基于颗粒离散元素法设计防砂砾石参数新方法

为了对目标井地层砂样采取更具有针对性砾石优化，提高砾石充填防砂效率，采用基于颗粒离散元素法的数值模拟方法进行不同类型、不同粒径砾石的防砂效果实验，并提出了一种综合因子，可将防砂效果进行量化。通过数值模拟实验结果与常用方法的对比，验证了数值模拟手段进行防砂砾石选择的可行性，进而设计了对不同目标井地层砂样更具针对性的防砂砾石粒径选择方法。利用该方法优选出最佳砾石尺寸，同时达到对出砂地层进行高效精确防砂、减少室内实验时间和资源浪费，节省实验费用的效果。     

考虑地层空间分布的数值模拟方法

传统地下工程数值模拟过程中,由于较少考虑地层实际分布情况导致数值模拟结果与实际情况存在较大差异,故提出一种考虑实际地层空间分布情况的简便方法。该方法大致步骤为:基于钻孔资料,建立多层数字高程模型,通过MATLAB程序和FLAC~(3D)中的FISH程序,将地层分布信息导入数值模型,并以盾构隧道为例,说明其实际应用。研究结果表明:(1)该方法可以在保证数值模型网格划分质量的前提下,充分考虑实际地层分布情况,使得数值模拟结果更贴近实际情况;(2)通过比较均匀地层数值模型和采用不同插值算法生成的地层数值模型计算结果,显示数值模型中地层分布的差异对计算结果影响较大。     

利用积分方程计算阵列感应测井响应

利用积分方程计算了阵列感应测井仪器各子阵列在轴对称二维地层中的响应，计算中将纵向成层原状地层作为背景地层，从而将计算区域限制在井眼和侵入带内。与数值模式匹配法和有限元素法将全部地层作为求解区域相比，未知量范围和计算量均大大减小，计算精度亦可相应提高。采用改进型逐次逼近解法（MSAM）计算了积分方程，该方法所需内存量小，且可适用于高电导率对比度地层。采用递推算法计算纵向成层背景地层中Green函数及其对空间坐标积分的待定系数，从而大大加快了计算速度。数值算例的结果说明了利用积分方程计算阵列感应测井响应的有效性。     

深开挖对周围工程设施的影响预测

研究了以非线性应力应变关系，根据Ｂｏｉｔ固结理论用有限元方法预测由于深开挖引起周围的地层位移对地下工程设施的影响问题，分析了地层水平位移和地层沉降的分布特性，表明有限元方法可以方便地用于预测深开挖的影响范围，算例的数值结果说明，对于地下管线等地下工程设施，由开挖产生的地层水平位移的影响往往会大于地层沉降，因而是不可忽略的     

井间示踪剂测试的数值模拟方法

根据油田实际情况，建立了三维两相（油、水）四组分（油、水、分配性及非分配性示踪剂）的数学模型，并编制成计算机软件．通过对示踪剂产出曲线的数值分析，得到地层中任意时刻的压力及剩余油饱和度分布，进而可对油藏进行精细描述．现场应用实例表明，用数值模拟方法求出的地层参数的精度较为可靠．     

砂卵石地层盾构穿越铁路的施工效应分析

砂卵石是一种典型的力学不稳定地层，盾构在此不利条件下安全穿越铁路困难较大。采用数值分析技术对无水砂卵石地层中土压平衡盾构推进引起的地层响应进行了模拟，并和现场实测的地层变形进行了比较和分析，提出了进一步减小地层变形的措施，并应用于工程实践，取得了良好的效果，确保了在列车“不限速、不慢点”、不预先加固的条件下成功穿越京九、柳西铁路。     

过套管电阻率测井仪器刻度及井下测量数值模拟

为提高过套管电阻率测井的准确性,对刻度装置建模并数值模拟刻度过程,提出套管电流近似算法,数值模拟薄、厚两种地层模型的近似电流、地层视电阻率和二阶电位差。结果表明:仪器刻度数值模拟结果能够确定刻度装置参数,提供理论刻度曲线,辅助计算电极系系数;井下测量数值模拟所提出的电流近似算法具有较强的地层分层能力,且低阻薄地层的视电阻率逼近程度明显下降,高阻厚地层的二阶电位差值极小,对测井仪分辨率要求较高。     

浊积岩储层泥质含量计算方法及其应用

浊积岩储层中受放射性矿物的地层中化度的影响，使得自然伽马曲线和自然电位曲线不能真实地反映储层泥质含量情况。研究中发现，含水地层电阻率曲线与泥质含量有很好的相关性，而对油，气，水组合复杂的地层，直接利用电阻率曲线计算泥质含量效果不好。利用地层电阻率与含油性的关系地电阻率曲线进行油气校正，得到相应含水地层的电阻率数值，然后再用校正后的电阻率曲线计算泥擀含量。     

变形介质中粘弹性稠油驱替特征

通过建立变形介质中考虑驰张特性的一维两相粘弹性稠油驱替的数学模型，并进行数值求解，分析了地层变形以及弛张特性对水驱稠油的影响，分析表明；介质变形对含水饱和度的分布没有影响，而对地层压力的影响是非常显著的，随着变形介质弹性的增加，地层压力越来越低，并且越靠近注入端，地层压力下降越快；原油的弛张特性同时影响含水饱和度和地层压力的分布，在其它条件一定时，随着弛张时间的增加，含水饱和度越来越低，地层压力越来越高，在油田开发实际中，应考虑地层变形和原油弛张特性的影响，以提高原油采收率。     

富水强风化砂岩地层顶管隧道下穿既有铁路施工技术

为了解隧道下穿富水强风化砂岩地层施工对既有铁路的影响，依托某电缆隧道下穿广深铁路工程，通过理论分析、数值模拟与现场监测开展了相关研究，并分析了具体施工措施对隧道及地表变形控制的影响。结果表明：当不考虑地表列车荷载和地层富水时，开挖及顶进力为地表沉降、隧道变形的主要影响因素；当单独考虑列车荷载或地层富水弱化作用时，列车荷载会使得下穿段地表沉降和隧道拱顶沉降增大，而地层富水弱化对隧道进出口段沉降及下穿段底部隆起影响较大；当同时考虑列车荷载和地层富水时，隧道拱顶沉降及下穿段路基沉降均会大幅增加。对比分析现场监测、Peck公式预测和数值模拟计算结果，可知数值模拟结果与不考虑地层富水弱化时的Peck公式预测结果十分吻合，但由于其未考虑加固止水措施地表沉降大于现场监测结果。电缆隧道下穿广深铁路现场施工严格执行现场监测和变形控制措施，将地表沉降值和隧道拱顶沉降值分别控制在6 mm和10 mm之内，隧道底部隆起控制在5 mm以下，保障了项目的顺利实施与列车的运行安全，可为同类型工程提供一定的经验参考。