带隔板底水气藏不完善井临界产量及水锥高度计算方法

以往的带隔板底水气藏临界产量计算公式大多只考虑了气井底部刚好位于隔板顶端的情况,忽略了打开程度的影响。本文基于多孔介质中质点渗流规律和气体稳定流动及水锥稳定条件,推导带隔板底水气藏不完善井临界产量公式,并分析打开程度对临界产量的影响;通过分区计算临界产量,得到各区临界产量与总临界产量的关系,进而推导出带隔板底水气藏水锥高度的计算公式。该临界产量公式考虑了打开程度和表皮系数的影响;水锥高度计算公式考虑了气井产量对隔板上下区块水锥高度的影响。实例计算表明,考虑了打开程度和表皮系数的临界产量公式和水锥高度计算公式更符合实际情况,对带隔板底水气藏的合理生产具有一定指导作用。     

页岩气非线性渗流的有限元模拟方法

基于考虑解吸、扩散和滑移作用的页岩气非线性渗流理论模型,构建了以压力为自变量的页岩气非线性渗流的三维有限元方程.通过一个忽略解吸效应的页岩气稳定渗流算例和一个考虑解吸附效应的页岩气非稳定渗流算例,求解井筒附近压力场,以及压力和气井产量随时间的变化,并与文献中的理论解进行对比,验证数值方法的合理性.结果表明,本文提供的页岩气非稳定渗流数值计算方法,其结果与理论解吻合,且收敛性好,可用于页岩气开发中气井周围压力变化和气井产量的预测,为页岩气井设计和页岩气开采提供重要的手段.     

考虑应力敏感的产水气井产能方程

在气藏开发过程中,随着地层压力下降,有效应力增加,孔隙度和渗透率均降低,再加上气井产水的影响,将导致气井产能大幅下降。为综合研究储集层应力敏感性和产水对气井产能的影响,基于渗透率随压力的指数式变化关系式,建立了考虑应力敏感的产水气井产能方程。通过推导与求解,获得了受应力敏感指数与水气比同时影响的二项式气井产能方程,提出了产能方程预测IPR曲线求解方法。最后结合实例进行分析,定量展示了应力敏感和产水对气井产能变化的影响,同时也证实了该产能方程的可靠性和实用性。     

考虑气液相滑移影响的气井两相节流预测模型研究

为进一步提高气井井下节流两相流流型判别及质量流量预测的准确性,通过建立气液两相节流模型临界压力比和质量流量预测评价方法,对3个常用的气液两相节流模型进行了评价。从质量、动量及能量守恒原理出发,运用对比拟合的方法同时考虑节流过程气液相滑移的影响,提出了新的气液两相井下节流流型判别准则。在此基础上提出了适应于临界流/亚临界流条件下节流质量流量预测的新模型,并运用新模型预测了临界压力比及节流质量流量。在实验数据范围内,该模型的预测性能明显优于已有模型。     

页岩气直井非稳态非线性渗流的数值计算及产能预测

结合我国南方海相页岩气藏的实际,针对页岩气藏的特殊孔隙结构及多尺度流动的特征,首先由Knudsen数判断出储层主体流态为滑移流,并指出页岩气在页岩多孔介质中的传输过程是一个等温过程.然后修正了Beskok-Karniadakis二阶近似模型,建立了致密页岩气直井平面径向非稳态非线性渗流问题的数学模型.进一步应用玻尔兹曼变换将问题简化,并给出了求解压力场的数值离散显式迭代格式.最后数值计算得到了内边界定压条件下直井的压力场随时间、空间分布曲线,预测了产量随时间变化的规律,并分析了解吸、滑移和扩散效应对产量的影响.     

