分布式降雨径流模型率定的多目标分析方法

利用多目标方法，对自主研制的具有物理基础的分布式降雨径流模型进行了参数的多目标分析和模型有效性探讨．通过对参数的敏感性分析，确定糙率系数和土壤饱和水力传导率为率定的主要参数，选择效率系数、模拟洪峰的相对误差和洪峰达到时间的绝对误差为目标函数．在模型率定过程中，首先利用多目标最优化方法获得模型参数的非劣解集，然后又利用离散型协调规划从非劣解集中选出满意的模型参数，最后通过对非劣解集模拟的过程线的范围及形状的分析，对模型的有效性进行了评价．研究结果表明，多目标模型率定方法综合考虑了水文过程的各种要素，获得的满意解优于传统的单目标优选结果，非劣解集的聚合程度及模拟的过程线的范围能够反映模型的有效件．     

FloodArea模型糙率系数改进方法

空间单元糙率系数是二维GIS水动力演进模型FloodArea中的重要参数,对模拟过程中流速有显著影响.模型算法与模型糙率系数定义都没有区分河道与坡面的概念,将栅格单元皆视为坡面,坡面漫流与河道汇流规则统一利用曼宁公式定义,糙率系数通常根据土地覆盖类型静态设置.但在模拟过程中,汇流或洪水的演进过程往往会导致下垫面糙率降低,使模拟糙率较实际偏高,模拟流速较实际普遍偏低.针对上述问题,根据土地覆盖类型与DEM,提出了河道区域与坡面区域区分化处理的糙率设置方法.以福建木兰溪中下游仙游水文站到赖溪水文站河段为研究区,使用改进后的糙率系数结合FloodArea模型完成了基于实测数据的洪水模拟实验.结果表明,改进的方法简化了率定过程,提高了模拟精度.同时,改进的方法不需要额外增加数据资料,较适用于贫资料区的洪水演进过程模拟与灾害预警.     

模拟管袋坝接缝管路的糙率率定试验方法

为了解决模拟管袋坝袋间接缝管路的糙率边界条件模拟和观察试验的矛盾,自行设计一套糙率率定的试验装置,主要包括供水设备、模拟管路和数据采集设备.针对该试验装置提出了相应的试验原理和试验方法,并验证该试验装置及试验方法是可行的.在此基础上进行了纱网糙率率定试验,选出适当糙率的纱网完成对管路边界条件的模拟,同时满足观察管路中砂体的运移状态的需要.     

根据零惯量模型推求膜孔灌溉田面综合糙率系数

根据膜孔灌溉田面水流运动特性，将膜孔灌溉不连续的入渗界面等效概化成均匀连续的透水界面，对膜孔灌水流推进阶段采用四边形曲线差分网格，消退阶段采用矩形差分网格进行计算，建立了膜孔灌溉田面水流运动零惯量数学模型，并将其与优化理论相结合，提出了确定膜孔灌溉田面综合糙率系数的优化模型。实例计算与方法验证表明，该方法能够简单而有效地确定膜孔灌溉田面综合糙率系数。     

不同类型洪水过程线的随机模拟

针对传统洪水模型常常忽略洪水过程线形状的问题,本文提出了一种可以用于模拟不同类型洪水过程线的随机模型.该模型用三维Copula函数构建了洪量、洪峰和洪水历时3个洪水特征量间的联合概率分布函数,并对洪水过程线形状进行了无量纲的分类和随机模拟,最后将洪水特征量和无量纲的洪水过程线形状进行融合形成完整的洪水过程线.以浙江省双塔底和金华两站为例,分析论证了该模型的可行性和实用性.结果表明,该模型切实可用,不仅考虑了洪水特征量间的相依性,而且考虑了洪水过程线形状的随机性对工程规划的潜在影响,模拟结果更符合水文现象的内在规律和满足工程规划的实际需求.     

