重塑非饱和黏土的土-水特征曲线及其影响因素研究

采用常规压力板仪和GDS非饱和土三轴仪,详细研究了击实功、击实含水率、干密度、应力历史和试样应力状态5种因素对非饱和重塑黏土土-水特征曲线的影响。并采用Van Genuchten模型、Fredlund 3参数模型和Fredlund 4参数模型,通过最小二乘法对所测土-水特征曲线进行拟合。结果表明,这3种模型均可对土-水特征曲线进行较好的拟合。通过对这个5种不同影响因素的分析,发现不仅试样本身物理状态而且试样外部应力状态都对土-水特征曲线有重要的影响,即击实功越大、击实含水率越高、干密度越大、试样的应力历史越大、所受净平均应力越高,则试样的进气值越高,水越难从试样中排出。在较高的基质吸力范围内,各种因素对土-水特征曲线的影响作用有减小的趋势。通过Fredlund 3参数模型和Fredlund 4参数模型的残余含水率对比分析可知,残余含水率对模型的参数值影响不大,即假定残余含水率 为0是合理的。     

哈得逊东河砂岩油藏外围水平井合理配产影响因素分析

哈得逊东河砂岩油藏外围水平井目前舍水上升较快,产油量出现明显递减.研究以有效抑制外围底水锥进和产量递减、提高原油采收率为目的,通过对比该油藏水平井生产情况与油层中夹层的发育程度及位置、水平井井轨迹和油水粘度比的关系,深入分析了影响该油藏外围水平井合理配产的因素,并利用了油藏数值模拟方法加以论证.研究认为,夹层发育较多、垂向渗透能力相对较低且夹层位于油水界面之上时,水平井配产可较高;水平井位于油层顶部,避水高度较高时,水平井配产可较高;油水粘度比较低时,水平井配产可较高.     

由土体级配近似确定土-水特征曲线的一种方法

利用毛细管理论推导了特定粒径颗粒堆积物中毛细水的上升高度,据此建立了土体级配与非饱和土土-水特征曲线的联系,构造了一个近似确定土-水特征曲线的新的物理经验模型。对大部分土而言,模型中引入的修正参数ouR与吸力水头h在对数坐标下呈现明显的线性相关性,可以使用ouln R?aln(h/m)?b进行拟合;利用非饱和土数据库UNSODA中406种土样的测量数据(包括干燥过程的土-水特征曲线和级配曲线)对拟合参数a、b进行了参数分析,统计了a、b的分布规律;计算显示,a、b与级配和孔隙比无关,可能受矿物组成影响。利用提出的模型进行预测时,可以用矿物组成类似的土样试验结果计算a、b值以确定修正参数ouR,在资料缺乏时也可使用统计得到的a、b平均值。该模型为间接确定土-水特征曲线提供了思路。     

非饱和残积土的土-水特征曲线试验及模拟

土-水特征曲线是指基质吸力与含水率或饱和度的关系曲线。土-水特征及其相关数学模型可用于非饱和土性质如渗透系数和抗剪强度模型的建立。通常,土-水特征曲线仅有脱湿曲线。笔者详细讨论了初始含水率、干密度、竖向应力及干湿循环对脱湿曲线的影响。采用滤纸法测试了厦门地区残积土的土-水特征曲线(SWCC)及滞回环。结果表明,初始含水率对SWCC影响较小,最优含水率干侧试样SWCC的进气值小,滞回环小;湿侧试样的进气值大,滞回环大;最优含水率试样的滞回环居中。初始干密度对SWCC有显著影响,低干密度试样SWCC进气值小,脱湿速率快;高干密度试样SWCC进气值高,脱湿速率低。滞回环的大小随着初始干密度的减小而增大。不同竖向应力下SWCC变化较大。随着竖向应力的增加,进气值增大,脱湿速率减小,滞回环减小并趋于稳定。第1次干湿循环对SWCC影响最大,随着循环次数的增加,进气值减小,滞回环减小并趋于稳定。由于残积砂质黏性土SWCC的过渡区和残余区不易区分,残余含水率难以确定,因此,提出5种剔除残余含水率参数的修正SWCC模型,计算分析得出,修正Gardner模型最适合厦门地区残积土的SWCC建模。     

