注聚驱防砂井挡砂介质物理化学复合堵塞机制试验

针对孤东油田注聚驱防砂井液量降低严重并且绕丝筛管砾石充填防砂井的提液效果普遍低于树脂滤砂管独立筛管防砂的反常现象,首先通过砾石层特性评价试验研究地层砂对砾石层侵入及机械物理堵塞机制,得到砾石层堵塞与砾砂中值比、泥质含量、流体黏度、产量、生产时间以及聚合物的定性和定量关系。针对物理堵塞机制难以解释砾石充填和树脂滤砂管防砂堵塞现象的问题,开展普通石英砂与树脂涂敷砂的润湿性、沥青质吸附、聚合物及其衍生物吸附机制与规律试验对比,提出注聚驱防砂井的物理化学复合堵塞机制。研究表明:物理堵塞主要发生在投产早期,堵塞程度随着流体黏度、泥质含量、产量、聚合物含量、砾砂比(GSR)增加而趋于严重;与树脂涂敷砂相比,石英砂充填层表面强亲水,其对聚合物及其衍生物和胶质沥青质的表面吸附量远高于高渗滤涂敷砂,吸附量随着聚合物浓度增加以及石英砂粒径的减小而增大。在注聚驱条件下,原本高孔高渗的石英砂充填层复合堵塞后的渗透率反而远低于高渗滤砂管。     

带状低渗透油气藏中纵向双分支水平井在不同完井方式下的产能公式

为了预测带状低渗透油气藏中纵向双分支水平井在不同完井方式下的产能,分析钻、完井过程中产生的表皮系数后,通过等值渗流阻力法成功地将齐成伟公式推广为带状低渗透油气藏中纵向双分支水平井在裸眼完井、割缝衬管完井和砾石充填完井方式下的产能公式。     

管壁流体滤失条件下水平圆管中平衡砂床运移模拟

根据水流紊动理论和颗粒运动特征,将床层表面水流速度视为正态分布,得到床面颗粒的各运动状态概率。根据颗粒状态概率代表运动趋势的原理,建立了圆管中砂床平衡高度的计算模型,可以用于存在管壁流体正滤失、负滤失和无滤失条件下圆管砾石充填过程中砂床形成和运移过程的可视化模拟。     

冻结饱水砂卵石蠕变损伤特性试验研究

以北京典型饱水砂卵石地层为研究对象,基于损伤演化及元件模型理论,引入弹性体、黏壶体及损伤体,建立了Ⅰ、Ⅱ类蠕变损伤模型,并通过-10℃条件下饱和砂卵石的三轴蠕变试验对该模型进行了验证。研究表明:当应力差较小时,蠕变主要以瞬时弹性变形为主,均大于该阶段总变形量的57.62%,随着应力差的增大,蠕变以非线性变形为主;蠕变进入加速破坏阶段的应变均大于7.16%;围压为0～0.3 MPa时,冻结砂卵石的长期强度在2～3 MPa,围压为0.6～1 MPa时,长期强度在3～4 MPa,冻结砂卵石的长期强度为瞬时强度的0.23～0.42倍;引入损伤体建立的蠕变损伤模型可以较好地反映冻结砂卵石的Ⅰ、Ⅱ类蠕变规律,可为工程设计及数值模拟提供理论基础。     

斜坡桩-土体系动力p-y曲线影响因素分析

碎石土斜坡场地桩-土体系动力相互关系及其主要影响因素的研究成果鲜少。基于此,本文以西南地区穿越典型地形地貌和地基土大类的某一线路工程为例,调研分析斜坡桩基震害特点,并采用FLAD3D建立斜坡桩-土体系分析模型,研究斜坡桩-土体系动力p-y曲线的影响因素。获得了动力荷载作用下碎石土斜坡动力p-y曲线基本特点,建议了以滞回圈极值点或拐点绘制骨干曲线的方法,进一步归结出动力p-y曲线的刚度、桩土相互作用力、桩土相对位移及曲线滞回圈面积与埋深、桩径、碎石土相对密度和斜坡坡度的关系,最终引入桩侧土反力的桩径影响因子FD、土性密度影响因子FM、斜坡坡度影响因子Fβ,用于描述上述因素对桩侧土反力影响情况。以上研究成果可以更好的表述碎石土斜坡桩基在地震荷载作用下的桩-土体系间相互关系。     

