珠江口盆地潜山储层地质力学及压裂参数优化研究

珠江口盆地珠一坳陷惠州27-1井区作为潜山油气储层,压裂层段厚度大、层数多、非均质性强、压裂改造难度大,对于人工裂缝的在潜山储层中的拓展延伸规律认识困难。针对此问题,首先建立动态参数测井解释模型,并与静态岩石力学数据协同校正,建立一维岩石力学剖面;结合深部成岩理论,建立三维地质力学模型,真实模拟研究区块成岩环境;最后基于三维地质力学模型,研究排量、液量、砂比、前置液占比、射孔层位厚度等参数对裂缝纵向和平面延伸规律的影响,优化压裂设计。结果表明,惠州27-1区块,杨氏模量平均值为45.47GPa,最大水平主应力平均值为100.91MPa,最小水平主应力平均值为80.98MPa,泊松比平均值为0.30。排量6-7(m3·min-1)、液量600-700m3、砂比10-15%、前置液比例50%-60%、射孔厚度8-11m为最优施工参数,为现场施工提供指导意见。     

深层低渗稠油径向钻孔储层敏感参数研究

深层低渗稠油油藏具有地质条件复杂、储量丰度低、经济效益差等特点,采用常规稠油热采或冷采工艺均无法实现有效动用,考虑径向钻孔技术具有定层位、定方位、定深度等技术优势,建立基于径向钻孔方式下的数值模拟模型,开展储层敏感参数间相互关系研究,最终建立径向钻孔模型下的开发技术界限筛选图版,为后期能否顺利实施径向钻孔提供合理筛选标准。     

非均质储层注CO2气驱数值模拟研究

我国低渗透油气田石油地质储量丰富,CO2无毒环保与原油有很好的混溶性,已经证明对于水驱效果不好的低渗透油藏和小断块油藏,CO2驱可以取得很好的效果。本文通过数值模拟研究影响CO2驱油的主要因素有：储层渗透率、平面非均质性、沉积韵律、地层倾角。在初始参数的基础上调整各影响因素的参数大小进行数值模拟,分析出该影响因素对注CO2的采收率的影响,最后进行综合分析形成系统的认识。     

注射工艺参数对超薄塑件成型影响实验研究

超薄塑件在微机电领域具有巨大的应用潜力,为研究其注塑成型特性,设计制造了一可成型超薄塑件的模具,利用正交试验方法和数值模拟技术研究了各工艺参数（注射速度、注射压力、熔体温度及注射量等）对超薄塑件注塑成型充模过程的影响．研究结果表明注射量及注射速度对超薄塑件注塑成型的填充起主导作用,提高注射速度能大幅度地提高填充率;熔体温度和注射压力相对于注射量和注射速度只起次要作用,但在填充过程中,较高的熔体温度和注射压力也是必要的．该结论为深入开展超薄塑件成型缺陷（如翘曲、熔接痕）的形成机理研究提供了有益的借鉴．     

缠绕管式换热器结构参数多目标优化数值模拟研究

为分析缠绕管式换热器关键几何结构对其流动和传热性能的影响,采用多目标遗传优化算法对壳侧的流动和传热特性进行了数值模拟研究,并对通过中心复合设计得出的实验点进行了计算。研究结果表明:缠绕管式换热器的壳侧压降随着层间距、缠绕角、同层管间距的增大而减小;壳侧换热系数随着层间距的增大而减小,随着管外径的增大而增大,随着螺旋角的增大先增大后减小。通过敏感度分析可知:螺旋角和层间距对缠绕管式换热器的流动和传热性能影响最大,在计算工况下,层间距对压降和换热系数都呈负相关;螺旋角与压降呈负相关,与换热系数呈正相关。同时,应用多目标遗传算法在连续响应面的基础上对原结构进行优化,得到3组优化结果,换热系数平均增加了2.93%,压降平均降低了40.27%,综合传热性能均好于原结构。该研究成果可为缠绕管式换热器的优化设计提供理论基础。     

