湍流模型在环境水力学研究中的应用

对湍流模型应用于模拟预报工程附近的流场特征与物质掺混输运扩散规律的研究进行了综述,分析了国内外各种湍流模型的研究现状及发展趋势;同时就湍流模型求解环境水力学问题提出了笔者的观点,并对零方程模型、单方程模型、双方程k-ε模型及修正的各向异性κ-ε模型、雷诺应力模型、代数应力模型、低雷诺数流动模型、双流体模型及湍流高级模拟等模型的各自特点进行了讨论。     

岩体结构面水力学模型及应用

本文提出岩体结构面适应性平行板模型和该模型的参数确定方法——三段压水试验新解释,新的模型有益于克服将结构面圆盘模型应用于地下水模拟中的局限性;基于结构面起伏度对地下水流动的影响,导出了起伏度修正系数解析表达式。     

地下水水平井流的模型及数值模拟方法—考虑井管内不同流态

评述用线汇刻画水平井管可能存在的问题, 并用理想模型证明.提出考虑井管不同流态(线性流与非线性流) 水流阻力的水平井流的模型, 并将内边界取在水平井的出水口处, 避免了采用线汇刻画水平井管时假定其流量分布和水头分布的困难.运用作者提出的等效渗透系数的概念与确定方法, 将水平井-含水层系统视为含有圆柱形透镜体的非均质含水层, 给出新的水平井流的数学模型.求解了一个理想模型, 得出河下水平井开采地下水的动态.      

煤层气羽状水平井开采数值模拟研究

建立了煤层气定向羽状水平井开采的数学模型,该模型考虑了地层非均质和各向异性的影响、渗透率的压力敏感性和主支、分支井筒内压降影响;本文给出了数值模拟方法,实现了数值模拟计算;并分别对理论模型和樊庄区块煤层气试验区所设计的羽状水平井进行产能预测,证明了模型及算法的正确性。     

环境水力学研究中的预报模型的研究现状

主要介绍目前世界上环境水力学研究中,湍流模式下,预报模型的发展、现状及种类。并简单分析了模型的原理以及模型的适用性与非适用性,来说明实际工程中对瑞流模式研究的重要性和可行性。     

宽顶堰平板闸的水力学解析模型与参数率定

从水力学方程入手,对宽顶堰平板闸作了剖析,将孔流和堰流、淹没流与自由流作出了统一的解析模型,经原型实验检验,证明了成果的成因明确可靠,方法合理,可操作性强。     

水平旋流消能工水力学研究方法适宜性

为明晰原型观测、模型试验和数值模拟3种水力学研究方法对水平旋流消能技术的适宜性,基于公伯峡水平旋流洞体型,对比了3种方法的研究成果,得到各方法对不同参数的适宜性。结果表明:3种方法对宏观水流流态、旋流洞壁面压强、消能率的研究结果基本一致;模型试验和数值模拟的环状空腔长度与原型观测存在不同程度的差异,进而影响竖井内其他参数的准确性,工程设计中应对其进行必要的修正;数值模拟和模型试验是研究旋流空腔形态和旋流洞内流速的可行方法,能有效克服原型量测技术的局限,且数值模拟研究更具优势;1∶40及以上比尺的模型是研究起旋室通风井通风特性的有效方法。     

优势面的水力学效应

本文运用优势面理论分析并确定了四川某库区边坡的变形破坏模型,重点考虑了优势面的水力学效应对边坡稳定系数的影响,分析得了滑坡发生的条件为ｈｗ〉ｈｗ０,从而为该类滑坡的预测,提供了一种简单有效的方法。     

渗流-水平井流耦合数学模型和数值模拟

在有侧向流入(流出)的水平井流运动和连续性方程的基础上,建立了渗流与水平井流耦合数学模型,主要针对混合水头损失问题,进行了渗流与水平井流耦合数值计算,分析了常用的摩擦系数修正方法对计算结果的影响。数值模拟计算表明:层流或者光滑紊流流态时,不同的摩擦系数修正方法对结果影响较小;粗糙紊流流态时,不同的摩擦系数修正方法对结果影响较大。当水平井流是层流-光滑紊流流态时,使用了一种新的流态分界点识别方法对水平井流态进行判断,计算结果证实了方法的可靠性、合理性。     

岩体水力学基础（四）：岩体渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型

本文把裂隙岩体看作等效连续介质，用渗透系数张量描述岩体的渗透性能；用应力张量描述岩体的力学性能。介绍岩体渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型。     

岩体水力学基础（六）——岩体渗流场与应力场耦合的双重介质模型

岩体是由裂隙和其间的岩块组成,本文在分析了岩体的结构特点之后,阐述了狭义双重介质,广义双重介质的概念,提出了岩体渗流场与应力场耦合的狭义双重介质模型和广义双重介质模型。     

岩体水力学基础（五）

岩体是由裂隙和其间的岩块组成。当岩块御于近乎隔水状态时，岩体中的渗流可看作裂隙网络流。本文通过分析岩体裂隙网络渗流场、应力场以及它们之间的相互力学关系，提出了岩体渗流与应力场耦合的裂隙网络模型及数值计算方法。     

