广义平面应力条件下径向渗流的液固耦合 被引量：4

1

作者 徐曾和 徐小荷 《地质力学学报》 CSCD 1999年第1期12-16,共5页

考虑了多孔介质渗透率随孔隙变化的特点，建立了基本方程；对于广义平面应力条件下的径向渗流问题，提出了解耦方法，并求出了耦合条件下的孔隙压力及介质应力、应变、位移的解析解。实例计算表明。

关键词 液固耦合 渗透率 解耦法 径向渗流 广义平面应力

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煤层钻孔密封液径向渗流模型及工程应用

2

作者 王继仁 郝晋伟 +2 位作者 张春华 郝朝瑜 周斌 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期74-79,共6页

针对顺层瓦斯抽采过程中,因钻孔形变较大、封孔长度不足及封孔方法不合理等因素造成抽采钻孔及其周围煤体漏风严重、抽采瓦斯浓度偏低、流量衰减速度较快及稳定性差等技术难题,基于多孔介质渗流理论、流体平衡理论、“固封液-液封气”... 针对顺层瓦斯抽采过程中,因钻孔形变较大、封孔长度不足及封孔方法不合理等因素造成抽采钻孔及其周围煤体漏风严重、抽采瓦斯浓度偏低、流量衰减速度较快及稳定性差等技术难题,基于多孔介质渗流理论、流体平衡理论、“固封液-液封气”钻孔密封技术原理,研究了承压密封液在煤层钻孔内的径向渗流规律,建立了不可压缩流体径向驱气稳定渗流物理模型、密封液径向渗流运动数学方程及相关参数计算公式,进而提出了固液耦合壁式密封顺层瓦斯抽采技术。结果表明,采用固液耦合壁式密封技术可对抽采钻孔及周围煤体裂隙实施动态密封,使得瓦斯抽采过程浓度稳定,单孔平均浓度提高4~5倍,平均抽采瓦斯体积分数达到89%以上,显著提高了本煤层瓦斯的抽采效率。 展开更多

关键词 安全工程 矿山安全 顺层煤层 径向渗流 固液耦合 壁式密封 瓦斯浓度

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空心岩样径向渗流-轴向应力特征与巷道围岩渗透突变机理 被引量：7

3

作者 马丹 侯文涛 +3 位作者 张吉雄 王佳军 李振华 杜锋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1180-1195,共16页

为了探究承压水下巷道围岩的渗透突变机理,针对空心岩样的渗流-应力特征开展了一系列室内试验和渗透突变表征模型研究。自主研制了一套空心岩样径向渗流-轴向应力试验系统,突破了仅开展轴向渗流的传统试验条件限制,实现了径向渗流及轴... 为了探究承压水下巷道围岩的渗透突变机理,针对空心岩样的渗流-应力特征开展了一系列室内试验和渗透突变表征模型研究。自主研制了一套空心岩样径向渗流-轴向应力试验系统,突破了仅开展轴向渗流的传统试验条件限制,实现了径向渗流及轴向应力同步进行。采用该新型试验系统,以孔径(5~20 mm)和水压(0.5~2.5 MPa)为变量开展多组空心红砂岩渗流-应力试验,得到空心岩样径向渗流-轴向应力特征。试验结果表明径向渗流的蚀损作用引起岩样黏聚力、内摩擦角等力学参数衰减,增大水压,渗流的蚀损作用变强,岩样内部裂隙贯通通道形成时间缩短,渗透突变现象提前发生。大孔径岩样对轴向应力敏感度更高,内部结构受径向渗流蚀损作用易破坏,渗透突变发生时间缩短。岩样渗透率在试验过程中存在3种状态:①以孔隙结构为主要渗流介质的孔隙渗流状态;②以局部裂隙结构为主要渗流介质的非稳定渗流状态;③以贯通裂隙结构为主要渗流介质的渗透突变状态。渗透率达到峰值的试样渗流介质为受水压影响产生的贯通裂隙结构,峰值渗透率随水压增大呈线性增长,与孔径没有明显关系。以裂隙体积变化为纽带建立空心岩样渗透突变表征模型,模型计算值与实验结果吻合良好。以屈服应力/应变、峰值应力/应变为临界条件将渗透率演化曲线分为3个阶段:①渗透率微增演化阶段;②渗透率突增演化阶段;③峰后渗透率演化阶段。其中,渗透率突增演化阶段是突水灾害发生的控制环节,需在此之前采取注浆封堵、输水降压等措施预防事故发生。 展开更多