群潜坝对河道糙率影响的数值模拟研究

为分析群潜坝对河道糙率的影响规律及机理,运用FLUENT软件,采用VOF方法与标准k-ε紊流模型相耦合的方法,对坝间距为50,25,12.5,6.25 cm与原河道(没有布置潜坝),流量分别为4,8,15,25及75 m3/h共25种工况下河道水流流场进行了数值模拟,分析了建有群潜坝的河道其糙率的变化,得到了坝间距、水深坝高比对河道糙率的影响规律。其成果对河道整治、河道防洪等具有较大的参考价值与实用价值。     

基于GLUE方法的流域水文模型的不确定性分析

以东江流域中的星丰流域为研究对象,采用GLUE方法探讨了TOPMODEL模型在水文预报中的不确定性.研究结果表明,模型中的参数m、T0和RV较为敏感,它们的微小改变都将影响模拟结果,而参数SR0不太敏感.从两场次洪水的流量过程线可看出,模拟得到的流量过程线的上、下边界并不能完全包含实测流量过程线,总有一些实测流量落在90%的置信区间之外,说明TOPMODEL模型并不能完全模拟出该流域的流量过程,这正是由于模型的不确定性而引起的.     

非线性扰动方程的动力学特性

用Melnikov函数方法分析了自治扰动系统的奇异轨道在扰动后的稳定流形与不稳定流形的相对位置,给出了系统分支出极限环的条件。描述了自治系统在周期扰动下的紊动性态和次谐轨道。     

基于奇异矩阵分解法的河道糙率反演计算方法

为了提高河道糙率计算的精度,在奇异矩阵分解法的基础上提出了河道糙率反演计算方法,并通过编程实现了算法.该算法以水位计算值与实测值在非恒定流整个计算时程中误差逐渐减小作为目标函数,并通过对计算域中测点值输出误差的不断迭代校正,达到求解目的.东江108km天然河道糙率率定结果表明,该河道糙率反演计算方法精度较高,可用于河道过流能力及复杂河网水动力模拟分析,可解决欠定的糙率率定问题并提高模型的实用性和洪水预报精度.     

不同海拔下克隆整合对糙花箭竹种群补偿更新能力的影响

为了探究海拔梯度对糙花箭竹克隆整合强度的影响,本文研究了两种不同海拔(1 632m和2 312m)下,克隆整合对糙花箭竹(Fargesia scabrida Yi)种群更新的影响.试验设置了不剪除和剪除25%、50%、75%四种模拟采食强度,并分别进行切断或不切断处理,从种群尺度上针对其克隆整合特性进行了研究.试验结果表明,随着海拔的变化,克隆整合、采食强度及其交互作用对糙花箭竹种群更新的影响程度也会随之变化:在低海拔样方内,克隆整合不仅显著地增加了不剪除处理、剪除50%处理和剪除75%处理样方内的平均生物量,同时也显著地增加了剪除25%样方内的补充率.在高海拔的样方内,克隆整合仅仅显著地增加了不剪除处理、剪除50%处理样方内的平均生物量,然而对该海拔下糙花箭竹的补充率并没有显著的提升.因此,克隆整合有助于克隆植物有效地利用异质性分布的资源以实现种群扩展、开拓新的生境,增加了其对环境生态的适应性.     

利用压汞实验确定岩心麻皮系数 —以鸭儿峡油田白垩系为例

为了分析麻皮效应对鸭儿峡油田白垩系砂砾岩油藏取心分析含油饱和度的影响,综合运用压汞资料、分析化验资料和生产资料,利用岩石物理模型和取心样品对压汞法产生麻皮效应的机理进行系统分析;通过构建J函数,计算油藏的平均毛管压力,并对毛管压力曲线的4个切点开展系统论述;分析油藏排驱压力、不同类型孔喉的进汞饱和度、麻皮效应影响区间和麻皮系数。依据麻皮系数,对岩心含油饱和度进行校正;对校正前后的饱和度参数与阿尔奇公式计算的理论值以及生产资料分别进行对比。结果表明,经麻皮系数校正后的岩心测量含油饱和度较岩心视含油饱和度低15%左右,与测井计算的饱和度和生产资料吻合较好。研究结果一定程度上可为研究区岩心基础资料研究提供技术参考,为油藏饱和度评价及资源量计算提供可靠数据。     