基于并行PSO算法的岩石细观力学参数反演研究

用颗粒流方法(PFC)模拟岩石细观参数的校准过程主要采用反复试验,既依赖于经验又费时。提出了一种基于并行粒子群优化(PSO)算法的细观力学参数反演方法,该方法 PSO算法中微粒的适应值取宏观力学参数模拟计算值和试验值间的误差平方和,采用Open MP技术实现了PSO算法的并行计算。实例计算结果表明,以反演结果作为计算参数,宏观力学参数模拟计算值与试验值相比,相对误差普遍低于4%;敏感性分析表明,细观参数之间不独立,岩石宏观力学参数与细观力学参数之间存在高度非线性关系;计算效率分析表明,并行PSO算法是一种高效自动的PFC模型细观力学参数反演方法。     

参数自适应模糊控制的自动送钻技术研究

针对传统送钻方式的不足及钻井过程复杂、数学模型难建立等特点,在简要分析交流变频自动送钻系统的工作原理和影响送钻的各因素之间关系后,提出将参数自调整模糊控制与交流变频恒钻压自动送钻相结合。通过对钻压趋势的判断,采用参数自调整模糊PI 控制,实现对送钻电机转速的控制。该算法不需要精确的数学模型,可通过自学习实时修正控制参数。试验表明：控制效果良好,在保证恒钻压的基础上,可实现稳速送钻,提高了系统调节的快速性、自适应性和鲁棒性,精度高,现场应用证实此算法控制效果优越,可实现送钻稳态精度在±0.5 t 之内,而且送钻更加平稳,控制算法亦具有通用性。     

特低渗透油藏注CO_2驱参数优化研究

安塞王窑区长6储层属于特低渗透油藏,经过多年的注水开发,目前已进入中高含水期,注水开发的矛盾日益突出,进一步提高水驱采收率难度大。CO2驱在一定程度上能够弥补水驱的不足,是特低渗透油藏提高采收率的一种重要方式。以安塞王窑区长6特低渗透油藏为研究对象,分析了该区块的地质特征和注水开发中存在的问题,应用地质建模技术和油藏数值模拟技术优选了适合该试验区的CO2驱开发方式,并且进一步优化了地层压力、采油速度、水气交替时间、关井气油比和总注气量等参数。此次研究成果将为CO2混相驱现场试验流程建设、试验的实施提供基础参数,对安塞油田全面实施CO2驱油技术具有参考和借鉴作用。     

D-T_2二维核磁共振脉冲序列改进设计及性能对比

针对现有D-T2二维核磁共振脉冲序列无法兼顾扩散系数测量范围和横向弛豫分辨率的难题,在对比PFG(脉冲梯度场)、STE-PFG(stimulated echo PFG)、BP-PFG(Bi-polar PFG)、改良式CPMG(Car-Purcel-Meiboom-Gill)、"扩散编程"、多回波间隔CPMG脉冲序列技术特点的基础上,提出一种基于脉冲梯度场的两窗口、双变量D-T2改进脉冲序列。PFG、改良式CPMG、D-T2改进脉冲序列在气水、油水、稠油模型不同信噪比条件下的正反演数值模拟结果表明,D-T2改进脉冲序列达到了平衡扩散系数测量范围和横向弛豫分辨率的设计要求,在非常规油气储层的探测和测井评价中具有广泛应用前景,可为推动D-T2二维核磁共振技术的发展提供有利条件。     

Ni2O3/Fe2O3复合纳米微粒磁性液体的场致光透射驰豫回复性

 介绍了Ni₂O₃/Fe₂O₃复合纳米微粒磁性液体的制备方法。研究了不同强度的外磁场作用下,平行于场方向照射的光束透过磁性液体样品后,其光透射率随磁场通、断而下降、上升的重复变化情况。结果表明,对于不同体积分数的磁性液体,随着磁场通、断次数的增加,光透射率的下降弛豫时间逐渐增大,而上升弛豫时间逐渐减小;在相同强度的磁场作用下,体积分数越大,光透射率的最小值越小,且下降到最小值和回复至最大值所需时间越短。定性分析了实验结果的微观机制,讨论了微粒链的形成、微粒链在磁性液体内部的微观运动情况。     

