井楼油田注汽井调剖参数优化设计方法研究

通过分析蒸汽吞吐的汽窜动态和汽窜方式,考虑汽窜通道内为蒸汽凝析特征,建立了窜流通道内蒸汽驱的非活塞驱替模型,依据窜通井射孔段的油层物性差异,给出了井间平均连通程度和窜通角的计算方法,并计算出窜汽量,然后由非活塞式驱替模型和汽窜动态资料确定井间窜通孔隙体积.数值模拟结果表明,调剖段塞位置处于井间之半时,调剖效果较好,调剖段塞尺寸为10%～15%汽窜孔隙体积时蒸汽波及效率基本达到最大.对L1833井进行调剖参数设计,按照深部调剖原则选取颗粒堵剂粒径,调剖剂用量为32 m3,实施调剖后注汽,对应邻井的井口温度和含水率变化趋势正常,未出现汽窜现象,堵调效果较好.     

IPN凝胶颗粒对裂缝岩芯的封堵行为实验研究

采用单岩芯流动试验考察了IPN、606、612三种预交联凝胶颗粒在裂缝性岩芯中的封堵系数分布情况,同时研究了三种凝胶颗粒在裂缝岩芯中4、10、30、180d后的封堵率、封堵保留率、颗粒突破压力梯度。试验结果表明：凝胶颗粒在裂缝岩芯中的封堵系数分布及其动态规律能很好的用来评价颗粒在裂缝岩芯中的运移规律与调剖特性。发现IPN凝胶颗粒表现了良好的封堵效果,当注入1PV水时,裂缝长岩芯段封堵系数很稳定,明显高于606和612两种凝胶颗粒。180d后在裂缝岩芯中的封堵效率能达到90.3％,堵水率保留率达到99％,适合作为“窜流型油藏”的深部调剖剂。     

对旋式轴流泵全流道三维定常紊流场的数值模拟

为研究对旋式轴流泵的内部流场特性及前后叶轮之间的流场干涉情况,应用标准k-ε紊流模型和SIMPLEC算法进行了定常三维紊流流场的数值模拟,得到了叶片吸力面与压力面、过渡干涉面、全流道下4个轴向位置的径向剖分面和3个径向位置轴向剖分的周向截面的压力分布及等值线图。应用数值模拟的结果能够获得前置叶轮、后置叶轮及整个泵各自的外特性,还可以帮助直观地认识对旋式轴流泵内部流动的耦合与干涉机理,指导水力模型设计。     

基于裂缝-基质耦合的裂缝性油藏调驱数值模拟

 针对黑油模型等效处理裂缝方法不能很好体现裂缝在油藏中的特性,利用裂缝-基质耦合渗流理论方法,建立油水两相三维裂缝性油藏数值模型。基于该数值模型研究油藏地质和开发条件对弱凝胶调驱效果的影响,对影响因素进行了显著性评价,通过对调驱影响显著的因素进行定量研究,提出了裂缝性油藏适宜调驱的油藏条件。利用正交分析方法,对实际油藏进行调驱参数优化设计。     

悬浮颗粒在孔喉中的微观运移模拟研究

悬浮颗粒多孔介质微观运移模拟正逐渐成为颗粒堵塞机理研究和地层伤害评价的一种快速而有效的研究方法,基于颗粒离散元方法建立了一种悬浮颗粒在多孔介质中运移的微观孔隙模拟方法。通过拟合宏观力学参数生成了Antler天然砂岩骨架颗粒模型,建立了骨架颗粒流体耦合孔隙网络模拟方法,通过达西线性流验证了骨架颗粒流体耦合模型的正确性。之后在分析悬浮颗粒受力基础上,建立了耦合的悬浮颗粒侵入模型,模型考虑了侵入颗粒与流体、侵入颗粒与骨架颗粒的相互作用。模拟结果表明,在发生贯穿性堵塞时粒径小的悬浮颗粒造成更大地层伤害,初始孔隙度大的岩芯的渗透率降低幅度较大,因此在防止地层伤害注水方案设计时要针对具体地层的孔隙度和渗透率情况严格控制悬浮颗粒的粒径和浓度。     

