ANSYS软件在注水井套损预测中的应用

注水井泄压过程中的套损问题是油田开发中遇到的棘手难题。通过对基本方程及定解条件的比较，将ANSYS软件中温度场和应力场的直接耦合分析方法应用于注水井泄压中地层-套管-水泥环系统的渗流-应力耦合分析中。通过数值模拟，研究了不同条件下地层渗流场、应力场及套管挤压力变化规律，给出了套管挤压力的计算模板。     

考虑温度应力影响的立井井壁强度设计方法

 基于大量破裂井筒工程实例,对立井设计规范方法进行验证,发现规范计算方法的判断结果与实际情况相差较大。分析表明,现行立井设计规范尚未考虑温度应力的影响,而温度差会对立井体内的应力与应变产生影响是客观事实,因此有必要对其进行修正。基于弹性理论,推导考虑温度应力影响的立井强度设计计算公式,分析公式的数学特征,考察不确定性因素及提出修正思路。鉴于该问题的复杂性,建议进行更深入的研究与探讨,以便提高规范计算方法的科学性、合理性与有效性。     

道路混凝土温度应力对其开裂敏感性的影响

分别将低热水泥及普通硅酸盐水泥用相同的配合比,配制成抗折强度等级为F4.5的道路混凝土,然后利用清华大学研制的混凝土温度应力试验机在相同的试验条件下分别对这三种混凝土进行温度应力试验,通过试验数据探讨了水泥的品种对道路混凝土开裂敏感性和抗开裂性的影响。结果表明低热水泥用于道路混凝土的配制有利于降低混凝土路面的开裂风险,提高其抗开裂性能。     

马路下方雨污合流水井井壁渗漏的处理

我单位施工的某污水处理厂二期工程厂外管网土建部分,需与原管网连接,在向原管网某水井进行顶管的过程中,发现该井有渗漏情况,而且因渗漏造成土体流失情况很严重。该井为雨污合流水井,水井深6．5m,在马路下方,距马路中央2．5m,马路为6车道,宽20m,为城市主干道,需立即抢修。     

地层疏水沉降时井壁受力的非线性分析

根据桩基理论,采用剪切位移法,考虑井壁与地层间的相对位移,得到疏水地层井壁附加力和轴向应力的大小和分布规律,并与有限元分析结果进行比较,为井壁设计及计算提供了理论依据。     

注水井泄压对套管挤压力影响的数值模拟

注水井放喷过程中的套管损坏问题在中国许多油田十分普遍。根据油藏流体渗流与地应力场耦合作用理论，建立了注水井泄压过程中泄压层段套管承载计算的力学模型，利用有限元法，通过数值模拟的手段研究了放喷速度、地层流体压差与有效地应力的变化关系及其对套管挤压的影响。研究表明：在放喷流量相同的情况下，渗透率越低，储层厚度越薄，压差越大，套管承受的挤压力就越大。研究结果为油田现场确定合理的放喷速度，预防和减少套管损坏提供了理论依据。     

弱面结构对页岩地层井壁稳定性影响研究

页岩地层大量发育弱面结构,造成井壁垮塌现象频发,严重制约了页岩气的高效开发。因此,本文在Mohr-Coulomb准则的基础上,建立多弱面条件下的强度破坏准则。应用该准则,对不同弱面产状、弱面数量、钻井时间下的岩石强度进行分析,从而建立页岩地层坍塌压力预测模型,计算分析表明:围压增大后,页岩强度增加,不易沿弱面破坏;弱面产状和数量变化,使得岩石强度产生变化,从而造成坍塌压力分布复杂。尤其弱面数量增多,岩石强度下降明显,逐渐受弱面强度控制,坍塌压力出现明显增加;实例分析表明多弱面条件下的坍塌压力预测方法能更为准确地预测页岩地层坍塌压力,对页岩地层钻井工程有一定指导意义。     

基于温度应力试验机的补偿收缩混凝土开裂敏感性研究

为了科学的评价膨胀剂的膨胀效能,采用温度—应力试验机法,研究了补偿收缩混凝土的开裂敏感性。试验结果表明:补偿收缩混凝土的最大压应力,最大膨胀变形值(无约束)、开裂应力和开裂时间远大于基准混凝土,且综合评价指标—开裂温度降低10℃以上,混凝土开裂敏感性大大降低;掺加膨胀剂来改善高性能混凝土的开裂敏感性的效果要优于传统的技术途径。     

渤海油田注水井环空保护封隔器的研制与应用

针对渤海油田注水井在配注过程中存在不同程度的环空带压等问题,研制了RHP214B型环空保护封隔器,该封隔器采用上、下两组卡瓦结构设计,增强了封隔器在注水过程中抵抗因多种效应引起的油管蠕动性能;封隔器通过环空加压座封,采用双级液压缸设计,较低的环空压力即可实现封隔器的座封;通过上提实现封隔器的回收,回收过程中内部循环通道打开,实现油套压力平衡,降低井控风险。室内和现场试验表明,该封隔器密封性能可靠,达到设计要求,可满足密封压差35MPa要求,为渤海注水井控制环空带压问题提供了技术保障。     

温度应力导致基础开裂的分析与加固

灰土地基因违犯施工验收规范 ,在干燥气候条件下造成灰土地基竖向贯通裂缝 ,致使开裂应力对基础形成偏心受拉 ,进而导致基础开裂 ,采用包套式加固后 ,经几年使用实践和沉降观测 ,表明加固方案切实有效     

具有宏观裂纹混凝土结构的起裂特性研究

具有宏观裂纹混凝土结构在荷载作用下裂纹是否会进一步扩展,是带裂纹工作的混凝土结构安全性能评价的重要课题.一方面要对混凝土结构应力状态进行现时观测与分析,另一方面要合理评价具有宏观裂纹混凝土结构的起裂特性.根据数批不同形式混凝土试件的试验结果,分析了混凝土起裂荷载/最大荷载、起裂韧度/断裂韧度与试件形式、相对初始缝长的关系,得出了一些有意义的结论.     

