近井地带高速非达西动边界对产能预测的影响

针对高速非达西动边界对产能影响的问题,开展了考虑高速非达西动边界影响的产能方程的建立。研究中采
用渗流理论和惯性理论推导了高速非达西动边界公式和对应的产能方程。并基于对动边界的认识不仅提出了高速非
达西出现的临界渗透率、临界产量和临界压差的概念,而且提出了高速非达西边界表皮因子。研究表明,只有储层渗
透率、产量或者压差大于临界值时,储层中才可能出现高速非达西渗流;而且高速非达西边界表皮是渗透率、孔隙度、
临界雷诺数以及β 的函数反映了地层性质对高速非达西区域的影响,表皮越大则高速非达西区域越小,动边界的影响
越不能忽略。最后与常规产能方程比较发现,渗透率在1∼10 mD 时,本文产能方程的IPR 曲线与其有明显的差异。提
出了高速非达西动边界对产能预测的影响,提高了产能预测的精度。     

采动岩体渗流与煤矿灾害防治

针对煤矿采动破碎岩体高渗透、非Darcy流等特性,利用自行研制的渗流试验装置进行渗透性测试,并在此基础上建立了能够描述采动岩体渗流非线性和随机性特征的渗流理论.以采场底板隔水关键层力学模型为基础,建立了以采动岩体渗流失稳为突水判据的预测预报体系.分析了综放工作面瓦斯涌出规律及采空区瓦斯运移规律,开发出治理高产高效综放工作面瓦斯超限的J型通风技术.     

基于储层构型的流动单元划分及对开发的影响

三角洲沉积储层非均质性强,储层内部渗流特征复杂,制约油藏高效开发。以南湖油田E1 f 43 油藏为例,采用
基于储层构型的渗流屏障识别技术及基于多参数聚类分析和逐步判别的流动单元划分方法,结合开发动态资料,开展
了渗流屏障分布规律和储层流动单元发育特征研究,分析了不同类型流动单元组合模式的连通关系,总结了渗流屏障
和渗流差异对开发的影响。结果表明：（1）研究区发育连片状和条带状2 种储层砂体类型,其中,条带状储层因注采井
砂体分别存在于砂体和渗流屏障内而产生注水不受效,剩余油富集;（2）研究区发育5 类流动单元,以II～III 类为主;
（3）储层连通砂体内部存在5 种不同的流动单元组合模式,不同模式下的储层砂体连通关系存在差异,连通砂体内不
同流动单元间形成渗流差异界面,使连通体内形成弱连通或差连通关系,制约油藏开发,造成剩余油大量富集。     

采空区漏风及残煤瓦斯涌出对采场气流的影响

在国内外文献调研的基础上,通过渗流力学、岩石力学、采矿工程等多学科交叉,采用理论分析、数值计算结
合的方法,建立了煤矿采空区瓦斯流动数学模型。采用CFD 技术对漏风流分布及瓦斯浓度场进行研究,获得了整个
工作面上风流的速度和瓦斯浓度的分布情况,得到了漏入采空区和采空区返回工作面风流较为集中的范围,采空区漏
风量与工作面风量之间的变化关系,漏风流速沿采空区衰减规律,确定了整个工作面上瓦斯浓度最高的地方为回风隅
角,采空区内瓦斯浓度最高的区域也是整个采场瓦斯浓度最高的区域。通过对不同送风量的模拟研究,描述了瓦斯浓
度的运移趋势,得到了回风隅角瓦斯浓度与送风量的关系,并且发现近风侧瓦斯浓度梯度较大,增大送风量能降低近
回风隅角瓦斯浓度,但是会增加遗煤自燃的风险。揭示了采空区漏风和残煤瓦斯涌出对采场气体流动的影响规律。     