聚合物交联调剖驱油数学模型

为了优化聚合物交联调剖驱油方案,预测驱油效果,建立了描述聚合物交联调剖驱油过程的数学模型。该模型通过水相粘度和渗透率下降系数的变化模拟调剖驱油机理。水相粘度和渗透率下降系数表述为交联剂浓度、聚合物浓度、pH值和成胶时间的函数。该模型能够模拟调剖驱油具有的流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等一系列物化现象。进行了调剖驱油典型算例计算。计算结果表明所建立的数学模型对调剖驱油机理模拟正确,模型具有较强的实用性。可以通过数值模拟方法辅助进行聚合物交联调剖驱油的机理研究、实际应用可行性研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

非稳定流作用下管涌发生发展的细观数值模型试验研究

为了揭示非稳定流作用管涌发生后的发展过程及其破坏规律,进行管涌砂槽模型试验和颗粒流数值模拟,建立6组模型研究水头抬升速率对颗粒运移过程的影响,分析不同条件下土体内部细颗粒运移引起管涌破坏的动态过程。根据数值模拟结果,揭示管涌发展过程中颗粒细观变化规律及流体的变化规律,并与砂槽模型试验结果进行比较。研究结果表明:一次加载方式对孔口区域的影响最大,也最不安全,此结论与工程实际相吻合,模型试验结果证实了该数值模型的合理性。     

曲线坐标下波浪抛物型缓坡方程及近岸流数值模型研究

建立了曲线坐标系下的波浪抛物型缓坡方程及近岸流数值模型,对不规则岸线地形下的波浪传播变形及近岸流运动进行了数值模拟研究.首先基于曲线化抛物型缓坡方程建立了正交曲线坐标系下的近岸波浪传播数值模型;然后通过正交曲线变换建立了正交曲线坐标系下的近岸流数值模型;进而基于波浪辐射应力的概念,耦合上述数值模型,对Gourlay模型实验和Hamm模型实验中不规则岸线地形条件下的波浪传播变形及近岸流运动进行了数值模拟研究,并结合实测资料对数值模拟结果进行了验证分析;最后基于上述耦合数值模型对美国San Francisco海湾的Ocean Beach海岸波浪斜向入射所产生的波浪场及波浪破碎所形成的近岸流进行了数值模拟研究.对比分析表明,本文数值结果与实验结果或其它学者所得数值结果基本一致,从而验证了本文数值模型的有效性.     

基于CFD-DEM并行计算的煤层气井大粒径岩屑运动规律初探

在CFD-DEM耦合并行计算的基础上,对大粒径、非球体岩屑在煤层气井“扩径”井段的沉积及运移规律进行了数值模拟。利用FLUENT建立了井眼交汇处“扩径”井段计算模型,利用DEM软件建立大粒径岩屑颗粒的离散元模型,借助集群并行计算优势,首先通过与实验数据的对比证实该CFD-DEM耦合模型的计算精确性、可用性;随后,基于钻井现场岩屑颗粒的采样及对其粒径、形状统计,将岩屑颗粒简化为片状进行计算,对不同粒径岩屑在“扩径”井段的运移及沉积过程进行了模拟再现,量化了粒径对岩屑在该区域的运移能力的影响。研究发现,在通过“扩径”区域时绝大部分的岩屑颗粒将沉积,体现了“扩径”段对大颗粒岩屑的“收纳”作用;岩屑粒径对运移能力有关键影响,粒径岩屑的增加造成其运移能力的指数形式衰减;而钻井液排量的增加对提升携岩能力效果不够明显。分析结果对地下钻井工程具有实际参考意义。     