关键词 渗透突变 空心试样 径向渗流 渗透率演变 蚀损作用

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计算有弥散和吸附的径向渗流问题的局部化间断Galerkin方法 被引量：3

4

作者 汪继文 刘慈群 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期895-900,共6页

　在Corkburn和Shu新近发展的求解对流扩散方程的局部化间断Galerkin方法的基础上,针对有弥散和吸附的径向渗流问题中出现的推广的对流扩散方程的形式,构造了一种计算有弥散和吸附的径向渗流问题的局部化间断Galerkin有限元方法,为径向... 　在Corkburn和Shu新近发展的求解对流扩散方程的局部化间断Galerkin方法的基础上,针对有弥散和吸附的径向渗流问题中出现的推广的对流扩散方程的形式,构造了一种计算有弥散和吸附的径向渗流问题的局部化间断Galerkin有限元方法,为径向渗流问题的求解提供了一个高阶的新方法·　对对流＿弥散和对流＿弥散＿吸附两种情况进行了数值实验,所得结果的相应部分与已知的一些精确解结果和数值结果是一致的,表明方法是可靠的·　从计算速度上看。 展开更多

关键词 弥散 吸附 径向渗流 局部化间断Galerkin方法

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抽采钻孔孔周破裂煤体瓦斯径向渗透流态转捩特征试验研究 被引量：3

5

作者 张天军 刘荣涛 +2 位作者 潘红宇 庞明坤 武晋宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期295-303,共9页

钻孔孔周煤体瓦斯径向渗流流态是反映抽采瓦斯渗流运动的重要因素之一。为探究钻孔孔周煤体的不同孔隙结构和瓦斯压力对瓦斯径向渗流运动特征的影响,分别制作了5种不同级配的含孔试样,利用自主设计的瓦斯径向渗流试验系统,采用稳态渗流... 钻孔孔周煤体瓦斯径向渗流流态是反映抽采瓦斯渗流运动的重要因素之一。为探究钻孔孔周煤体的不同孔隙结构和瓦斯压力对瓦斯径向渗流运动特征的影响,分别制作了5种不同级配的含孔试样,利用自主设计的瓦斯径向渗流试验系统,采用稳态渗流法对含孔试样进行径向渗流试验研究,分析Forchheimer数和非Darcy误差随渗流速度与级配的变化规律,运用Hazen-Dupuit-Darcy方程和雷诺数理论得到了不同流态的流速区间和雷诺数范围。结果表明:(1)通过对Forchheimer数和非Darcy误差随渗流速度变化曲线的分析可知,Forchheimer数随渗流速度呈二次多项式曲线增加,而非Darcy误差呈线性增加,Forchheimer数和非Darcy误差与孔隙结构密切相关,2者都随级配的增大而变大,说明渗流速度和孔周煤体的孔隙结构是瓦斯渗流偏离线性渗流的重要因素;(2)利用Hazen-Dupuit-Darcy方程对瓦斯径向渗透流态进行表征和划分,随着渗流速度的增大,瓦斯径向渗流运动依次出现前达西、达西和Forchheimer流态,且n=0.2与n=0.4的小级配含孔试样易发生达西层流,而n=0.6、n=0.8和n=1.0的含孔试样却更易于发生Forchheimer流态;(3)通过对达西定律应用时压力梯度的相对误差曲线分析可知,相对误差随渗流速度的增大呈现减小、保持稳定、再增大的变化规律,与瓦斯渗流流态随渗流速度的变化规律相吻合;(4)在双对数坐标中分析了瓦斯渗流不同流态与雷诺数的关系,得出了不同流态的雷诺数区间,发现瓦斯径向渗流运动符合达西层流的雷诺数为0.0012~0.0025。研究结果可为煤层瓦斯预抽工作中依据钻孔孔周煤体瓦斯渗流运动流态变化规律确定钻孔抽采影响范围,从而设计钻孔布孔参数提供重要的理论依据。 展开更多