大型客机座舱快速制冷／加温计算方法研究

以某大型客机座舱为例,取座舱空气为控制对象,在考虑舱壁、座椅及设备热容的基础上,通过建立座舱传热控制方程,对地面停机工况时极热／板冷条件下的座舱快速制冷／加温过程进行了计算研究,并分析了供气温度、供气流量和附加干扰等因素的影响。研究工作对于大型客机环境控制系统初步方案的选择、优化设计具有参考价值。     

大展弦比飞机几何非线性气动弹性稳定性的线性化方法

基于动力学小扰动假设建立了具有大展弦比机翼柔性飞机的全机几何非线性气动弹性稳定性分析的线性化方法和工程求解流程,并通过复杂算例验证了该方法的工程适用性.对某高空长航时无人机,计算了飞机在平飞设计载荷以及阵风载荷作用下的非线性静变形,在对应的非线性平衡态下对全机进行动力学线性化,计算了考虑静态大变形因素的全机固有振动特性,采用偶极子格网法计算了非定常气动力,进一步分析了全机的气动弹性稳定性,并与传统线性计算结果进行了对比研究.计算结果表明,由于结构大变形引起的几何非线性会引起机翼面内弯曲和扭转的运动耦合,改变相应模态的频率和振型,从而影响气动弹性耦合关系,降低颤振临界速度.传统的线性方法不但不能得到准确的颤振临界速度,而且有可能给出错误的稳定性结论.因此,对于具有大展弦比机翼的高空长航时无人机,以及类似的大柔性飞行器,必须在其设计过程中进行几何非线性气动弹性稳定性分析.     

螺旋钻采煤机螺旋钻杆失稳条件研究

通过考虑动能和势能对螺旋钻杆屈曲的影响,运用能量法研究了螺旋钻杆最大转速与螺旋屈曲时临界轴向力间的关系,建立了螺旋钻杆和轴向临界力间的数学模型。研究表明：螺旋钻杆的失稳条件符合实际,对螺旋钻采煤机设计具有十分重要的指导意义。     

考虑蒸汽热损失的稠油热采Blasingame产量递减曲线

以往Blasingame产量递减典型曲线都未考虑热损失对曲线的影响,而在稠油热采过程中蒸汽热损失难以避免,忽略蒸汽热损失明显不符合实际情况。针对稠油热采,建立考虑蒸汽热损失的产量递减分析理论模型。利用拉普拉斯变换、特征函数等现代数学方法对模型进行求解,得到拉普拉斯空间中的井底压力表达式,然后求得定井底压力条件下的产量变化解式。利用数值反演,绘制了考虑热损失的定压生产不稳定流动产量曲线和Blasingame产量递减典型曲线。通过分析蒸汽冷凝系数对不稳定流动产量曲线和Blasingame产量递减典型曲线的影响发现,蒸汽热损失对稠油产量影响很大,蒸汽热损失越大,产量越小,在实际生产过程中不能忽略蒸汽热损失的影响,否则会产生较大的误差。热油带半径、流度比以及储容比对Blasingame产量递减曲线早期阶段也会产生较大的影响,Blasingame产量递减曲线随各参数的变化而变化。     

一种表征煤储层压力与流体饱和度关系的数学模型

目前,针对生产过程中煤储层内部气、水两相渗流的研究尚薄弱,已建立的煤层气产能预测模型或产能分析方法中,一部分假设煤储层内部为单相渗流即单相水或单相气,一部分忽略流体饱和度和压力变化梯度,另一部分通过物质平衡方程建立平均地层压力与平均含水饱和度间关系,进而研究储层饱和度分布对气井产能的影响,但平均含水饱和度无法表征储层内部的饱和度分布.故现有模型均未考虑储层流体饱和度分布特征对气井产能的影响,导致现有产能模型预测值与实际煤层气井产出动态始终存在较大误差.鉴于此,根据气、水两相渗流微分方程,考虑应力敏感、基质收缩与气体解吸效应,建立了一种能够表征煤储层压力与流体饱和度间关系的数学模型.结合气、水两相相渗曲线与各生产时刻的储层压力分布曲线,提出迭代算法求解该模型,得到各生产时刻的流体饱和度分布规律.该模型的可靠性通过与商业数值模拟软件结果对比得到验证.该模型的提出填补了目前煤层气开发理论的空白,有助于准确计算气、水两相拟压力,为煤层气藏产能的准确预测奠定理论基础.     

