缝洞型碳酸盐岩油藏井钻遇溶洞试井的解释模型

缝洞型油藏油气分布受多次成藏、不同后生作用破坏改造和储集空间非均质性等因素影响,常会造成油气运移聚集差异较大、油藏物性平面分布极其不均匀等状况。常规解析解试井分析理论受模型简化的限制,一般不能满足该类油藏渗流问题的求解需要。提出了井钻遇溶洞的试井解释模型,建立了相应的数学模型,并采用Laplace变换和Stehfest数值反演算法进行了求解。分析了溶洞储能比、溶洞大小对压力响应的影响,分析了其规律:溶洞半径越大,早期曲线斜率越大。溶洞相当于扩大了井径,增加了井筒储集系数;溶洞储能比越小,溶洞反映越明显;不同储能比早期曲线平行,而且溶洞储能比越小,截距越大。还提出了井钻遇溶洞油藏的试井解释方法,并编制了实用软件,利用模型对塔河油田某井进行了解释,解释结果与地质模型和钻井数据一致。     

基于数字模型的缝洞型油藏流体流动模型研究

利用充填溶洞的数字模型,建立了以Navier-Stokes方程为控制方程的N-S模型,模拟溶洞内流体的流动,并将模拟结果同渗流模型进行了对比分析.得出结论:溶洞内流体流动为层流时,可以利用达西渗流模型进行近似模拟,过渡流或紊流时,则可用Forchheimer非线性渗流模型近似模拟.对于溶洞内部流体的流动,N-S模型的模拟结果同渗流模型的模拟结果是类似的.这说明,缝洞流同渗流在本质上是统一的.这种统一性,可以利用管流理论进行解释.     

缝洞向井筒供液时三重压敏介质油藏压力响应特征研究

建立由基岩系统、裂缝系统和溶洞系统组成,并考虑溶洞渗透率和裂缝渗透率随压降的增加呈指数减小的三重压敏介质油藏试井解释模型,采用隐式差分格式对考虑井筒储存和污染效应的情况进行了求解。讨论了溶洞和裂缝无因次渗透率模数、介质问窜流、弹性储容比、外边界条件及表皮系数对压力响应的影响。结果表明：无因次渗透率模数导致压力及压力导数明显上升,窜流系数影响窜流阶段出现的早晚,弹性储容比影响压力导数曲线“凹陷”的宽度和深度,外边界条件的影响则和普通三重介质明显不同,表皮系数主要影响全部压力和压力导数早期的“凸起”,而无因次渗透率模数则主要影响压力和压力导数的后期。     

尾水洞中通气孔减缓明满流的作用研究

很多水电站由于地形、地质、整体布置或者利用已建的导流洞的原因,其尾水洞较长,因此,其水力过渡过程就十分重要,尤其在下游低水位工况下运行时,尾水洞就会出现明满流现象,其水力学现象十分复杂。通过数值模拟验证了通气孔减缓明满流的作用,并对不同尺寸通气孔的合理性进行了分析。     

缝洞型油藏三重介质数值试井解释方法研究

该文提出了基于高斯牛顿反演法的试井曲线自动拟合算法,通过对缝洞型油藏三重介质数值试井模型的理论试井曲线进行拟合,证明了该数值试井解释的正确性和实用价值.指出选择合适的初始模型和扰动量,并根据曲线形态和敏感性分析结果确定反演参数在此反演方法中的重要作用,用提出的方法对塔河油田的两口实测井进行了试井解释,获到较高的曲线拟合度和合理的参数解释结果.     

压裂水平井裂缝变质量入流与油藏渗流耦合模型研究

综合考虑了水平井筒完井段生产、各条裂缝长度不等、导流能力不同、间距不等、与水平井筒夹角不等以及关于井筒非对称等因素对产量的影响,建立了压裂水平井裂缝分段入流、水平井筒分段入流与油藏渗流的耦合模型.通过实例计算,揭示了水平井筒完井段及裂缝段的入流和压力分布规律,并对各裂缝的产量进行了敏感性分析.结果表明,在裂缝与井筒交点附近,裂缝入流存在局部极大值,且生产压差最大;裂缝之间的水平井筒完井段入流速度存在极大值,在裂缝与井筒交点处压力变化幅度剧增;裂缝半长对外裂缝产量影响程度深,对內裂缝的影响相反.     