小清河分洪区洪水演进的数值模拟

本文应用数值模拟方法,对永定河中游的小清河分洪区内分洪时的洪水演进过程进行了模拟计算,在此基础上编制了该分洪区的洪水风险图,并研究了减少分洪区内生命财产损失的若干对策。实践证明,这种成果可作为防洪决策的基础,目前已被某些地区采用。     

水平井含水率上升影响因素

利用塔里木油田塔中4油田(TZ4)底水油藏相关的地质、流体数据建立数值模型。在所建模型的基础上,应用数值模拟计算的累积产油、产水和产液量回归俞启泰水驱特征曲线,以反映水平井见水特征的参数b。以参数b为研究对象,采用正交试验的方法研究不同因素对b值的影响,筛选影响水平井见水特征的主要因素,认为原油粘度、油层厚度、非均质性及水平井水平段在油藏中的位置是影响水平井含水上升趋势的主要指标。最后建立主要因素与b值的关系式,结合俞启泰曲线b值图版,提出预测水平井见水规律的公式——图版法(F-b法)。应用F-b法对塔里木水平井含水率进行预测,并与其他相关方法及实际生产数据对比,认为F-b法可作为预测塔里木油田水平井含水率、估算可采储量的一种有效方法。     

井眼扩径对水平井声波测井响应影响的数值模拟

水平钻井得到越来越广泛的应用。作为储层评价最重要手段之一的声波测井在水平井中往往受到井眼状况等因素的影响,从而导致其应用效果明显变差。为此,采用三维有限差分法针对径向扩径尺寸变化、轴向扩径尺寸变化和扩径位置变化三大类情况开展了正演模拟研究,重点研究了井眼扩径对水平井声波测井波形幅度、到时和波速的影响。结果表明,当扩径段位于声源与最近的接收器之间时,扩径属性参数变化对纵横波波速测量结果无影响,但均会导致波形幅度明显降低;纵、横波幅度均随扩径圆筒厚度和长度的增大而减小,但基本不受扩径距的影响;纵波到时随扩径圆筒厚度和长度的增大而增大,但随扩径距的增大而轻微减小。本研究厘清了井眼扩径对水平井声波测井响应的影响规律,可为进一步开展水平井声波测井影响因素校正方法研究提供指导和帮助。     

水平井开采煤层气藏生产动态计算新数学模型

基于朗格缪尔模型、菲克第二扩散定律和达西定律,综合考虑重力和气体压缩效应的影响,推导出描述煤层气和水渗流规律的基本偏微分方程组(并给出定解条件),且利用有限差分法对该数学模型进行了数值求解。计算结果表明,该模型能够有效模拟煤层气水平井的生产动态。通过对比是否考虑非稳态扩散和气体压缩效应时不同裂隙渗透率下的产气动态可知,忽略非稳态扩散和压缩效应,将人为缩短达到气体峰值产量的时间,增大产气峰值;将降低气体膨胀能,低估气井后期产能。煤岩裂隙渗透率越高,气井产能受渗透率回归效应影响越大,峰值产量的持续时间越短且产量下降速度快。因此在煤层气藏开采过程中,应根据气井的产气动态调整井底流压,建立合理的储层压力系统,以降低渗透率回归效应带来的不利影响。     

新场气田分段压裂水平井裂缝布局优化

新场气田属于大型多层致密砂岩异常高压气藏,储层物性差,非均质性强,气井动用储量低。目前,为大幅度提高气井产能,提高储量动用长度,该气藏多采用多段压裂水平井开发。因此,迫切需要论证裂缝参数及其组合对多段压裂水平井开发效果的影响,为气藏下步科学高效开发和持续高产稳产提供理论基础。以川西新场气田为研究对象,采用数值模拟法深入研究了压裂水平井裂缝几何布局对气井产能的影响,包括非均匀裂缝长度、非均匀裂缝间距、压裂规模与裂缝数量、裂缝长度与间距的匹配、裂缝夹角与间距的匹配。结果表明:对于多段压裂水平井,U型模式的裂缝长度布局最优;均匀裂缝间距开发效果优于非均匀裂缝间距;水力压裂时,少段数长缝能取得更佳的开发效果;0. 67~1倍缝长的裂缝间距布局、垂直于井筒的正交裂缝布局有利于改善压裂水平井开发效果,裂缝间距的增大能有效降低非正交裂缝低夹角对产量的影响。     

水平井中油砂流

目前人们并没有完全了解水平井中流体的水动力学特点,尤其对于多相流而言。水平井的出砂及砂在井底的沉积很难克服,因而会减少流动通道的有效大小。本文研究了水平井中的油砂流,所建的模型把油砂看作单分散的,稀释的悬浮液。     

致密油藏压裂双水平井参数优化研究

多段压裂水平井能有效地提高致密油藏单井产量,双水平井的使用则会增大增产效果,但其压后产量影响因素并不是很明确.基于渗流力学理论,分析压裂双水平井流体流动机理,建立了考虑启动压力影响的油藏—裂缝系统分段压裂双水平井数值模型,采用网格加密方法和控制变量法,计算分析了地质因素和工程因素对双水平井压后产量的影响,并使用正交试验...