深水测试管柱力学行为研究进展及发展方向

深水测试管柱的力学行为对深水测试的成功有着重要的影响。以陆地管柱力学研究为基础,对深水测试管柱
的结构、工况、载荷以及研究现状进行了分析阐述。分析认为,国外深水测试技术成熟,深水测试管柱力学行为研究完
善;而国内则主要依靠国外技术服务公司进行深水油气田的测试工作。同时,针对中国深水测试的应用现状,对深水
测试管柱的力学行为研究进行了系统分析,指出应该建立考虑平台升沉和漂移、隔水管影响、产层高压流体、射孔冲击
载荷、温度耦合作用等因素的深水测试管柱动力学模型,分析整个管柱的力学行为,实现对深水测试管柱的优化设计,
提高深水测试管柱施工作业的安全可靠性。     

页岩气藏压裂水平井渗流数值模型的建立

水力压裂后的页岩气藏水平井渗流区域内储层呈现复杂的裂缝网络形态,考虑解吸–吸附机理的单井渗流数
值模型的建立对单井产能影响因素分析具有较强的理论价值和现实意义,基于Warren-Root 双重介质模型思想,建立
了考虑解吸–吸附的基质渗流数学模型和裂缝渗流数学模型,并进行了差分离散方法的设计及渗流方程的IMPES 方
法线性化处理,最后实现了通过Gauss-Seidel 迭代编程模拟。现场应用中,在页岩储层水平井压裂时的微地震结果基
础上构建了地质模型,所建立的数值模型可分析压力、吸附气量、渗透率、地层物性等多个参数特征对生产的影响,并
与页岩气产出规律相符,因此该简便模型可有效指导现场的工程设计及动态分析。     

采动岩体力学—一门新的应用力学研究分支学科

一、引言采动岩体是指随着矿体采出，受到采动应力场影响的那部分岩体（或称围岩）。采动岩体力学属矿山岩石力学的一部分，是固体力学与采矿工程相结合的一门交叉学科。如在煤矿开采中，一般情况下覆岩受采动影响后均要发生破坏，直至引起地表移动（或称地表沉陷）。因此，采动岩体往往是山破坏后的各种块状岩体所组成，它最显著的力学行为特征是破断与运动。破碎岩体的行为对采矿工程、岩体内部流体和气体运移及地面建筑和环境带来严重影响。矿山岩石力学在基础研究方面取得的成就已大大促进了采矿工程的发展和生产技术与方法的变革。60年…     

采动岩体应变-渗流耦合效应与致灾机理分析

为了研究承压开采背景下顶板岩层破断和渗流规律的时空关系特征,在理论分析的基础上建立了基于有限元数值分析的等效连续介质流固耦合数学模型,嵌入了应变—渗透系数的耦合本构关系,应用于工程实践。得出采场围岩渗透性演化规律、含水层中孔隙压力演化规律及采动破坏区发育范围与渗透性增大区对比关系。研究结果表明:将岩体渗透性演化规律与岩体采动破坏区发展规律共同作为计算和设计防水煤柱的判据,更加符合现场实际;研究成果对厚松散层高承压含水层下安全高效开采具有指导意义。     

FLAC3D模拟采动岩体渗流规律

为从根本上研究煤层开采工程中因顶板冒落、放顶垮落造成的顶板突水通道的变化规律,首次运用FLAC3D数值软件的应力-渗流耦合系统,结合工程实践,系统分析了采动岩体的渗流矢量、渗流速度、孔隙压力及导水边界线动态发展的普遍规律和分布特征,进行了顶板突水危险区域的识别,得出了一些对防治采场顶板突水有益的结论,可为煤矿顶板突水防治提供理论依据.数值模拟结果表明采动岩体渗流通道的发展明显受煤层开采的影响,且当主关键层破断时,采场最易发生顶板突水事故.在此基础上,将采场的渗流动态变化特征与采动岩体的破断、运动规律结合分析,给出了采场顶板破断及破断岩块再组合压实过程中渗流裂隙的扩展、闭合普遍演化过程.如果水源有限且现有设备能及时排除水患,当煤层采完后,采动岩体能重新压实闭合失去导水性能,地下水位能逐步恢复,即保护第四系及地表水的采煤技术可以实现.同时证明FLAC3D的应力-渗流耦合系统能预测并预算采动岩体裂隙产生、发展、闭合及相关危害性的可靠的数值定量分析软件,可作为一个新方法在顶板突水防治和保水采煤技术中应用.图5,表1,参11.     