岩溶隧道充填型隐伏溶洞涌突水持续时间特征试验研究

为研究岩溶隧道充填型隐伏溶洞涌突水持续时间特征,通过自主设计试验装置开展了不同介质上覆水头高度、介质沉积高度、介质类型和介质颗粒级配特征等条件的涌突水模拟试验,研究结果表明:(1)隐伏溶洞涌突水演化过程可分为四种模式,即渗-涌-突水(砂)模式、涌-突水(砂)模式、突水(砂)模式、渗-突水(砂)模式;(2)颗粒级配和介质...     

阶梯-深潭结构潭底压力特征研究

以山区河流天然的阶梯-深潭结构为研究对象,采用k-ε双方程紊流数值模拟方法,研究了不同流量下的阶梯-深潭结构潭底压力特征与河床结构安全相关的性质。4个数模工况实验数据均表明阶梯-深潭结构深潭底压力分布较为均匀,在潭底的压力分布呈现类似圆圈状闭合曲线状形式,保证了潭区压力分布的均匀性和合理性,同时也促进了能量高效均匀耗散。此外,阶梯-深潭结构主动调整潭区结构以及水深分布,形成水垫促进压差分布趋于平稳,阻止了因大流量工况下能量积聚、压力集中对河床结构造成直接被冲毁情形的发生,有利于河床结构的稳定和安全。     

四点剪切条件下岩石-混凝土界面裂缝扩展过程研究

采用四点剪切型试件进行岩石-混凝土界面断裂试验,研究不同加载方式、缝高比、偏缝率下界面裂缝的扩展过程。采用界面断裂力学的方法计算裂缝尖端应力强度因子,提出了能预测裂缝发展不同模式的界面裂缝扩展准则,结合岩石-混凝土界面的拉伸软化本构曲线,通过有限元方法对四点剪切加载条件下界面裂缝扩展过程进行模拟,数值结果与试验结果吻合良好。结果表明:在得到界面、混凝土与岩石的抗拉强度、断裂能和起裂断裂韧度后,可以采用数值的方法预测裂缝扩展的不同模式,求解岩石-混凝土界面裂缝在Ⅰ-Ⅱ复合型应力场下的起裂荷载、极限荷载、裂缝扩展长度等断裂参数,模拟裂缝扩展全过程。更多还原     

应力作用下非饱和土土-水特征曲线研究

总结有关土-水特征曲线的研究成果,利用非饱和土固结仪进行非饱和重塑粘土试样的土-水特征曲线试验,分析了竖向压力和固结压力对土-水特征曲线的影响,并利用Fredlund 3参数模型对试验数据进行拟合。研究结果表明,竖向压力越高,土-水特征曲线越平缓,空气进入值越大,同吸力下的土体饱和度越大。固结压力的影响与竖向压力相似。     

含沉水植物河道水流流速特性研究

在梯形平底水槽中,用塑料草模拟了沉水植物对水流的影响。结果表明：（1）流速不同、相对植物高度不同的情况下,植物对流速的影响是不同的;（2）含沉水植物的水流垂向流速分布曲线存在一条流速分界线,在其上部流速变大,下部流速变小,流速分界线在植物冠层以上,在相对水深h／H=0．3附近;（3）两株植物叶片之间是否有交叉重叠对水流的阻碍作用是有区别的;有交叉重叠时会额外增加水流阻力;在流速分界线以下,叶片有交叉重叠时流速减小幅度较大。     

热膜测速技术在挑射水流运动特性及高坝消能机理研究中的应用

本文为探讨挑射水流在冲坑内的基本特征与消能机理，首次利用热膜测速技术量测定床冲坑中淹没射流的沿程时均流速和脉动流速分布，并同时量测沿坑底的压强场，给出入射区、冲击区和壁射流区三个子区的流速和压强的变化规律；计算坝面摩阻消能、空中扩散消能和冲坑水垫中紊动剪切消能三部分的消能效率。     

信息熵理论在水力学中的应用

文中介绍了应用信息熵理论对脉动压力数据处理，对非宽浅河流断面流分布及断面泥沙浓度分布等问题所进行了探索，所得成果与实测资料吻合较好。     

流动环境中平面负浮力排放的数值模拟

建立流动环境中平面负浮力倾斜射流的二维k-ε湍流模型，采用D M Shahrahani和J D Ditmars(1976)的试验资料进行检验，并且对平面负浮力倾斜射流流动特性进行了数值预报。给出了射流的分区及分区的界限，同时亦给出了涡心断面的物理量的分布及典型断面上湍动能平衡图。     