轴流转桨式水轮机压力脉动数值预测

首先利用修正模型系数的RNGκ-ε湍流模型对轴流转桨式模型水轮机进行了全流道三维非定常湍流计算,经与模型实验结果对比,表明所采用的数值方法和计算结果是准确可靠的．进一步对比分析原型和模型水轮机的计算结果,可以看出原型水轮机压力脉动和模型水轮机压力脉动具有相同的传播规律,但是幅值并不存在相似关系．考虑机组的实际运行状态,在最后部分给出了在考虑转轮流固耦合效应影响下,预估的原型轴流转浆式水轮机压力脉动结果．通过与未考虑流固耦合效应影响的计算结果对比,发现叶片的弹性变形对于水轮机压力脉动的频率和振幅都有降低作用．     

页岩气多尺度复杂流动机理与模型研究

页岩气储层纳微米孔隙、裂缝结构复杂,存在多尺度流动,气体的流动规律不同于常规气藏.本文对多孔介质内气体流动进行了研究,利用努森数划分不同尺度下气体流态,阐明了不同区域的流动机理和流动特征;综合考虑达西渗流、滑移扩散效应、井筒附近高速非达西效应等多重非线性效应,建立了页岩气储层多尺度统一流动模型.引入页岩气储层基质-压裂缝耦合两区模型,建立了页岩气储层压裂井定压条件下的两区压力分布和产能预测方程,并结合生产实例进行了参数敏感性分析.结果表明:随着滑移扩散系数、分形系数、压裂半径的增大,页岩气井产能增加,且增加幅度减小;考虑高速非达西效应较不考虑高速非达西效应时,页岩储层产能偏低,且高速非达西效应的影响小于滑移扩散对产能的影响.该模型为体积压裂页岩气产能预测及开发指标优化提供了理论依据.     

缝洞型有水油藏动态储量及水体大小定量评价方法

国内缝洞型碳酸盐岩油藏储层非均质性强、连通性差、油水关系复杂,储集体普遍含边底水且不具有统一油水界面,对油井动态储量错误的估计导致油藏钻井成功率普遍较低、开发效果差.如何定量评价该类型储集体的动态储量及水体大小,为下一步开发井位部署及开发技术政策的制定提供支撑是亟需解决的难题.本文基于Blasingame方法及流动物质平衡方法,推导了油藏拟稳态水侵情况下动态储量评价理论,提出了一种基于水侵动态识别方法进行动态储量及水体大小定量评价的流程与方法.本方法首先基于水侵识别方法将油井生产阶段划分为未水侵段、水侵初期阶段及水侵中后期段;然后通过拟合未水侵阶段油井生产动态数据进行动态储量的评价,通过拟合水侵初期油井生产动态进行水体大小的定量评价.通过建立考虑边底水的数值模拟概念模型,以正演的方式验证了本方法的可靠性.该方法已在国内哈拉哈塘缝洞型碳酸盐岩油田中进行了应用,应用效果较好.     

复合材料瞬态热性能的简便计算方法及其适用条件

定义了复合材料的掺混度,探讨了利用有效导温系数计算复合材料热性能的条件,结果表明,对给定的精度要求,复合材料存在一临界掺混度,当复合材料的混合程度满足此临界条件时,可以利用有效导温系数的概念和合材料的内的逐时温度分布和通过它的逐时流密度,对于许多实际问题,上述方法可大大简化分析与计算。     

城市轨道交通线路承载力影响因素的量化分析——以上海市为例

根据城市轨道交通承载力的特点,对影响承载力的因素进行分析和研究,分别建立了理想状况、考虑列车折返能力因素、考虑线路换乘能力因素以及考虑线路服务水平因素等4种状况下的承载力计算模型。并结合上海轨道交通的实际运营条件,分析了不同状况下的线路承载力,最后通过比较分析计算结果,得出了各个因素对线路承载力的影响程度。     