均质非饱和边坡降雨入渗解析解及在黄土边坡的应用

降雨诱发的黄土边坡失稳非常普遍。建立黄土边坡渗流场计算模型,基于非饱和土渗流控制方程。采用VG函数和Gardner函数分别描述土-水特征曲线和渗透系数曲线,利用行波约化和级数展开法推导降雨入渗解析解。利用数值反演法将模型试验数据对土-水参数拟合,证明了该解析解的有效性。对比分析试验值与解析解在不同工况下体积含水率分布规律,分析结果表明：边坡试验模型中的浅层测点体积含水率试验值与解析解较为接近,试验值在浸润锋下移的过程中所达到的体积含水率峰值相比解析解较小;边坡试验模型中的深层测点体积含水率试验值与解析解在前期存在一定误差,深层测点体积含水率解析解在初期增长速度相较于试验值较快,主要原因是较深土层浸润锋的滞后性。     

密度和干湿循环对黄土土-水特征曲线的影响

土-水特征曲线在非饱和土力学中扮演着重要的角色。影响非饱和土土-水特征曲线的因素很多,如初始密度、干湿循环、荷载等。利用GCTS土-水特征曲线仪,主要测定了不同初始干密度的重塑非饱和黄土试样的减湿土-水特征曲线,选取合理的土-水特征曲线模型进行数据拟合,通过分析模型拟合参数来研究初始干密度对非饱和黄土土-水特征曲线的影响;并对给定初始干密度的试样进行了2次干湿循环试验,测定相应的减-增湿土-水特征曲线,通过对比干湿循环曲线上体积含水率的差异,提出了“滞回度”的概念,初步研究了黄土土-水特征曲线在干湿循环下的滞回特性规律。这些成果将为研究应力作用下的土-水特征曲线模型以及考虑干湿循环的力-水耦合本构模型发挥重要作用     

考虑温度效应的延安新区压实黄土全吸力范围持水和渗透特性研究

干旱和半干旱黄土地区的压实土路基、垃圾填埋场黄土盖层等的持水特性和渗透特性均受温度影响。为了探究温度对全吸力范围内压实黄土水力特性的影响规律和内在机制,基于滤纸法和自行研发的小土柱试验装置对不同温度下延安新区压实黄土的土-水特征曲线(SWCC)以及渗透性曲线(HCC)进行测定。结果表明:在黄土SWCC的高吸力段体积含水率随温度升高而减小,低吸力段受温度影响不明显;黄土渗透曲线则是在低吸力段受温度影响显著,温度越高渗透性越强,当土体吸力增大或体积含水率减小至一定值后,温度对土体渗透性的影响可忽略不计。基于此结果,将改进的van Genuchten(VG)模型作为可考虑温度影响的SWCC预测函数,通过拟合实测数据得出温度相关参数并进行验证;对于渗透性曲线,以90 kPa基质吸力为分段点,在低吸力段和高吸力段分别采用统计模型和幂函数进行分段预测,能够得到与实测数据吻合较好的预测结果。     

桂林红黏土的土-水特征曲线

采用压力板法、滤纸法和饱和盐溶液法3种方法,对压实桂林红黏土进行全吸力范围内的土-水特性量测,研究干密度对于土-水特征曲线的影响。试验结果表明：干密度1.4 g/cm3的压实桂林红黏土的进气值约为20 kPa;土-水特征曲线的过渡段与典型的土-水特征曲线不同,含水率或饱和度与吸力的对数坐标关系不是单一直线,而是出现了3段直线,并且中间一段平缓段下降斜率较小;当吸力增大到367 MPa时,含水率仅为0.74%,可认为如吸力继续增大至106 kPa时,含水率和饱和度为0;用吸力与含水率关系表示土-水特征曲线时,吸力较大时不同干密度的曲线重合,认为干密度对土-水特征曲线无影响。用吸力与饱和度关系表示土-水特征曲线时,在吸力较小时,干密度越大,对应的土-水特征曲线越高;当吸力较大时,不同干密度的土-水特征曲线几乎重合。     

