低渗透油田机采效率优化技术研究

杏子川油田大部分老井生产实际和产能效果较低,本文主要针对低渗透油田油层储层渗透率低、丰度低、单井产能低,大部分老井采油参数不够合理、示功图测试显示供液不足,低冲程、高冲次、大泵径的现象普遍存在,致使抽油泵效率低、油井免修期较短、单井能耗较高。为了降低采油成本,优化采油参数,通过对抽油机井机采参数全面分析,结合目前油水井的生产实际和产能状况,对抽油机井的抽油时间、冲程、冲次、泵径进行优化,实现降本增效目的。     

煤层气井有杆排采泵筒煤粉流动特征

煤层气井煤粉颗粒在有杆排采泵筒内固液两相流中的流动特征是埋泵、卡泵和凡尔漏现象的重要因素。基于泵筒中液体携煤粉的运动学和动力学分析,建立了泵筒中液体流动和煤粉运移的计算模型,并依据仿真分析得到不同排液量和煤粉粒径时,煤粉在泵筒内的运移特征。结果表明,泵筒中的煤粉运移与液体流动特征相近,煤粉运移速度正负的分界点随排液量的增大而逐渐扩大,煤粉排出量也随之不断提升。泵筒中液体携煤粉在泵筒入口附近发生湍流,并在固定阀阀孔两侧由于涡流而发生煤粉沉淀,而在泵筒内部固液两相流动则变为层流运动。两相流进泵速度较低或煤粉粒径较大时,泵入口附近开始出现煤粉沉淀,煤粉运移速度损失较小。该研究首次系统分析煤层气井泵筒内煤粉流动特征,为防煤粉有杆泵的设计及其排采作业方法提供了重要依据。      

水井反冲洗地层三维弹塑性固结分析

注水井反冲洗工艺是抽油机井维持正常生产的重要措施之一,反冲洗压力是决定反冲洗效率的主要因素。反冲洗过程涉及到地层与套管在水压作用下的相互耦合作用,鉴于目前对洗井压力的制定以套管抗挤压强度为依据,运用ABAQUS-6.5软件,对油藏岩石-套管进行了三维弹塑性固结有限元分析,建立了流-固耦合数学模型,研究了注水井反冲洗过程中套管、地层和流体的瞬态响应,实现了套管、地层和流体间的耦合作用,得到了套管应力随洗井时间的变化规律。计算结果表明,洗井地层的地应力分布状态和地层性质对洗井压力影响较大,主要受到地层弹性模量、渗透性能和地层水平地应力的影响。洗井压力的制定应综合考虑套管和地层状况,与单纯考虑套管的承载能力相比,其研究结果可为洗井工艺的制定提供更为准确的理论基础。     

关于复杂运动系统“一分为三”创新思维分析规律的初步探讨

众所周知，传统认识简单运动系统的普遍理性思维分析规律是“一分为二”，即无论自然界、社会及人的任何简单运动系统结构均可进行“一分为二”的思维分析，这是毫无疑义的。但对普遍存在于社会、自然界及人的复杂运动系统，用“一分为二”的进行思维分析就有其局限性。由于这种思维分析过于简单，易出现片面性。如“文化大革命”运动初期，将复杂运动的“群众”系统“一分为二”，     

川西地区须家河组异常压力演化与天然气成藏模式

川西地区须家河组发育异常高的流体压力, 组内构成了互层式的生、储、盖组合, 探讨异常高压背景下的天然气运移成藏特点及其规律具有重要意义.根据大量实测压力数据, 得出了川西地区异常压力在纵向和平面上的分布规律.以现今实测压力、压实研究和包裹体测试获得的古压力为约束条件, 应用所建立的异常压力数学模型恢复异常压力的演化历史. 研究发现, 地层压力的纵向分布可概括为南部地区的“两段式”和北部地区的“三段式”, 北部的超压幅度最大, 平面上超压中心位于梓潼凹陷.早侏罗世—古近纪须家河组内发育沉积型超压, 新近纪—现今则新增构造型超压.以流体压力的分布及其演化为主线, 结合其他主要成藏要素, 建立了3种典型的天然气成藏模式.      