关键词 孔周煤体 径向渗流 流态转捩 孔隙结构

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不同渗流方式下的压力波传播规律 被引量：6

6

作者 朱圣举 《新疆石油地质》 CAS CSCD 2002年第6期522-523,共2页

运用稳态逐次替换法,研究了不同渗流方式下弹性液体不稳定渗流压力波的传播规律,发现在平面平行渗流、平面径向渗流和球面向心渗流三种渗流方式中,以球面向心渗流方式下的压力波传播速度最快,平面平行渗流压力波传播速度最慢。压力波传... 运用稳态逐次替换法,研究了不同渗流方式下弹性液体不稳定渗流压力波的传播规律,发现在平面平行渗流、平面径向渗流和球面向心渗流三种渗流方式中,以球面向心渗流方式下的压力波传播速度最快,平面平行渗流压力波传播速度最慢。压力波传播同样的距离所需时间,平面平行渗流是平面径向渗流的2倍,而平面径向渗流又是球面向心渗流的1.5倍。 展开更多

关键词 渗流方式 压力波 传播时间 油田 平面平行渗流 球面向心渗流 平面径向渗流

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均质储层球向渗流模型及其Laplace空间解 被引量：1

7

作者 陈宗荣 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期641-644,共4页

针对均质储层中球面径向渗流模型,利用Laplace变换,获得了在考虑井筒储集和表皮系数的井底条件和各种外边界(定压、封闭、无穷大)条件下的无量纲储层压力和井底压力的Laplace空间解,并剖析了解的相似结构和相似核函数的构成和固有特征... 针对均质储层中球面径向渗流模型,利用Laplace变换,获得了在考虑井筒储集和表皮系数的井底条件和各种外边界(定压、封闭、无穷大)条件下的无量纲储层压力和井底压力的Laplace空间解,并剖析了解的相似结构和相似核函数的构成和固有特征。相似核函数仅与渗流基本微分方程的2个线性无关的解及外边界条件有关,而与内边界条件无关;解的相似结构式仅与内边界条件有关,而与外边界条件无关。 展开更多

关键词 均质储层 球面径向渗流 LAPLACE空间解 相似结构 相似核函数

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基于边界层理论的低渗透油藏非线性渗流新模型 被引量：7

8

作者 张世明 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期100-106,共7页

低渗透油藏孔喉结构复杂、孔喉半径细小,流体在低渗透油藏中的流动表现出明显的非线性渗流特征,同时存在一定的启动压力梯度。分析毛细管中边界层厚度变化规律,基于低渗透油藏流体边界层理论和毛细管模型,建立低渗透油藏非线性渗流新模... 低渗透油藏孔喉结构复杂、孔喉半径细小,流体在低渗透油藏中的流动表现出明显的非线性渗流特征,同时存在一定的启动压力梯度。分析毛细管中边界层厚度变化规律,基于低渗透油藏流体边界层理论和毛细管模型,建立低渗透油藏非线性渗流新模型。通过低渗透岩心的流动实验验证了新模型的正确性,总结了单井径向非线性渗流模式;基于渗流区域的差异性特征,提出了低渗透油藏差异化开发对策。理论分析表明:基于边界层理论的低渗透油藏非线性渗流模型能够准确地描述低渗透油藏的渗流特征,低渗透油藏的渗流区域划分为易流区、缓流区与滞留区,不同类型低渗透油藏,易流区边界与缓流区边界之间的差距是不同的,提高采收率的技术方向不同。针对一般低渗透油藏,可以通过井网适配的方法建立有效驱替压力梯度,促使注采井间缓流区的边界对接,提高油藏波及系数;特低渗透油藏可通过储层改造等措施,促使缓流区转化为易流区;致密油藏通过优化合理井距,减少死油区,提高油藏储量动用程度。 展开更多

关键词 低渗透油藏 边界层 非线性渗流 毛细管模型 径向渗流模式

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考虑砂石桩固结的混凝土芯砂石桩复合地基固结解析解 被引量：4

9

作者 石北啸 杨燕伟 +1 位作者 谢荣星 吴辛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2835-2840,2856,共7页

考虑了混凝土芯砂石桩复合地基中砂石桩的环形排水通道、砂石桩体内的径、竖向渗流和土体施工扰动,并采用桩土共同分担荷载的初始条件,得到了混凝土芯砂石桩复合地基固结问题的控制方程,给出了控制方程的解答;并分别给出了复合地基按应... 考虑了混凝土芯砂石桩复合地基中砂石桩的环形排水通道、砂石桩体内的径、竖向渗流和土体施工扰动,并采用桩土共同分担荷载的初始条件,得到了混凝土芯砂石桩复合地基固结问题的控制方程,给出了控制方程的解答;并分别给出了复合地基按应力和按变形定义的总平均固结度,分析了砂石桩桩体渗透系数、芯桩与砂石桩直径比对地基固结性状的影响。结果表明:对于混凝土芯砂石桩复合地基按应力定义的固结度与按变形定义的固结度表达式不同;地基的固结随着砂石桩桩体渗透系数增加而加快;砂石桩直径一定的情况下,固结速率随芯桩直径增大先增大后减小。最后对本文解和以往的两种解做了比较,与以往解相比本文解能够同时考虑环形通道和桩土荷载分担,给出的固结度介于以往的两种解之间。 展开更多