渗流随机有限元程序设计及煤层顶板涌水预测

基于随机有限元理论和渗流力学原理,通过推导渗流随机有限元列式,得到随机渗流单元水导矩阵,将可靠度计算引入采动岩体随机渗流之中.根据渗流随机有限元列式编写出可用于岩层渗流计算的随机有限元程序,并对俄霍布拉克煤矿的实际渗流问题进行了数值计算.结果表明,程序计算较好地反映了实际岩层的渗流特性;保护关键层和防水层对预防矿井的顶板突水具有重要作用.计算结果可为俄霍布拉克的开采提供合理化建议,也为随机有限元在渗流方面的深入研究提供依据.     

深海钻井升沉补偿装置国内现状及发展思路

升沉补偿装置是对浮式钻井平台和钻柱系统在海浪等自然载荷作用下做升沉运动时进行适当补偿的关键设
备,在深海石油钻井开发过程中,该装置能在浮式平台遇到大风等恶劣环境作用时,有效减小上下振荡运动对钻井作
业带来的一系列影响,保证井底钻压的稳定和钻井系统整体工作过程的高效进行。通过大量文献调研,分析了升沉补
偿装置在中国的发展现状和应用情况,结合升沉补偿装置在中国深海石油钻井过程中的实际使用情况和研究现状,利
用多浮体理论和钻井系统动力学特征提出对该装置进一步深入研究的新思路和技术路线图,对促进中国海洋石油装
备自主研究和发展具有十分重要的意义。     

钻柱黏滑振动动力学研究

以四自由度钻柱动力学方程为基础,结合钻头–岩石的相互作用规律,分析了钻柱在直井眼内的动力学特征,
研发了多自由度钻柱粘滑振动仿真软件。利用该软件开展了钻柱动力学行为影响的单因素分析,得出了管柱、钻头和
转盘的刚度与转动惯量,以及钻压、转速等对钻柱动力学行为的影响规律,获得了钻柱运动的4 种状态特征。通过对
实际钻柱动力学参数的仿真分析,表明钻杆越长,钻铤越短,钻柱越容易处于黏滑振动状态。另外,改变钻柱的内外直
径不可能有效抑制黏滑振动。研究成果对现场钻井作业具有非常实用的指导意义。     

高含水期不同开采制度下产液量变化规律研究

为了进一步掌握油田在进入高含水阶段后的生产过程中产液量的变化特征,研究了不同开采制度下产液量
的变化规律。基于研究区块近几年的实际产油量与满足该区块的水驱特征曲线,根据油田实际生产需要,通过理论推
导,得出了高含水期定产液量下产油量的变化规律、定产油量下产液量的变化规律及产油量以不同速度递减时产液量
的变化规律,实现了产液量变化规律的定量化。以实际油田的某一生产区块为例,利用满足该区块的水驱特征曲线及
实际产量,得到了不同开采制度下产液量的变化规律。研究结果表明,搞清产油量递减时产液量的变化特征,便于油
田决策者制定切实可行的开采制度。同时,该方法也能推广到其他的高含水区块,具有非常广阔的应用前景。     

双台阶水平井不稳定渗流耦合模型及求解

针对国内外对双台阶水平井渗流规律及产能分析研究相对欠缺的情况,以水平井不稳定渗流模型为基础,根
据势叠加原理,采用半解析方法建立了双台阶水平井不稳定渗流模型,同时考虑了井筒内变质量流动压降损失影响,
给出了定压生产条件下耦合模型解法。通过实例计算,结果表明双台阶水平井比产能指数沿井筒长度不是均匀分布
的,大致呈非对称“U”型分布,且跟端的比产能指数略高于趾端;井筒沿程压差分布曲线明显有一个台阶,说明压降损
失主要集中在中间夹层连接段处,主要为重力压降损失。该成果为双台阶水平井井身结构设计,及合理利用双台阶水
平井进行开发方案设计、计算开发指标、制订开发调整方案等提供理论依据,从而合理、高效地开发我国复杂油气田。     

试论信息技术与大学数学课程整合

我国大学数学教育改革经历了计算机辅助教学、现代教育技术、信息技术与课程整合3个阶段,信息技术与数学课程整合的目的就是用信息技术结合最新的教育理论对数学教育进行改造,而数学实验课正是在计算机充分发展的条件下对数学教育改革的有益尝试.信息技术与大学数学课程整合进一步的工作应该继续开发和推广优秀的数学多媒体课件,深入开展数学实验的研究,加强教学平台和课程网站的建设,这样才能更有效的将信息技术融合于数学教学过程中,营造一种新型的教学环境,使传统的课堂教学发生根本性变革.     

