基于井筒-地层定压实验的重力置换窗口研究

为了处理重力置换引起的溢漏事故,首先需要了解重力置换发生的条件,分析重力置换窗口,判断井下是否发生重力置换,并采取对应的处理方法。本文通过自主研制的井筒-地层重力置换实验装置,开展气液、液液重力置换临界点实验,基于理论及实验分析,定量计算地层重力置换窗口,并拟合了重力置换窗口临界点压力曲线,拟合公式与实测值误差小于10%。在该实验条件下,当钻井液密度为0.998g/cm3时,气液重力置换窗口为-5800Pa~10.6Pa,液液地层重力置换的窗口为-1192Pa~16.6Pa。结果表明,气液、液液重力置换窗口与流体密度差基本呈线性关系;现场实际井下重力置换窗口远高于此,所以需要在钻进时考虑重力置换窗口的影响。据此,本文提出了预防重力置换发生的方法,以及发生重力置换溢漏事故后对应的处理方法。     

2007年2月28日新疆强风天气成因分析

利用常规气象资料、 铁路沿线测风站资料以及中尺度数值模式WRF, 对2007年2月28日造成新疆列车颠覆及重大人员伤亡的强风天气进行分析。结果表明, 由于天山山脉的阻挡, 入侵新疆的冷空气在准噶尔盆地内大量堆积, 从而使峡谷两端的准噶尔盆地和吐鲁番盆地之间产生了很强的气压梯度, 为此次强风天气的发展提供了有力的动力条件。这是一次强下坡风暴, 其起因与地形的狭管效应无关, 也不是高空动量下传的结果。造成这次强风天气的原因可能有两个: 1) 被迫抬升的空气质点在重力的作用下产生垂直振荡, 形成重力波。 垂直传播的重力波在遇到临界层和逆温层后, 经过多次反射, 返回地面时形成强风; 2) 强的气压梯度迫使气流加速穿越峡谷, 加速后的气流沿陡峭的地势下降时使风速进一步加大。     

多孔底面轴对称二相重力流的数值模拟

对于具有多孔介质底面的轴对称二相重力流,引进基于浅水近似的控制方程和相应的边界条件,采用贴体坐标变换使运动边界问题化为固定边界问题,提出了基于特征插值并结合使用梯形积分公式和Newton-Raphson迭代法在时间和空间都具有二阶精度的数值边界条件．为检验格式的性能和避免编写程序时可能出现的错误,对类似的方程构造了一类精确解．在空间上采用了二步Lax格式、二阶TVD格式、三阶ENO格式及五阶WENO格式,在时间上采用了二阶及三阶的TVD-Runge-Kutta方法对该问题进行数值模拟．数值结果表明,在解的光滑区域,这几种格式的精度都很高,但是在大梯度区,二步Lax格式将会产生强烈的数值振荡,且振荡不会随网格宽度的减小而减小,而其他3种格式将不会或仅会产生幅度要小得多的数值振荡,且振荡会随网格宽度的减小而趋向于零．对实际应用目的来说,结合使用二阶TVD-Runge-Kutta方法的二阶TVD格式是一个经济而又适当的选择．     

精化区域大地水准面以实现GPS三维控制测量

叙述了重力法(斯托克司方法,莫洛金斯基理论)和GPS水准相结合精化区域(似)大地水准面的方法,并利用模型对GPS网点似大地水准面和正常高的确定提出了编写应用软件的思路。结合项目检验证实,该项成果达到了设计要求,并且已经在测绘工作中发挥了巨大的作用,充分发挥了GPS测量方便、省时、省力、精度高、成本低等优点。     

新疆和田凹陷西域组砾岩的重力影响及消除方法

为了消除西域组砾岩（简称Q1x）重力影响给重力资源解释带来的干扰,根据和田地区的地质背景,论述了西域组砾岩的分布范围、厚度、岩性、密度值大小与其所含物质成分的关系,分析了和田地区发育地层的电性分层,计算了Q1x产生重力高的幅度。结果表明：通过地面地质调查,综合电测剖面浅层高阻层及重力异常特征可以确定Q1x的地质模型,提出了用正演方法消除Q1x的重力影响,并利用该方法对和田地区重力资料进行了处理,取得了较好的效果。     