关键词 混凝土芯砂石桩复合地基 径向渗流 固结 环形排水通道

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西藏高原灌区氮素迁移转化特性及模拟方法 被引量：1

10

作者 李玉庆 张存 +1 位作者 张文贤 冯晓波 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期745-755,共11页

针对西藏高原灌区的水文和氮素迁移转化特性,于2014年和2015年青稞种植期在西藏林芝市丹娘灌区测定了土壤-松散岩体介质中径向渗流和地表排水过程中的流量、氨氮和硝态氮浓度变化过程。发展了分段连续演算方法描述径向通量过程,基于集... 针对西藏高原灌区的水文和氮素迁移转化特性,于2014年和2015年青稞种植期在西藏林芝市丹娘灌区测定了土壤-松散岩体介质中径向渗流和地表排水过程中的流量、氨氮和硝态氮浓度变化过程。发展了分段连续演算方法描述径向通量过程,基于集总式一阶动力学方法计算径向渗流及排水过程中氮素的转化过程,构建了西藏高原灌区水文及氮素迁移转化模型。结果表明:灌区径向通量分别占降雨量和灌水量的26.2%和40.9%。进入排水沟的NH+4-N和NO-3-N通量分别占深层渗漏量的20.2%和25.1%。流量、NH+4-N和NO-3-N浓度模拟结果的系统偏差、Nash-Sutcliffe系数、相对均方根误差和累积偏差分别为0.043、0.694、0.081和0.242,表明所提出的方法有效地模拟了西藏高原灌区水文及氮素的迁移、转化和入河过程。 展开更多

关键词 西藏高原 灌区 农田氮素 通量叠加 径向渗流过程

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致密砂岩气藏近井地带含水饱和度变化规律 被引量：11

11

作者 马宏煜 高树生 +7 位作者 叶礼友 刘华勋 熊伟 史江龙 王霖 吴康 祁青山 张春秋 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期77-86,共10页

致密砂岩气藏普遍含水,近井地带极易形成积液,从而导致气井减产甚至停产,因而研究近井地带含水饱和度变化规律对于认识气井产水机理具有重要的意义。为此,根据气井径向渗流原理设计了一套近井地带储层含水饱和度变化物理模拟实验流程,... 致密砂岩气藏普遍含水,近井地带极易形成积液,从而导致气井减产甚至停产,因而研究近井地带含水饱和度变化规律对于认识气井产水机理具有重要的意义。为此,根据气井径向渗流原理设计了一套近井地带储层含水饱和度变化物理模拟实验流程,运用直径分别为10.5 cm、3.8 cm、2.5 cm的致密岩心由远及近串联以模拟气藏中直井压裂后的生产状况;基于气井降压生产方式,分别用20μm、30μm、40μm、50μm的微管来模拟气井油管以控制产气量,研究气藏衰竭开采过程中近井地带含水饱和度的变化及其影响因素,结合现场生产井资料计算气井近井地带及不同区域、不同微管直径下的含水饱和度及产水量,并分析其变化情况。研究结果表明:(1)不同采气速率各自对应一个临界含水饱和度,当原始含水饱和度低于临界值,近井地带和中部区域流动的地层水会随气体的采出而携出,近井地带不会产生积液;(2)当原始含水饱和度高于临界值时,由远端运移的地层水大量聚集在近井地带导致近井地带积液;(3)含水饱和度相同时,采气速率越大,越容易导致近井地带积液;(4)同一含水饱和度下,采气速率越大,产水越严重,采收率越低。结论认为,由物理模拟实验新方法计算得到的气井累计产水量图版与对应气井的产水动态具有较好的一致性,该研究成果可以有效预测气井产水量,对于气井采取合理的治水措施具有指导作用。 展开更多

关键词 致密砂岩气藏 近井地带 含水饱和度 微管直径 平面径向渗流 物理模拟实验 气井产水量 采气速率 治水措施

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