低速水流作用下水泥砂浆溶蚀特性研究

为在较短时间内获得低速水流作用下流速对水泥砂浆等水泥基材料溶蚀特性的影响规律,采用1 mol/L NH₄Cl溶液作为流水腐蚀介质,开展了室温(25 ℃)环境下水灰比为0.45的水泥砂浆圆柱体试件在0, 0.5, 1.0和2.5 m/s流速下的加速溶蚀试验,并通过酚酞滴定、干燥称重法、扫描电子显微镜(SEM/EDS)、X射线衍射法(XRD)等测试方法,分析了腐蚀前和腐蚀15,30和60 d时水泥砂浆试件的溶蚀深度、孔隙率、物相组成和微结构的演变规律。结果表明,试件的溶蚀深度和孔隙率均随腐蚀时间和流速的增加而增加;浸泡(0 m/s)条件下,试件的溶蚀深度与腐蚀时间平方根呈线性关系,且随着流速的增加,溶蚀深度与腐蚀时间平方根关系趋于非线性;水泥砂浆溶蚀区粉末样品的CSH凝胶等物相衍射峰强度随流速的增加而降低;随流速的增加,水泥砂浆内氢氧化钙、CSH凝胶等溶蚀加快,其微结构劣化程度加剧。     

流动环境中高浓度射流的三维数值模拟

应用流动环境中高浓度圆孔射流的三维RNG湍流模型,模拟计算不同水深和环境来流下的流态和浓度场分布,结果表明在已有射流区、冲击区以及异重流区的基础上,还存在1个上游入侵区。该上游入侵区的长度随环境流速的增大而减小,水深对其的影响相对较小。射流触底点位置随环境流速以及水深的增大而下移,触底点浓度则随环境流速以及水深的增大而减小。流态分析显示,壁面反射流形成动量较强的附壁射流时,会在较短距离内收缩和膨胀,紊动掺混剧烈,水深较浅时容易形成全水深掺混。比较而言,附壁射流较弱时无上游入侵,在射流孔口下游附近横断面上会形成较为特别的水滴状浓度等值线分布,在水体底部形成更为稳定的异重流。最后探讨了水体底面横向最大浓度沿流向的分布特征。     

水下循迹航行器水动力学性能数值研究

为了研究低速水下循迹监测航行器的水动力学性能数值计算问题,采用FLUENT软件和SST剪切应力输运模型,通过雷诺时均N-S方程分析流速一定的情况下,取不同攻角、不同水平舵角作为来流条件,研究未安装推进器以及安装推进器且其安装位置不同时,航行器的升力系数、俯仰力矩系数、表面压力分布和流场速度的变化规律。结果表明:在未安装推进器以及推进器的安装位置不同时,随着攻角的变化,升力系数呈线性变化,俯仰力矩系数呈非线性变化;随着水平舵角的变化,升力系数和俯仰力矩系数呈线性变化。当推进器安装在航行器头部时,对航行器流场压力和流场速度变化影响最大;当安装在航行器尾部时,对二者影响最小。对于低速航行器,应尽量将推进器安装在中间靠后位置,以提高航行器的水动力性能。升力系数的试验结果与数值仿真结果之间最大相差7. 51%,阻力系数的试验结果与数值仿真结果最大相差5. 84%,均吻合较好。研究结果可以为低速水下循迹航行器的优化设计和发展提供理论参考。     

掺气坎(槽)射流空腔长度的计算

从分析掺气坎(槽)射流微分水体受力的力学关系出发，考虑了空腔内负压及运动液体所受离心惯性力的影响，建立起射流水舌下缘液体质点运动轨迹的微分方程．提出一种通过物理力学概念求解射流空腔长度的计算方法，并分析了空腔内负压、挑角等水力参数对射流空腔长度的影响．计算结果与试验值吻合良好。     

畅流期不同水深流速测点分布对垂线平均流速的影响

本文时畅流期不同水深、不同悬吊仪器方法对各种流速测点分布引起垂线平均流速误差的规律性进行了理论分析。     

弱动力水流中粘性泥沙作用下水流流速沿垂线分布的试验研究

采用玻璃水槽试验的方法探讨了弱动力水流中粘性泥沙作用下水流在水流条件、含沙量及水质条件共同影响下,流速沿垂线的分布规律.结果表明:弱动力水流流速的垂线分布有其自身的特点,流量较大或含沙量较小时,都基本遵循对数分布规律;流量较小且含沙量足够大时,流速的垂线分布呈横向抛物线形,并出现明显的分层现象;此现象出现后,当含沙量较大、流量减小,或流量较小、含沙量增大时,流速极大值增加、位置向床面下移,流量较小、含沙量较大时,随着钙离子浓度的增加,流速极大值增大,且其位置更贴近床面.