双重介质水平井产量递减分析方法

水平井开发特殊类型油气藏有其独到优势,针对双重孔隙介质水平井复杂渗流,以Warren-Root双重介质模型为基础,建立了水平井三维不稳定渗流模型,采用Laplace变换、有限Fourier余弦变换及叠加积分等方法对模型进行求解,获得定产条件下无量纲井底压力解,再利用Duhamel褶积原理将定产条件压力解变换为井底定压条件下的产量解;通过重新定义无量纲量建立McCray型产量积分平均递减方程,结合Stehfest数值反演,获得无量纲产量积分平均递减曲线及其导数曲线图版。计算结果表明,产量积分平均导数曲线上出现双重介质特有的“凹子”, 应用该类图版拟合生产数据可方便进行产量预测及储层动态参数求取。     

基于Logistic模型及水驱曲线的一种综合预测模型

水驱曲线法与开发模型法是油藏工程的重要预测方法，但二者孝有一定的缺陷。将广泛适用的Logistic峰型模型和甲型、丙型水驱曲线相结合，建立一种综合预测模型，这种模型不但可以预测某一特定时间水驱油田的产油量、累积产油量、含水率、水驱波及系数，而且可以预测水驱油田的可采储量、可动油储量和最终水驱波及系数。     

低渗油藏水平井水泥浆体系及施工技术

水平井技术作为提高采收率、降低开发成本的一条有效途径已经在国内外得到广泛应用。水平井开发低渗透油藏能数倍的扩大油藏的泄油体积,减小生产压差,增加原油产量,但低渗油藏水平井固井一直是固井领域的难题。本文重点分析了胜利低渗油藏水平井固井技术现状、难点及攻关思路, 优选了零自由水、低失水、流变性好、直角稠化、微膨胀、防窜性能强的水泥浆体系,选用了与水泥浆体系、钻井液相容性好的冲洗前置液,采用了相应的固井技术措施,从而提高了胜利低渗油藏水平井的固井质量。     

桩11块馆下段底水稠油油藏水平井开发效果评价

长堤油田桩11块是位于济阳坳陷沾化凹陷长堤断裂带东侧的一个自西向东倾斜的鼻状构造,其馆下段为一强底水驱动的岩性构造层状普通稠油油藏,以水平井开发为主。本文以岩心、测井以及多种分析测试资料为基础,建立了油藏精细地质模型,以动态分析和数值模拟为手段,建立底水稠油油藏水平井开发效果评价标准,对油藏开发效果进行评价,分析影响开发效果的主要因素,为改善该块整体的生产效果,提高原油采收率打下基础。     

边水油藏水平井三维产能计算新方法

随着钻井技术的快速发展,水平井成为开发边底水油藏的常规方法。相对于普通直井来说,水平井能在较低的生产压差下获得更大的产量。但水平井开发边水油藏时油水渗流规律复杂,求解三维渗流下的产能难度大。将水平井抽象为无限导流线汇,先用傅立叶变换求得点汇条件下问题的解,然后根据叠加原理求得三维线汇解。将计算结果与现场实际生产数据对比发现,此方法比Joshi的二维产能公式更贴近现场生产实际。由此证明此方法简单可行,可用于现场的水平井产能预测。     

缝洞型底水气藏水平井水侵动态数学模型与影响因素研究

在含有底水的气藏开发过程中,随着气体的采出,气井井底压力逐渐降低,底水会发生向上锥进的现象,严重影响产气。因此若能预先求得气井水侵动态,这对于开发底水气藏具有重要的意义。同时,与常规底水气藏不同,缝洞型底水气藏呈现出三重介质的特性,溶洞和天然裂缝较发育,其非均质性较强,气体渗流的过程更为复杂。通过采用渗透率变异处理储层中裂缝、溶洞的发育,考虑到裂缝和溶洞的存在仅改变了储集层的渗透率,同时在均质底水气藏水平井水锥动态计算方法的基础上,利用渗透率变异理论建立了缝洞型底水气藏临界产量和水锥突破时间公式,并对其影响因素进行了分析。根据所得公式可以近似求解缝洞型底水气藏中水平井的临界产量、见水时间以及见水位置,可用来指导实际缝洞型储层水平井的合理开发,延缓开发过程中底水锥进,延长见水时间,同时还可以确定见水位置为后续压锥及堵水调剖的实施提供依据。通过建立的数值模拟模型以及实际生产数据,验证了本方法研究的可靠性,数值模拟结果从直观上展示了缝洞型底水气藏水平井水锥研究的正确性。     