低渗-特低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型

考虑低渗-特低渗储层多孔介质中油水渗流特征,建立考虑启动压力梯度、重力及毛管力影响的低渗-特低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型,进行非稳态油水相对渗透率试验,计算不同影响因素下的油水相对渗透率曲线。结果表明,启动压力梯度作为油水渗流的阻力,对油水相对渗透率、储层压力、剩余油饱和度、产油及产水等影响最为显著,其次是重力,毛管力仅对油相相对渗透率有影响,对水相相对渗透率无影响。     

三维多层流动过孤立山脉产生的山脉重力波的数值试验

利用中尺度数值模式ARPS研究了分层流动大气中的非线性山脉重力波。分层流动过孤立山脉所产生的山脉重力波的数值模拟表明,具有两层模式结构的气流过孤立山脉产生一个发散模态的拦截背风波,同线性理论模式计算结果具有基本相同的流动特征。但是具有三层模式结构的气流过孤立山脉所产生的非线性山脉重力波和大气船波表现出同两层模式结构的气流完全不同的流动特征,因非线性相互作用在山脉背风面产生了2个发散波模态的拦截背风波向山脉下游传播,具有同两层模式和线性理论模式相比更加复杂的波动特征。     

泡沫辅助SAGD开发特征

应用数值模拟及Surfer制图软件绘制蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和泡沫辅助SAGD(FA-SAGD)在均质和非均质油藏中温度场分布图,对不同开发方式下蒸汽腔扩展过程进行直观、形象地描述,并对比两种开发方式的开发效果。结果表明:FA-SAGD蒸汽腔横向扩展速度大于SAGD,垂向扩展速度小于SAGD,FA-SAGD蒸汽腔主要作用于油层中部,蒸汽腔与盖层接触面积较小,盖层热损失较小;非均质储层SAGD开发过程中,蒸汽易沿高渗透层窜流,蒸汽腔在水平井筒方向不均匀扩展,FA-SAGD开发过程中,由于泡沫对蒸汽沿高渗层窜流的调控作用,蒸汽腔在地层内的扩展更为均匀,可以减小产出能量和盖层热损失,提高生产油汽比和采收率。     

淮海城市群空间范围的综合界定

运用城市中心度、引力模型、断裂点公式等相关方法,从中心城市及其相互联系和吸引辐射腹地3个方面,划分淮海城市群的理论空间范围,并结合淮海核心区一体化建设实践和地域邻近实际情况,综合界定出淮海城市群合理的空间范围。结果表明：徐州是淮海城市群的核心城市,它的城市中心度、综合实力和对外经济联系量均远高于淮海经济区其他城市,且与周边城市联系紧密,吸引辐射腹地范围广阔;淮海城市群理论上的空间范围包括徐州、枣庄、淮北、宿州、宿迁、临沂、淮安、济宁、商丘和连云港共10个城市,而合理的空间范围则为徐州、枣庄、淮北、宿州、宿迁、临沂、济宁、商丘和连云港共9个城市。     

超稠油SAGD开发蒸汽腔前缘温度分布研究

蒸汽辅助重力泄油工艺是目前开采重质原油的有效方法之一。在油藏底部布一口水平井为生产井,在靠近这口生产井并且一般在正上方再部署一口水平井,用于连续注蒸汽。注入的蒸汽会形成蒸汽腔,蒸汽的热量会向冷的稠油油藏中传递。当油藏中稠油被蒸汽加热后,黏度急剧下降,在重力的作用下流向底部生产井。蒸汽与原油的热传递过程主要以热传导的形式进行,因此油藏的导热系数就成为了热传导过程中的关键参数。通常来讲,较大的导热系数将会带来较高的热传导效率,从而带来较高的原油采收率。Butler的经典蒸汽腔前缘推进模型中,假设导热系数是一个不随温度而改变的定量。但实验表明,原始油藏在受到蒸汽影响后,温度的升高将会导致导热系数明显下降(与蒸汽温度和原始油藏温度有关)。针对这一现象,将导热系数视为随温度变化的变量,在稳态热传导的前提下,推导其在传统模型中的新的关系式,发现新的方法可以修正经典Butler公式约6.8%的误差。