应用Rankine理论的主动土压力计算

应用应力圆将Rankine理论计算主动土压力的方法延伸至坡面具有倾斜角的粘性填土，得出主动土压力强度沿墙背呈非线性分布的规律。根据填土倾斜角对填土内摩擦角的相对关系，导出土压力大小及作用点深度的计算公式，并绘制出曲线，以备查用。     

非线性矿床模型与非常规矿产资源评价

探讨了建立非线性矿床模型对难识别的非常规矿产资源评价的可能性.首先评述了非线性理论在成矿动力学和矿产勘查中的应用, 以及非常规矿床与非常规矿产资源评价的研究现状.然后引进了以岩浆结晶分异成矿作用为例的多维分形非线性成矿系统模型.在此基础上揭示了非线性成矿系统必然导致元素富集和聚集的奇异分布及矿床分布的广义自相似性规律.广义自相似性刻画了成矿的外在多样性和内在相似性.介绍了2种最新研究的“奇异分析”和“广义自相似性”异常分解方法.采用文中所建议的非线性矿床模型方法对加拿大北部Gowganda地区的热液型Co, Ni, Ag, As, Pb 5种元素矿产进行了预测和评价.结果表明, 以“广义自相似性”和“奇异分析”为基础的非线性矿床模型及GIS信息综合技术对非常规难识别矿产资源评价是有效的.      

带分舱板海上风电筒型基础承载特性试验研究

为正确评估分舱对于海上风电筒型基础承载特性的影响,对有、无分舱板的相同钢筒进行室内模型对比试验,分别得出在水平荷载及弯矩共同作用下和竖直荷载作用下的荷载-位移曲线,及筒内外侧壁土压力及顶盖土压力的分布规律,同时进行有限元分析模拟。试验和计算结果表明：在竖向荷载作用下,分舱板使基础的极限承载力略有提高,分舱板分担了筒顶盖和筒壁的竖向承载,降低了顶盖的承载比例;在水平荷载和弯矩共同作用下,分舱板为筒型基础提供了较大的抗拔承载力,使筒型基础在水平和弯矩荷载作用下的极限承载力提高了20.2%,降低了极限状态下的水平位移和倾角。总之,分舱板不但可以提高海上风电基础施工浮运过程的稳定性,还可以提高基础运行时的极限承载力。     

组合式面板双绞合六边形钢丝网加筋土挡墙现场试验研究

为研究双绞合六边形钢丝网加筋土挡墙的受力、变形特性,对潭衡（湘潭－衡阳）西线高速公路K124+340断面组合式面板双绞合六边形钢丝网加筋土挡墙进行了现场试验,测试了竖向土压力、水平土压力、筋材拉应变分布规律和格宾箱变形规律。结果表明：在筋材长度方向上,竖向土压力在挡墙下部呈双峰型分布,而在上部呈单峰形分布;墙背水平土压力沿墙高呈非线性分布,最大值发生在墙高约1.5 m处,实测水平土压力小于主动压力;筋材应变在筋长方向上呈非线性分布,各层筋材的应变分布模式不相同;筋材的变形主要发生在施工期,格宾箱的变形呈鼓胀式     

液体弹性波输送工艺技术研究进展与展望

对液体弹性波输送工艺技术研发的背景、原理、现状及展望进行了简述。水锤效应的人为产生与应用，在线清防蜡垢、降粘减阻，以达到使管输系统降低能耗，并提高自动化水平是该工艺技术的本质特征。如同仿生学界面减阻技术在原油输送工艺中的成功应用一样，液体弹性波输送工艺依据仿生学的原理，是从人体脉搏波高效传输血液的机理与机制中获得启发和借鉴的。利用先进的电液压脉冲技术，“泵——电”综合推进，可使整个管输系统效率提高，泵的能耗及清管费用大大降低。这一研究的新进展，对于新的高效输送工艺的研发，对现有老输油管网的改造与改进，具有里程碑式的意义。     