CS油田中断块戴南组一段油藏剩余油分布研究

国内外研究剩余油分布的方法很多,本研究主要是基于油藏自身特点,结合现有资料状况,从剩余可采储量、水洗程度、目前剩余油饱和度、平面非均质性等方面进行分析,然后进行综合判断、论证剩余油区的分布,并建议利用水淹程度较高的井打小孔眼侧钻,以达到完善开发井网,提高采收率之目的。     

Evaluation of oil Wells performance ranking in high water cut stage

Computational Geosciences - In order to quantify the performance ranking of oil wells in high water cut reservoir, a quantitative evaluation method of oil wells is established from two perspectives...     

用油水相对渗透率确定镇泾油田长6储层的产液情况

油水相对渗透率可以精确刻划出油、水二相流体在孔喉中的流动情况,通过阿尔奇方程准确求取储层的含水饱和度,建立适合镇泾油田的束缚水饱和度计算模型,并运用"岩心刻度测井"的方法,通过回归法,用实测油、水相对渗透率曲线求取琼斯方程中的区域参数,最终建立适合本区的油水相对渗透率经验公式。结果表明,用测井数据可以进行油、水相对渗透率的计算,并且完全满足评价储集层的产液情况。由此建立的油水相对渗透率解释模型,可以进行镇泾油田长6储层的油、水层的划分,并对油、水分异不彻底的储层进行测井评价,有着重要的参考价值。     

Physical model test of transparent soil on coupling effect of cut-off wall and pumping wells during foundation pit dewatering

Water level is decreased during foundation pit excavation to avoid water inrush under confined water pressure. Cut-off wall is often used as waterproof curtain to partially cut off the dewatered aquifer. When a foundation pit is located in a built-up area and the underlying confined aquifer is not cut off, the drawdown must be minimized outside the pit to avoid land subsidence in buildings and pipelines. The coupling effect of the cut-off wall and pumping well is used to control the drawdown outside the foundation pit. However, the coupling mechanism is not intuitively well understood because of the limitations of existing experimental methods. In this study, transparent soil was introduced to model the coupling mechanism in the physical model test. High-purity fused silica and mixed paraffin oil were used as skeleton and fluid to simulate the confined aquifer and groundwater. Industrial solid dye and paraffin oil were used as tracers. A camera was used to collect flow information. Tests were performed for the combinations of cut-off wall and partially penetrating pumping wells. The insertion depth ratio of the cut-off wall most effectively influenced the drawdown. The layout of the pumping wells in horizontal direction influenced water level distribution and flow rate. The optimal depth of the pumping wells was 1–5 m above the bottom of the cut-off wall, and the optimal horizontal distance between the cut-off wall and the pumping wells was 25% of the pit width. Non-Darcy flow was observed within the range of 0–10 m around the bottom of the cut-off wall. These results were significant in understanding the cut-off wall and pumping well coupling effect on foundation pit dewatering.

     

塔河油田奥陶系油藏TK440井组注水压锥地质模式研究

塔里木盆地塔河油田奥陶系致密灰岩中的缝洞油藏储集空间主要为由天然裂缝和酸压裂缝沟通的一个或多个大型管道状洞穴构成的复杂系统.塔河油田四区TK440,TK449H和TK424C井等3口相互连通的油井见水直至水淹的开发过程表明产油层存在多个不同的边底水侵入通道,并不遵循由低到高逐渐见水的常规特征.在3口油井水淹之后,通过低部位的TK440井探索性注水使高部位TK424C井含水下降,而TK449H则变成不产水,使两口井的油产量明显提高.根据注水过程中的油水关系变化研究,提出TK440井组的储层概念模式和全新的注水压雏模式,即低部位注水可能实现对高部位水淹井从原水侵相反方向上补充刺余油体能量,导致高部位水淹井含水下降起到压制水锥的效果,从而达到提高采收率的作用.