电缆地层测试评价井旁裂缝的有限元数值模拟方法

本文采用有限元方法模拟了电缆地层测试器的双封隔器和谐波脉冲测试方法在井旁裂缝中的压力响应.根据裂缝性储层渗流力学原理,首先模拟了双封隔器压力测试在裂缝与井壁相交和不相交两种情况下的压力响应,模拟结果表明:当裂缝与井壁相交时,压力响应随裂缝导流性质的变化发生显著改变;当裂缝与井壁不相交时,除非裂缝的导流能力非常大或离井壁非常近,否则压力响应随着裂缝导流能力的变化并不明显.说明双封隔器测试方法可以有效评价与井壁相交裂缝的导流能力,而对远离井壁的裂缝并不敏感.谐波脉冲压力测试一直被用来探测地层的各向异性,本文通过数值模拟方法探讨和分析了谐波测试方法探测和评价与井壁不相交裂缝的可行性,数值模拟结果表明谐波的压力幅度和相位延迟对裂缝的导流能力变化敏感,说明该方法可以用来评价井旁裂缝.此外,本文还对脉冲频率和双探针间距对评价效果的影响进行了分析.     

抽水蓄能电站上水库渗漏问题研究

本文根据抽水蓄能电站上水库渗漏问题研究特点,构建了上水库渗漏分析工程地质系统。应用该系统,分析评价了某抽水蓄能电站上水库渗漏问题。结果表明,研究区上水库库岸渗漏段长度约占环库周总长的90%,渗漏部位主要集中在坝址区、库区右岸及库尾,综合建议上水库采取全库防渗处理措施。     

岩溶塌陷发育机理模式研究

岩溶塌陷是我国岩溶区常见的地质灾害.目前,关于岩溶塌陷发育机理模式主要以力学分析为主.文章以岩溶塌陷过程为基础,探讨分析岩溶塌陷发育机理模式.依据地下水埋藏条件,土体分为包气带非饱和土体、潜水层饱和土体及承压水层承压性土体.根据"水-土"相互作用,在包气带、潜水层和承压水层分别建立崩解作用、潜蚀作用和水力裂隙作用三种岩溶塌陷发育机理模式.     

南海甲烷渗漏研究进展及其对我国南海科学钻探选址的启示

天然气水合物是极具潜力的能源资源,具有重要的战略价值,加强对天然气水合物的勘探已成为各国共识。天然气水合物只有在低温高压的条件下才能稳定存在,外部环境的变化极容易导致水合物的分解,从而引发海底甲烷渗漏。因此,研究海底甲烷渗漏事件对于天然气水合物勘探具有重要的理论和实践意义。南海作为西太平洋最大的边缘海,资源丰富,战略地位突出,是研究天然气水合物的天然实验室。甲烷渗漏活动过程的演化,以及甲烷渗漏自生矿物的成因及其与甲烷活动的关系等作为新兴的事件沉积学课题,在部分研究方向上已取得突出进展。本文总结了近年来南海沉积物甲烷渗漏事件研究取得的基本认识,主要包括：① 甲烷气体的成因和来源;② 地质学、地球化学和地球物理学等多学科、多指标识别体系;③ 甲烷渗漏通量的时间变化特征及其潜在驱动力,并指出了目前研究的亮点及局限。根据目前的研究进展,笔者提出了未来具有潜力的研究手段和可能的发展方向,同时建议将南海琼东南盆地海马冷泉区作为我国大洋钻探船未来在南海的钻探目标区。     

声呐之所以不能用来进行渗流测试之我见

从测试原理、计算方法两方面对近年来新出现的“声呐渗流检测或测井”技术提出了质疑,指出了这一技术存在的严重问题,认为声呐技术是不能用来进行渗流测试的。     

基于含气泡液体声波方程的海底冷泉数值模拟

海底冷泉羽状流与海底天然气水合物的分布密切相关,对水合物稳定带的边界具有指示作用,是未来能源勘探的重要领域.研究海底冷泉羽状流的地震响应特征,对确定天然气水合物的储集区域及成藏环境等均有重要意义.当前获得海底冷泉羽状流的地震响应主要通过数值模拟进行,然而该过程所依据的含气泡介质声速模型及随机介质理论不能完整描述海底冷泉的物理性质,采用的声波方程也不适用于高频地震波数值模拟.为了准确地实现海底冷泉羽状流地震波数值模拟,精确分析其地震响应特征,本文提出利用Keller-Miksis气泡振动模型来描述气泡在声波作用下的运动状态,同时考虑气泡间的相互作用,建立海底冷泉气泡模型.在此基础上,本文创新性地采用含气泡液体声波方程进行海底冷泉高频地震波数值模拟.数值模拟结果表明,本文提出的方法能够实现海底冷泉羽状流地震响应的高精度数值模拟.