泥石流宽级配砾石土结构特征实验研究

泥石流堆积物是一种宽级配砾石土,深入研究其结构特征和渗透特性,具有重要的理论和实践意义。根据粗细颗粒的含量,提出了接触式堆积、紧密堆积和基底式堆积三种结构类型,并通过实验进行了验证和分析;分析表明,细粒含量是决定宽级配土结构的关键。击实实验显示土中细颗粒含量达到16.52%时,干密度最大;渗透实验也表明此时其渗透性接近细粒土的渗透性;数值模拟表明,细颗粒含量达到22.23%时,孔隙率最小。理论分析和实验研究认为,宽级配砾石土中紧密堆积结构的细颗粒含量上限应为20%,超过这个含量,粗颗粒的骨架作用会被减弱,强度降低。     

基于颗粒流方法的碎石渗透系数分析

渗透系数是级配碎石渗流特性的重要参数,通过颗粒流数值方法建立碎石土渗流计算模型,利用流动方程和水压方程以及碎石之间的应力变形响应进行耦合计算,得到相应级配碎石的渗流系数,数值计算结果表明:颗粒流数值分析方法(PFC)适用于模拟任意形状、大小的单元集合体,允许单元在受力过程中发生开裂和运动.颗粒流不需要给出材料的宏观参数,只需给出材料的细观参数,通过细观结果的累加,PFC可以模拟材料在宏观状态下的表象.给出的9种级配碎石的渗透性远大于规范要求的级配集料的渗透系数,渗透系数均满足工程要求,但综合比较,孔隙率较大的碎石3类较优.     

包裹碎石桩在粉质黏土地基中的承载特性研究

为了探究包裹碎石桩对粉质粘土地基的加固效果,本文基于模型试验和数值模拟方法,对包裹碎石桩与传统碎石桩复合地基承载力特性进行了研究,并分析了碎石模量、碎石内摩擦角和土工格栅刚度等参数对包裹碎石桩复合地基承载及变形的影响。结果表明：传统碎石桩复合地基在荷载小于20kPa时,沉降增大不明显。当荷载大于30kPa时,沉降迅速增大,复合地基失稳破坏;在一定的粒径范围内,相同级配下,碎石粒径越大,碎石桩整体变形越小,承载能力越高;包裹碎石桩的碎石模量在高应力状况下,对复合地基沉降的影响效果较为明显。当桩土模量比大于30时,其对复合地基的沉降影响逐渐减弱;增大碎石内摩擦角能有效增大桩土应力比,并提高桩身应力传递效率。随着内摩擦角的增大,复合地基的沉降逐渐减小,在高荷载水平下,其影响效果更加明显;土工格栅的包裹能减少复合地基沉降,但影响程度有限,当包裹刚度J>1000kN/m时,对沉降的影响逐渐减弱。     

东洞庭湖表层沉积物重金属赋存形态及风险评价

为深入了解东洞庭湖重金属污染现状,以东洞庭湖表层沉积物为研究对象,采用BCR连续提取法和ICP-MS测定法分析沉积物重金属含量、赋存形态特征,运用潜在生态风险指数和次生相与原生相比值进行评价。结果表明:1)Cd、Pb、Cr含量超过湖南潮土其背景值。Cr变异系数50%,空间分布差异大。2)Cu、Pb、Zn和Cr以残渣态为主,Cd以弱酸可提取态为主,有效态占比较高,毒性较大,其他元素稳定性较强,毒性较低,对湖区环境影响较小。3)潜在生态风险指数排序为CdPbZnCrCu,Cd表现为严重污染,生态风险较高。研究区内RI均值为590,属于强生态风险,Cd为主要贡献因子。RSP值大小顺序为:CdPbZnCuCr,Cd RSP值最高,表现为重度污染,Cu和Zn表现为轻度污染,Zn和Cr表现为无污染。