基于测井曲线及弹性薄板理论的应力场模拟

针对长庆油田延长组低孔低渗砂岩以裂缝型储层发育为主的特点,开展了区域应力场模拟研究,用于预测延
长组的裂缝发育情况,指导后续勘探开发井的部署。由于研究区无地震资料,因此基于地震的传统裂缝检测方法无法
适用。本次研究主要采用了基于以弹性薄板理论为基础的应力场模拟技术,充分利用常规测井曲线携带的速度及密
度信息,克服了无地震资料的技术瓶颈,结合野外露头及岩芯测量结果,认为研究成果较为可靠,取得了较好的效果。
目前已钻高产井均位于本次预测的强应力发育区,因此应力场模拟结果可以作为下一步生产井位部署的主要依据,此
种技术方法也可以推广到长庆油田其他区块。     

塔南凹陷复杂岩性低渗透储层测井岩性识别

岩性识别是复杂岩性低渗透油藏高效开发中的关键地质难题,以塔南凹陷白垩系为例,探索了复杂岩性地层
的测井岩性识别方法。研究区白垩系正常陆源碎屑和火山碎屑物质同时沉积,铜钵庙组发育凝灰质砂砾岩、凝灰质砂
岩、沉凝灰岩、凝灰岩、砂岩、砾岩和泥岩7 种岩性类型,岩性复杂,储层物性差,岩性与电性对比度低。在不同岩性地
层测井响应特征研究的基础上,选择4 种测井曲线进行岩性综合解释,采用Fisher 判别方法达到减小同类岩性地层测
井响应差异,并增大不同岩性测井响应差异的目的,建立了研究区7 类岩性的判别函数,实现了非取芯井的测井岩性
识别,识别正确率达到98.1%,解决了复杂岩性低渗透储层中的测井岩性识别难题,为油藏开发提供了技术支持。     

地质建模中基于响应面代理的不确定性研究

针对应用随机地质建模技术进行不确定性分析中的难点问题,提出了使用响应面代理模型进行不确定分析的
方法及其研究流程;分析了此方法应用过程中的关键点,即根据地质特征,充分考虑各建模环节的不确定性,开展敏感
性参数分析,应用响应面方法建立代理模型,生成训练/验证模型及应用代理模型进行结果预测时采样算法的要求。基
于代理模型的预测结果,可方便地得到定量评价参数相对真实的概率分布。在此基础之上,筛选对应于某一概率下的
随机地质模型,有助于进一步定量评价油田开发风险与潜力,为开发方案的编制及优化服务。     

元坝地区长兴组沉积特征及对储层的控制作用

元坝长兴组海相气田为中国埋藏最深、以台地边缘礁滩相储层为主的大型礁滩岩性气田,沉积特征对其储层
的发育具有明显的控制作用。但前期主要以沉积的宏观控制作用及静态研究为主,针对沉积对储层控制作用有待深
入研究的客观实际,开展了沉积相划分、展布、迁移、模式及演化等方面的精细研究,对元坝长兴组沉积特征采用地
质、测井、地震联合研究,发现元坝长兴组主要发育6 类沉积相、11 种沉积亚相及10 种沉积微相,其中台地边缘生物
礁相和台地边缘浅滩相分别控制了生物礁和浅滩两套主要储层的生长发育,两套储层分别分布于III 级层序高位体系
域礁、滩相带中,同时储层具有早滩晚礁、前礁后滩及向北东向迁移的发育特征,而在其沉积模式及演化规律的控制
下,长兴组储层生长发育模式主要可分为两类3 种生物礁储层和两类浅滩储层,总体上,生物礁储层较浅滩储层更优
质,礁带区相对于浅滩区油气更易高产富集。