作用以范德华力为主,吸附体系总能量和吸附能均随孔隙直径增大而降低,因此CH4的吸附厚度和吸附态CH4的比例也随之减小。研究表明,有机质是CH4吸附的主要载体,石墨对CH4的吸附能力远大于二氧化硅,且CH4在石墨表面的吸附为多层的物理吸附,是影响页岩储层CH4储量的主要因素。      

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煤层甲烷在煤储层中的储集及渗流与常规天然气大不相同，其影响因素多样而复杂。 影响煤层气产量的主要因素是煤层渗透率、煤层厚度及含气量。大量煤层气井生产实践证明，含气量是影响产量的物质基础，而渗透率是影响产量大小的控制性因素。煤层含气量与煤层厚度及埋深一般有正相关关系，而渗透率一般随埋深增加而减小。用产气潜能与产气能力将更全面地反映含气量及渗透率对煤层气井产量的影响。把含气量引入达西流产量公式也许能更真实地反映甲烷气体在煤储层中流动产出的特征。     

气体泄漏扩散过程及影响因素研究

气体的泄漏扩散是石油、化工企业的常见事故之一。对于易燃易爆气体,在泄漏和扩散的过程中,可能发生火灾甚至爆炸;而毒性气体的泄漏扩散则可能对人员造成伤害及带来环境污染等。研究气体泄漏扩散的规律及影响因素,对于安全管理、事故调查分析、工程设计、应急措施及风险评估具有重要的意义。以饱和丁烷为研究对象,运用DNV公司的PHAST软件,探讨了气相泄漏扩散规律,对影响气体扩散的风速、大气稳定度、地面粗糙度等因素进行了研究。研究结果为制定气相泄漏扩散的预防及管理措施提供了依据。     

固载型催化裂化汽油脱臭催化剂催化性能的影响因素

以硫醇的石油醚溶液为催化裂化汽油模拟体系,采用静态试验法考察了硫醇结构及含量、反应温度、活化剂、催化剂颗粒大小及储存条件等对固载型脱臭催化剂(简称固载型催化剂)活性的影响。实验结果表明,异构硫醇比正构硫醇难脱除、高碳数硫醇比低碳数硫醇难脱除;硫醇含量越高,它的转化率越低,硫醇硫含量在150～373μg/g内,催化剂催化硫醇氧化反应处于反应控制阶段;在适当范围内升高反应温度、添加活化剂、减小催化剂粒径,均有利于提高固载型催化剂的活性;储存在空气中的固载型催化剂与新鲜催化剂活性相当,储存在氧气中的固载型催化剂活性明显降低。