提高钻杆接头螺纹强度的有效方法研究

以接触非线性有限元理论为基础，建立了钻杆接头螺纹非线性有限元分析模型。运用大型通用有限元分析软件研究了钻杆接头螺纹外径对其强度的影响规律。研究结果表明，适当增大螺纹外径，可以有效改善接头螺纹内部的应力分布状态，接头螺纹整体强度提高约32%。     

单裂隙中LNAPL残留特点及残留体对水流运动的影响

轻非水相液体(LNAPL)在变隙宽裂隙中的迁移和残留机理复杂,在"裂隙-水-LNAPL"三相系统中,LNAPL和水流运动之间相互作用和影响,同时两者又共同受到裂隙表面和隙宽的影响和控制。采用27.4 cm×20.0 cm(长×宽)的透明仿真裂隙开展甲苯(地下水中常见的LNAPL污染物之一)迁移试验,监测并获取变隙宽裂隙中LNAPL的迁移过程与残留分布的图像,通过数学统计和数值模拟的方法,分别揭示LNAPL 残留分布规律以及"裂隙-水-LNAPL"系统内的相互影响机制。研究结果表明:自由相的LNAPL主要沿着裂隙中的狭长通道迁移到内部,在隙宽较小的区域有少量孤立的LNAPL液滴残留。LNAPL在变隙宽裂隙中的迁移、残留与裂隙隙宽的分布密切相关,LNAPL残留的隙宽符合正态分布规律。甲苯残留的隙宽分布范围为0.01~1.40 mm,残留最多的隙宽分布在0.20~0.30 mm。LNAPL的残留增大了裂隙内水流运动的阻力,使得裂隙两端的压力差增加。LNAPL残留使裂隙内水流流速重新分布,同时也改变了裂隙原有的沟槽流分布和数量。     

塔里木环弧构造系统对 铜矿的控制作用探讨

对塔里木周边的遥感地质研究表明，塔里木盆地及其周边地区存在一个大型环式形构造系统；铜矿的空间分布严格受环弧构造系统的“两带一区”控制；铜矿化集中于三个“结构层”内；这些构造层与环弧构造系统的不同演化 阶段具有对应性的特点。     

砂土中筒型基础沉放过程渗流特性和沉贯阻力研究

筒型基础的沉放是一项关键施工过程,沉放时土体在施工负压下产生渗流场,而渗流对基础筒壁的侧摩阻力和端阻力产生影响,导致沉贯阻力难以预测。针对这一问题,首先应用试验和数值模拟的方法,对筒型基础沉贯过程中的渗流特性进行分析,揭示筒壁两侧及筒端土体超孔隙水压力的分布;然后将分析结果应用于沉贯阻力的推导中,并对推导的公式进行验证。研究表明：筒型基础沉贯过程中,筒壁两侧土体的超孔隙水压力沿筒壁深度几乎呈线性变化,在接近筒端时出现非线性变化;不同的沉贯深度下,渗流对沉贯阻力的影响不同,随着沉贯深度的增加,减小的阻力占总沉贯阻力的比值越来越大;通过推导的理论公式计算的试验模型和实际工程的沉贯负压理论计算值与实测值吻合较好。     

软岩高边坡喷锚挡护的试验研究

结合南昆铁路软岩深路堑高边坡采用喷锚挡护的工程，开展了地质力学模型试验研究。结果表明：采用喷锚挡护时可明显减小开挖在坡体内形成的松动区范围；开挖坡面的变形具有“臌肚子”特征。还给出了喷层上土压力分布、锚杆受力规律等结果。在此基础上对原设计和施工提出了“保住中部，稳定坡脚”的修改原则。     