考虑启动压力梯度的断块油藏CO2/N2复合气体吞吐注采参数优化

冀东油田高12断块油藏砂体规模小、渗透率较低、难以建立有效驱替关系,注入压力高,注水困难,水驱开发效果较差,但油藏温度和压力较高,适宜通过注气来提高油藏采收率。低渗油藏普遍存在启动压力梯度,对实际油藏开发造成影响,针对高12断块油藏,建立高12断块注气开发的三维地质模型,在室内启动压力梯度实验的基础上,得到启动压力梯度与渗透率的公式,在数值模拟软件考虑启动压力梯度与渗透率的变化关系。但长期注入CO2导致的管线腐蚀问题日益突出,N2作为良好的增能气体,将二者结合形成复合气体进行吞吐,可缓解对管线的损害。利用数值模拟方法,进行了衰竭阶段单井产量、段塞比、转注时机、注入量、焖井时间、注气阶段采油速度优化。最终得到该区块最优吞吐注采参数：衰竭阶段单井产量为15m3/d;段塞比为7：3;转注时机为衰竭阶段的日产油速度降为4m3/d时;注入量为60 000 m3;焖井时间为15天;注气阶段采油速度为25m3/d,为高12断块油藏提高采收率提供了方法技术借鉴。     

CO_2在LTA型和FAU型沸石分子筛中吸附的力场研究

采用巨正则系综的蒙特卡罗法,利用几种通用力场对LTA型4A分子筛吸附CO_2进行模拟研究,基于Dreiding力场分析力场参数σ和ε对模拟结果的影响,得到适用于4A分子筛吸附CO_2的准确Dreiding力场参数。将该力场参数应用到LTA型5A分子筛吸附模拟中,得到5A分子筛吸附模拟的力场参数。最后将4A分子筛吸附CO_2的力场参数应用到FAU型13X分子筛的吸附模拟中。结果表明:模拟结果与实验数据吻合较好,分子筛阳离子的改变对吸附力场影响较大,而分子筛结构对力场的影响相对较小。与13X具有同种阳离子的4A分子筛力场参数可直接作为13X分子筛的力场,具有通用性。     

基于PFC2D不同细观参数对生态混凝土宏观破坏分析

采用PFC2D离散元软件通过内嵌的Fish语言创建了不规则骨料,通过建立的生态混凝土数值模型利用控制变量法从不同细观力学参数对其双轴压缩破坏的影响进行了分析。研究结果表明:平均强度和标准差主要影响混凝土材料的不均匀性,不均质度越高,强度越低,裂纹空间分布越分散;摩擦系数主要影响应力应变曲线的形状和材料强度,摩擦系数越大,颗粒之间的咬合力越大,曲线下降段的残余强度也就越大;刚度比值和接触模量的增大均会造成颗粒之间形成刚性接触,平行黏接的作用会被削弱导致高抗拉应力和更多的张拉裂纹,最终宏观表现为张拉破坏。对混凝土数值模型的力学细观参数进行探究能够更好地对其进行参数的选择,为以后建立数值模型提供参考依据。     

摇摆钢支撑快速建筑信息模型建模技术及其Revit模块开发

近年来,由于政府引导和行业需求,建筑信息模型(building information modeling, BIM)技术及应用迅猛发展,已取得了良好的社会和经济效益。为了进一步拓展BIM在土木工程新技术中的应用,针对新型摇摆钢支撑,基于Revit平台开发了快速建模功能模块。首先,梳理了Revit软件平台二次开发的基本方式,确定了模块开发所用技术,提出了摇摆钢支撑快速建模功能模块开发的整体架构。随后,利用C#语言作为程序开发基础语言,针对新型摇摆钢支撑的各个部件,分别开发了相应的子模块,并介绍了各自的功能和实现路径,集成了摇摆钢支撑快速建模功能模块。最后,以某小学教学楼抗震加固项目为例,实现了新型摇摆钢支撑的BIM快速建模,从而在既有建筑模型的基础上形成了三维可视、信息共享的建筑模型,为新型摇摆结构加固既有建筑的BIM建模提供了新的方法。研究结果提升了摇摆钢支撑在BIM软件中的建模效率,拓展了BIM在土木工程新技术上的应用。