认知无线电系统中的多中继分布式波束成形方法

本文考虑认知无线电系统中一对认知源目的节点在一组认知中继节点协助下与一对授权发射机和接收机共存的场景,研究了多个单天线认知中继节点在授权接收机处平均干扰功率门限约束及自身独立的平均发射功率约束下,最大化认知目的节点处信干噪比(SINR)的分布式波束成形,从而开发"空谱空洞"的问题.提出了两种波束成形方案:1)最大化SINR的最优策略;2)基于迫零准则的次优策略.最优策略将分布式的波束成形系数求解问题通过半定松弛转化为准凸的优化问题,从而利用二分法及内点法求解;并证明了求得的最优半定松弛解即为原优化问题的最优解.次优策略直接迫零对授权接收机造成干扰,并将来自授权发射机的干扰信号抑制为零.该方法对应的优化问题没有迭代运算,且约束函数简单,算法复杂度低.最后通过数值仿真分析了中继数、认知节点最大的发射功率和授权接收机的干扰功率门限等因素对两类算法平均传输速率的影响,并且通过对比实验验证了考虑授权发射机干扰信号影响带来的性能增益.     

基于语义的词语相似度算法研究

在《知网》的研究基础上提出了一种新的计算词语语义相似度的算法。在计算义原相似度时,深入研究了义原间的上下位关系和反义对义关系,考虑了义原间的共同节点数和语义距离,同时引用了《知网》最新发布的情感分析用词语集;此外,还分析了常见的弱义原和不带感情色彩的中性词,排除了它们对结果的干扰。实验结果表明,本算法使词语相似度计算结果更趋于合理,满意度更高。     

摩擦阻力对水蒸气超音速流动自发凝结的影响

建立了一维有摩擦损失条件下的喷管内水蒸气超音速流动自发凝结数学模型,对水蒸气在喷管内的超音速流动自发凝结过程进行了数值计算,结果表明,模拟结果与相关文献实验结果基本一致．利用上述数值模型系统研究了摩擦阻力对水蒸气超音速流动自发凝结的影响,结果发现摩擦阻力的大小对喷管内水蒸气超音速流动自发凝结参数有着直接影响,在喷管设计过程中,准确考虑流动阻力的影响对于保证喷管的工作性能是重要的．     

锈蚀钢筋混凝土柱偏心受压性能精细化模拟

针对锈蚀钢筋混凝土(RC)柱的偏心受压力学行为,本文从细观角度出发,将混凝土看作是由骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,并且考虑锈蚀导致的钢筋和保护层混凝土的材料性能劣化以及黏结强度退化,建立了其三维细观精细化有限元分析模型.数值计算结果与试验结果的良好吻合,验证了数值分析模型的合理性.在此基础上,主要分析了锈蚀率和偏心率对RC柱偏压力学性能的影响.发现:钢筋锈蚀会引起临界偏心率增大,使构件趋于脆性破坏;锈蚀率增加会明显降低柱的刚度、延性和承载力;偏心率的增加则会导致构件轴向承载力降低,柱的破坏模式变为大偏心受压破坏.最后,基于完好状态RC压弯构件承载力统一公式,考虑钢筋锈蚀的影响,发展建立了锈蚀RC构件压弯承载力计算公式,并与试验结果进行对比,验证了所提公式的准确性.     

隧道长度对高速列车交会压力波的影响研究

高速列车隧道交会空气压力波的幅值对于车体结构及气密强度设计有非常重要的意义．我国的工程条件下需要对该工况对应的最不利隧道长度以及隧道长度对列车表面压力变化幅度的影响进行估计．本文通过理论分析研究了隧道压力波的形成和峰值影响因素,推导了压力极值对应的最不利隧道长度关于列车长度、运行马赫数的表达式．同时研究了隧道长度对最大负压值变化趋势的影响,并得出了负压极值快速变化所对应的临界长度区间．随后建立了二维的隧道交会数值模拟方法,并对典型工况下不同长度隧道内的列车交会进行了计算,其结果很好的验证了理论分析的预测表达式,证明前述表达式能够有效地应用于实际工程设计当中．