砂土地层中考虑基坑施工效应的柔性挡墙主动土压力研究

以基坑施工过程中柔性挡墙墙后主动土压力为研究对象,假定柔性围护结构最大变形位于开挖面处,墙后滑面为通过墙趾的平面,推导出考虑基坑开挖及支护的墙后滑面倾角一般表达式。采用水平层析法,研究墙体内凸型变形时的主动土压力分布、主动土压力合力及其作用点。研究表明,理论结果与实测结果规律一致,大小相近;随着基坑开挖深度的增加,滑面倾角减小,基坑开挖对周边环境的影响范围增大,土压力合力增大,对合力作用点位置的影响较小;当基坑开挖深度减小时土体内摩擦角和墙土间摩擦角增大时主动土压力非线性分布更加明显,主动土压力合力减小,合力作用点距墙趾的距离增大。     

基于厚壁筒三维解析模型的深部洞室围岩分区破裂化机制研究

为研究深部洞室围岩的分区破裂化机制,建立了厚壁筒三维线弹性解析模型。逐步减小厚壁筒均布内压,模拟洞室静力开挖。逐步增加厚壁筒轴向均布压力,模拟洞室开挖导致洞室轴向应力集中。逐步增加厚壁筒外周非均布压力系数,模拟洞室开挖导致洞室水平应力的重分布和集中效应。根据弹性力学知识和边界条件,确定洞室开挖引起的弹性应力场、应变场及位移场。从拉压域、应变梯度及径向压拉蓄能等3个方面入手,分别研究了内压静力卸荷、水平应力重分布、围压均匀部分及轴压对深部洞室围岩分区破裂的作用机制。结果表明：径向弹性拉伸能和径向弹性压缩能的相对变化反映了围岩能量释放速率和释放量。水平应力重分布和轴压是围岩出现分区破裂现象的主要因素,但两者作用机制不同。该模型可为研究高地应力深部洞室围岩破坏提供一个较统一的理论工具,也为深部工程设计提供了理论依据。     

贵州岩溶山区封闭型岩溶大泉系统特征研究——以露郎岩溶大泉系统为例

露郎岩溶地下水系统是贵州岩溶山区典型的储水构造系统。通过分析系统的含水层和隔水层、地质构造的空间分布特征,应用岩溶学“洼地分析法”解译区内地下水运动轨迹、水动力学原理计算区内地下水力坡度、“地面穿越法”调查系统补径排条件、“长期动态观测法”分析岩溶水动态特征,总结系统岩溶地下水运动规律,为该类型的岩溶地下水系统的水文地质研究、岩溶水开发和保护提供了良好的基础。     

大地电磁资料的分形特征

分形理论是研究一类无规则、非线性但具有自相似性的无序系统。这个无序系统的维数一般是分数。分数维的大小可以反映系统的复杂性，揭示系统的本质规律。本文利用功率谱分析法来揭示大地电磁资料的分形特征，并简单分析分数维在大地电磁中的地质意义。发现当地下电性分布均匀时，电、磁场分量的自功率谱都服从对数坐标轴上的线性分布；而遇到电性不均匀体时，功率谱的线性发生畸变。     

返包式土工格栅加筋土高挡墙现场试验研究

为了研究返包式土工格栅加筋土高挡墙结构的受力、变形状态,分析其作用机理,进行了包括加筋土墙体基底应力、墙背侧向土压力、拉筋拉力和墙面水平变形等内容的现场试验,研究了加筋土墙体基底垂直应力、不同层位的拉筋拉力沿筋长的分布规律,加筋土挡墙潜在的破裂面位置,墙背侧向土压力沿墙高的分布规律以及墙面水平变形规律。测试结果表明,加筋土挡墙基底垂直土压力沿土工格栅拉筋长度方向呈非线性分布,最大值发生在拉筋中部附近,向拉筋两端方向逐渐减少;实测墙背侧向土压力沿墙高呈非线性形式分布,其值小于主动土压力;上部墙体拉筋应变沿筋长呈单峰值分布,下部墙体拉筋应变沿筋长呈双峰值分布;上部墙体潜在破裂面形状与“0.3H法”接近,而下部墙体潜在的破裂面形状与朗肯主动土压力理论接近;施工期墙面最大水平变形位置在墙高的下部,竣工后墙面最大水平变形发生在墙顶处等结论。