三维油藏模型色彩显示

三维油藏模型彩色显示是油藏数值模拟和仿真的一项关键技术．它是在用地质统计方法将原始地质数据转化为网格化的空间数据场后,利用着色、消隐、投射、挖切等可视化手段建立空间几何模型,由此得出能显示物性的立体图、物性区间图、体化栅状图等各种三维油藏地质图件．该技术特征是,对网格内的每一个象素都进行了插值计算和着色,从而避免了锯齿状的物性区间边缘;着色直接利用网格结点的物性值进行,又能够直接反映油藏的真实情况．本法得出的三维油藏图件色彩逼真,描述细致,经胜利测井公司和物探局使用认为技术上有创新,有较高的实用价值．开发环境：在ＳＵＮ工作站上,以Ｘ－Ｗｉｎｄｏｗ和Ｍｏｔｉｆ为平台．     

裂缝性油藏渗吸模型参数确定方法及应用

针对实验设备和测试手段受限制、实验方法周期长、价格昂贵和误差较大的特点,提出了采用油藏生产历史数据进行线性回归来确定模型参数的新方法,建立了裂缝性油藏产量预测及最大渗吸速度发生时间的数学模型。通过实例分析和对比,验证了该方法的可靠性。对裂缝型油藏水驱开采动态研究具有参考价值。     

一种新的脉冲试井分析方法——平行线划分分析法

文中提出的平行线划分分析法是一种新的脉冲试井分析方法,进一步推广了Johnson等人首先提出的脉冲试井方法。这种分析法能自动排除干扰压力,在计算参数时除利用波峰、波谷点,还利用其它很多点。平行线对可以任意组合,利用交点计算比切点容易识别。由于分析区段小,对干扰压力的线性逼切误差也小。此法使用方便、计算准确度较高,其理论基础和使用条件与Johnson的方法相同。     

毛管力对油藏水驱特征影响分析

注水开发是油田最主要的开发方式之一。注入水波及面积是影响油藏采收率的重要因素。油藏内注入水流动方向及波及面积与其所受合力的方向及大小有关。国内外学者研究表明，尤其对于低渗透油藏，毛管力对油藏内油水渗流规律的影响不容忽视。本文基于渗流力学理论，利用数值模拟和矢量叠加方法，计算了正韵律正方形储层模型中各网格内流体所受注入水压力、重力和毛管力等作用力合力的大小和方向，实现了储层内任意网格油水渗流作用力的定量表征。数值模拟结果表明，对于亲水正韵律油藏，储层上部渗透率变低使毛管力增大，当毛管力增大到一定程度时，注入水会从下部的高渗透层段向上部的低渗透层段渗流，导致上部低渗层段的水驱效果好于下部储层，在油藏开发后期剩余油主要分布在下部的高渗透层段内。如果油藏渗透率较大，油藏内无毛管力影响时，开发后期剩余油主要分布在上部的低渗透层段内，对下部高渗透层段实施封堵措施，有利于提高油藏采收率。     