利用地应力测量技术探查油井地层注水分布特征

对油层所在层段进行压裂注水驱油可以提高油田采收率,而确定注水的流向是合理部署注采井网的重要依据。利用电磁波地应力测量新技术对周庄G1井地层注水空间分布特征进行探查,并将探测得到的电压值换算成地应力值,研究表明,地应力值的大小与富水程度具有一定的相关性,低地应力值对应于强富水,高地应力为弱富水或不富水。从注水层段地应力纵向和平面分布及含水层厚度3个方面分析注水影响范围及富水性平面分布特征。探测结果显示：在G1井东部40 m及SW50 m处存在2个近南北向地应力低值条带,为注水后富水的区域,其后的采油实际资料证实了探测结果的可靠性,为油井旧井挖潜的有效技术手段。     

高温井地层破裂压力计算技术

地层破裂压力的准确预测是安全快速钻井的首要前提，国内外对此进行了大量深入细致的研究，提出了多种预测地层破裂压力的方法，但没有考虑高温井温度变化对破裂压力的影响。通过研究钻井液循环与地层产生热交换而引起的地层温度变化及由此产生的热应力，建立耦合温度的地层破裂压力计算新模式，定量分析了温度变化对破裂压力的影响规律，并用实例进行了对比分析，分析结果表明：新的破裂压力预测模式可大大提高破裂压力的预测精度。     

定向射孔对水力裂缝起裂与延伸的影响

 射孔孔眼是沟通井筒和地层的通道,压裂施工中射孔参数影响施工效果。采用大尺寸真三轴水力压裂物理模拟实验系统,研究定向射孔方位角、水平应力差和微环隙对裂缝起裂、延伸、转向、破裂压力及形态的影响,并建立了射孔直井在地应力条件下产生垂直裂缝的破裂压力预测模型。实验结果表明：利用定向射孔压裂技术可以在地层中形成双翼弯曲水力裂缝;随着定向射孔方位角的增大,破裂压力越来越高,转向距离也越来越大;且水平最大主应力与水平最小主应力之间的应力差对裂缝的转向距离有很大影响;微环隙对裂缝形态及破裂压力也有影响,其使得破裂压力较从射孔孔眼起裂所需压力大幅降低,且裂缝形态与裸眼井起裂类似。结论对于实际的射孔参数优化设计和水力压裂施工具有参考意义。     

初始环境温度对聚羧酸系减水剂性能的影响

进行了未掺减水剂和掺两种不同功能型聚羧酸系减水剂在不同初始环境温度下的混凝土坍落度保持性能、凝结性能及强度性能的影响规律研究。结果表明,随着环境温度的升高,掺聚羧酸系减水剂混凝土的坍落度保持率均呈线性下降,未掺减水剂与掺聚羧酸系减水剂混凝土的初凝时间均呈线性缩短,聚羧酸系减水剂初凝时间差均是先减小后增大,未掺减水剂与掺聚羧酸系减水剂混凝土的1 d抗压强度均呈对数关系增长,28 d抗压强度则变化不明显,聚羧酸系减水剂的1 d抗压强度比均是呈降低趋势,28 d抗压强度比变化则均不明显。     

土洞形成的机理及起始条件

分析了土洞的形成机理及影响土洞发育的因素，认为超静孔隙水压力或真空吸力使土的结构体(块体)产生剥落，而动水压力则使土的细颗粒产生迁移，两者共同作用，使土洞不断扩大。并推导出土洞形成的起始条件；临界水位降幅、临界地下水流速以及临界抽水涌水量的表达式。     

近井眼裂缝控制技术研究现状

对目前国内外水力压裂技术近期进展作了调研，分析了高能气体压裂技术、水力喷射压裂技术、剪切压裂技术等压裂技术在近井眼区域控制裂缝起裂延伸的机理、应用范围及效果，对这些技术存在的问题进行了研究，并结合存油气田生产中的应用，指出了进一步发展的方向及需要解决的主要问题。     

重叠隧道爆破振动对相邻结构的影响

以某地铁工程区间近距离重叠隧道为背景，研究地铁区间隧道施工期间，爆破荷载对相邻隧道结构的影响。首先根据爆破振动加速度波确定爆破振动荷载，然后采用释放荷载方法模拟地铁隧道的开挖效应，确定初始应力场并通过对土一地铁结构体系进行模态分析，得到体系的振型和频率，以确定合理的阻尼系数和时间积分步长。最后运用Newmark隐式时间积分法，研究地铁区间近距离重叠隧道的动力响应。确定了在爆破振动荷载作用下衬砌结构的薄弱部位及其相应的位移和应力，得到地表的振动参数及其衰减值。得出的结论对设计和施工具有一定的指导意义。