     

孔隙直径法判别无黏性粗粒土渗透变形类型适宜性统计分析研究

为验证孔隙直径法对于各类无黏性粗粒土渗透变形类型判别的适宜性,采用试验验证的方法,对收集的27个工程、145个试样的渗透变形试验结果进行分类统计分析研究。结果表明：（1）连续级配碎砾石与试验结果符合率最高为80.0;（2）不连续级配碎砾石与试验结果符合率较低,为55.0;（3）不同类型砂与试验结果符合率最低,仅为22.0。由此可见,孔隙直径法可较好地适用于连续级配碎砾石渗透变形类型的判别,但对于不连续级配碎砾石和不同类型砂土,则适宜性较差。     

塔河油田9区下油组块状叠置厚油层渗流屏障研究

塔河油田9区三叠系阿克库勒组下油组储层为典型的块状叠置辫状河三角洲储层,夹层分布及连通性极其复杂,封闭断层和泥质屏障、钙质胶结帯等不同级次渗流屏障控制着油藏内部油水运动。为深化储层空间非均质表征,在储层构型分析基础上,笔者采用层次分析方法,动静态相结合,对渗流屏障类型及其级次进行划分,分析泥质屏障、钙质胶结帯形成机理及其受控因素,建立块状厚油层渗流屏障分布地质模型。研究表明：塔河油田9区下油组主要渗流屏障为封闭断层屏障和层间、层内发育的泥质及钙质隔夹层;依据渗流阻挡作用分为4个级次,东北向封闭性断层及复合河道顶部6级界面是1级渗流屏障,3～5级构型界面控制了2～4级泥质、钙质渗流屏障的发育,建立完全不遮挡型、部分遮挡型及完全遮挡型等3种渗流屏障模式。通过分级次定量表征渗流屏障的空间分布,深化储层空间非均质性研究,为基于流动单元的精细地质建模奠定基础。     

非承压含水层底部单孔疏放水渗流特征

由含水层底部向上施工疏放水孔（井）进行疏水降压是保证煤矿安全开采的重要措施之一,该类疏放水孔与地面抽水井的渗流特征具有显著差别。为了研究井下疏放水孔的渗流特征,以非承压含水层底部单井疏放水孔为例,采用数值模拟的方法对其渗流特征进行研究。研究结果表明,当疏放水井的井长l_w小于临界长度l_c时,即l_w<l_c,疏放水井上部含水层孔隙水压力大于0,且由下而上呈先增加后减小的分布规律,渗流量与井长呈指数函数关系增加;当l_w ≥ l_c时,疏放水非完整井的渗流特征及渗流量与完整井相同;渗流量随井半径增加呈指数关系增加,且指数小于1;将s+l_w代替水位降深s对裘布依（Dupuit）潜水完整井计算公式进行修正,当l_w<l_c时,采用修正的Dupuit潜水完整井计算公式计算疏放水非完整井渗流量更精确。该研究结果对认识井下疏放水井上部孔隙水压力分布特征及合理布置疏放水井具有重要的借鉴意义。     

陷落柱渗流突水机理及强度主控因素模拟

为了研究陷落柱影响区域内巷道渗流突水机制及其主控因素,采用Darcy、Brinkman、N-S方程对含水层、陷落柱、突水巷道内流场进行联动系统刻画,选取不同参数、不同边界等变量,分析影响陷落柱渗流突水强度的主要因素。结果表明：定压、定流量条件下,含水层渗透率增大会引起含水层和陷落柱交界处区域流速增大,但定流量条件下增幅较小,且会降低巷道突水流速;陷落柱渗透率的增大对突水压力和突水流速作用显著,定压条件下,随着陷落柱渗透率的增大,巷道突水流速骤增;含水层压力增高,陷落柱区域和巷道区域流速明显增大;在定流量边界下,随着陷落柱渗透率的增大,巷道突水流速仅发生微小波动;将研究结论与现有相关成果进行了对比验证分析,获得了与本文较一致的研究规律。总体分析,陷落柱影响区域巷道突水机理是含水层水压高、足量补水、陷落柱破碎区域渗透率较大且联通了含水层和巷道;其中,含水层压力、陷落柱渗透率是陷落柱渗流突水强度的主控因素。