高含水期射孔井出砂预测模型的建立及应用

对取心井测井数据和岩心三轴试验岩石强度数据进行了分析 ,得到了油层砂岩强度与声波时差和井深的回归关系式 ,这一关系式可用于胜坨油田及其周边油区岩石强度的计算。以岩石破坏准则为基础 ,运用岩石力学理论和分析方法 ,考虑到射孔孔眼周围岩石应力场对孔道稳定性的影响 ,建立了射孔完井临界出砂预测模型。预测结果表明 ,油层砂岩岩石强度是影响油井出砂的重要因素 ;弱胶结岩石在较低的流速下会有出砂现象 ,而胶结强度高的砂岩在较高的流速下也不容易出砂。胜坨油田高含水期出砂与含水量上升有密切关系 ,这主要是因为含水量上升破坏了产层胶结结构 ,降低了岩石强度。利用孔道出砂预测模型进行计算 ,得到了预防出砂的临界生产压差和临界产量。该模型预测的结果可用于 :①判断新井投产、老井补孔等新投产层位的出砂 ,并根据预测结果确定合理的防砂措施 ,优化生产参数 ;②判断目前生产层位出砂状况 ,确定多层生产井的出砂层位 ,调整生产参数及控制地层出砂程度。对胜坨油田 3个不同区块的生产井进行了计算 ,其计算结果对该油田高含水期开发方案的设计有指导作用。目前该方法已在胜坨油田现场应用 12 2井次 ,出砂预测的准确率大于 82 %。     

利用灰色理论进行多井储层评价

在用灰色理论对油气储层进行精细评价解释的基础上,研究了哈南油田夫特构造砾岩储层和福山凹陷流三段储层的综合评价和多井解释。以关键井分析计算储层参数,利用岩性、物性及含油气变化进行参数集总和归纳,绘制出相应层段储层厚度、孔隙度、渗透率、饱和度等参数分布图,建立了客观反映储层地质特性的分析方法和解释模型。研究了油气储层的基本形态、几何特征及其空间分布规律。从而较好地预测各层段中储油物性好、含油饱和度高的部位,提供了进一步钻探评价位置和范围。     

基于声波信号预测Kaiser应力点的水平地应力

声发射实验测试地应力方法需从地层原位取得的全尺寸岩样上钻取4个小尺寸岩芯,分别进行加载实验下的声发射测定.该方法将造成地层岩样损失,地应力评价成本较高.为此,根据岩石声学性质与力学特性具有较好的相关性特征,基于大量岩石试件的声波时差实验数据和加载条件下的声发射实验数据,构建声波时差与岩样Kaiser应力点的关系模型,并...     

牛庄洼陷万全油田测井资料数据标准化

测井资料数据标准化是油藏描述首要的必备基础工作,它的准确性决定着储集层模型的可靠性。本文以牛庄洼陷万全油田为实例进行了标准化工作。此工作是以测井资料为依据,选择岩性、电性特征明显的标志段(层),根据标志段(层)测井响应频率分布特征峰值,通过多次趋势分析,确定标志段(层)各测井响应的趋势值,进而求得全油田范围内测井资料数据标准化校正值。资料处理结果表明,所采用的标准化方法依据充分、效果明显、提高了解释精度及资料的可比性,减少了解释的盲目性,为最大限度地发挥测井资料在油藏描述中的作用奠定了可靠的基础。目前,本课题所研制的标准化软件已成功地应用于大港枣园油田油藏精细描述中,取得了理想的效果,并投入生产使用。     

裂缝性凝析气藏物质平衡方程计算新方法

裂缝性凝析气藏是一种极其复杂的气藏,其物质平衡方程与常规气藏差别较大。以物质平衡基本原理为基础,考虑岩块系统和裂缝系统压缩系数、束缚水饱和度的不同,建立了考虑双孔隙系统的裂缝性凝析气藏新的物质平衡方程,通过该方程的诊断直线可分别求得裂缝系统和岩块系统的凝析气地质储量。通过建立单井数值模拟概念模型,使用模拟计算的压力、产量数据,采用新方法计算裂缝和岩块系统凝析气储量,与概念模型实际储量对比误差很小,从而验证了方法的正确性。采用某裂缝性凝析气田实际生产数据,应用新的物质平衡方法计算结果表明,该方法可以准确计算裂缝性凝析气藏裂缝及岩块系统的凝析气储量。