饱和土体热-水-力-化全耦合一维溶质运移模型

基于孔隙流体质量守恒、能量守恒和溶质质量守恒,综合考虑力学固结、热固结与化学渗透固结对土体结构的影响,并结合黏土颗粒对溶质吸附、半透膜效应作用及耦合流、耦合扩散效应,建立了单一溶质在饱和土体中运移的热-水-力-化全耦合分析模型,采用COMSOL软件重点模拟了渗滤液环境温度对溶质运移行为的影响.数值结果表明,温度会显著影响溶质浓度随时空的分布,热扩散作用加速溶质运移进程,热渗透与热固结机制对溶质运移具有阻滞作用,模拟时间为50年时黏土垫层上下边界温差70 K比无温差工况溶质运移深度减缓87.6%.所建全耦合模型能够为填埋场防渗隔污屏障优化设计及服役性能评估提供理论参考.     

FY油层深度二元体系调驱技术的研究与应用

油层深度二元体系调驱是由FYJ凝胶调驱体系和FYF分子膜调驱体系组成的.介绍了FYJ凝胶调驱体系中交联剂的合成、凝胶调驱的机理、凝胶调驱体系性能;FYF分子膜调驱体系中调驱剂的组成、FYF分子膜调驱剂的作用机理、FYF分子膜调驱体系性能.室内调驱试验结果表明:油层深度二元体系调驱可以有效提高调驱压力,FYJ凝胶调驱体系与FYF分子膜调驱体系具有良好的配伍性.现场应用结果表明:启动压力上升,吸水指数下降,吸水剖面得到明显改善,经调剖注水后,7口采油井均明显见效,见效率达100%.     

一种基于BP神经网络的调驱增油预测方法

调驱后增油效果预测是调驱措施决策和方案优化设计的重要内容.通过室内岩心物理模拟实验参数,分析了调驱增油效果及其影响因素,建立了基于物理模拟参数为学习样本的调驱效果BP神经网络预测模型.此方法对于渤海南堡35-2油田A21和B17井预测结果与实际调驱增油量统计数据间误差分别为9.89%和7.22%.由此可见,基于物理模拟参数为学习样本的调驱效果BP神经网络预测模型切实可行,预测精度较高.     

梁式自适应结构主动控制模型及实验研究

为提高结构对外部环境的抗干扰能力 ,构造了梁式自适应结构 ,并对其主动控制进行了研究。由传感器、作动器与梁主体结构组成梁式自适应结构。基于压电材料的本构关系 ,建立了传感方程和作动方程。根据有限元方法和现代控制理论 ,建立了梁式自适应结构的动力学方程和系统的状态方程。采用最优控制理论 (L QR) ,进行了控制器设计。建立了梁式自适应结构主动控制实验系统 ,并对这类自适应结构的动力学行为及主动控制进行了实验。实验研究结果表明梁式自适应结构能够改善结构的动力学特性 ,对外界干扰具有良好的自适应性     

可固化含油污泥调堵剂试验研究

为解决裂缝性和大孔道等高渗地层的调堵技术难题,研究了新型的含油污泥调堵剂.通过在含油污泥中加入微细活性矿物AK、增强剂AX和稳定剂BT,使含油污泥中的砂泥组分和油质沥青组分充分乳化分散,增强含油污泥调堵剂的活性,实现含油污泥调堵剂的可固化性能和浆体施工性能的优化.通过试验研究,优选出高浓度和低浓度的含油污泥调堵剂最佳配方.评价试验表明,研究的新型含油污泥调堵剂,具有浆体稳定性好,析水小,抗窜强度高,流动性好和触变性强的特点,能够保证现场的顺利施工,具有一定的现场运用价值.     

基于非对称滞回的不同细粒含量融化粉砂本构模型

利用GDS动态三轴试验系统研究不同细粒含量粉砂土经历多次冻融循环后的动应力、动剪切模量、动剪切模量比和阻尼比变化规律.考虑动态过程中滞回曲线的非对称性,采用分段方程求解动力参数.结果表明,反复冻融循环对降低动应力、动剪切模量和动剪切模量比有很大影响,并使阻尼比增大.对此,建立了描述动剪切模量比、阻尼比与动应变变化关系的归一化经验模型,该模型适用不同的细粒含量和冻融次数条件,能给出良好的预测结果.进一步分析模型参数随试验条件的演化过程,确定细粒含量界限值为10％,且反复冻融后,细粒含量变化对参数a、c的影响减弱.模型参数和试验条件之间的回归关系可通过二元二次方程进行描述.建议在粉砂土动力响应分析中采用冻融循环5次后的土体参数.     

纤维过滤介质在容尘阶段的非稳态过滤效率

基于黏性牛顿流体的N-S方程,从一般控制方程的通用形式,结合纤维过滤介质的积尘填充率与粉尘颗粒或气溶胶微粒沉积量,推导出纤维多孔过滤介质内粒子浓度分布的非线性微分方程.分析了过滤效率经验公式中无量纲参数之间的内在联系及其对纤维滤料在容尘阶段过滤效率的影响,利用非线性回归方法拟合出纤维过滤介质的非稳态过滤效率经验公式.结果表明:微粒的Re数均小于1,即空气的流动均处于斯托克斯区域,同时其流动状态为层流;计算得到的拦截参数为0.086～0.559.根据实验结果拟合的纤维滤料在容尘阶段的过滤效率经验公式适用于St小于1的场合.     

四杆式双横臂悬架的运动分析

通过建立四杆式双横臂独立悬架的运动分析模型，动用经典力学的非自由质 系概念列出约束方程，然后构造一个优化函数，采用工程优化方法求解约束方程通过计算机的仿真计算来分析汽车悬架在转和跳动工况下的定位参数和运动参数的变化，文中建立的运动学模型还可以用于普通双横臂式，斜臂式，纵臂式悬架的运动分析，最后给出了一个实例分析。     

用颗粒相双尺度二阶矩湍流模型模拟突扩两相流动

基于将颗粒脉动分成湍流引起的大尺度脉动和颗粒间碰撞产生的小尺度脉动的概念，应用单相流动多尺度湍流模型方法，从双流体模型出发，推导和封闭了颗粒的双尺度脉动雷诺应力方程、大尺度脉动能量传递率方程、小尺度脉动耗散率方程和两相脉动关联方程，用统一的湍流模型方法构造了包含颗粒两类脉动的新的颗粒双尺度二阶矩两相湍流模型．用该模型对突扩管内的两相流动进行了数值模拟，并和单尺度的二阶矩两相湍流模型进行了比较，计算结果和实验数据吻合较好，比单尺度的二阶矩两相湍流模型的计算结果有所改进．     

桥梁时变可靠度指标的改进粒子滤波预测算法

基于健康监测时间序列数据,提出了桥梁动态可靠度指标的改进粒子滤波预测方法.首先,利用监测极值数据建立动态模型,将其作为粒子滤波算法的状态方程和监测方程;然后,采用贝叶斯动态线性模型(BDLM)为粒子滤波器提供随时间更新的动态建议分布,以解决传统粒子滤波算法的样本退化问题,同时增加了粒子滤波算法的鲁棒性及自适应性;进而利用改进的粒子滤波算法(IPF),结合极值监测数据实现结构极值的动态预测,并结合一次二阶矩(FOSM)可靠性方法,实现桥梁结构可靠度指标的动态预测;最后通过在役桥梁工程实例与设计试验对所提模型和方法的合理性与有效性进行验证.     

三元复合深度调驱技术在双河油田的应用

在油田开发过程中,调驱技术是改善油田开发效果,提高油田采收率的手段之一。三元复合深度调驱技术对合理有效治理次生大孔道和改善油藏开发具有重要的意义。