盾构过富水砂层流—固耦合数值模拟计算

运用FLAC3D三维非线性有限差分程序,对盾构通过深圳地铁2号线富水砂层地段产生的地表沉降与孔压变化,进行了流—固耦合数值模拟计算;施工时对地表沉降进行了观测。计算结果与现场实测结果一致。

深度调峰锅炉水冷壁应力场数值模拟

碳达峰背景下,火电机组锅炉面临频繁且大范围负荷变化的深度调峰运行,导致炉膛水冷壁温度和应力产生交替波动,严重时发生爆管事故。采用基于流-热-固耦合的数值模拟方法,获得了垂直管屏膜式水冷壁在深度调峰运行条件下的应力场分布,发现应力最大位置为水冷壁管与扁钢焊接处,为预防水冷壁发生应力拉裂破坏事故的改进设计提供指导。

美姑河流域牛牛坝公路泥石流灾害防治

牛牛坝公路泥石流属于粘性泥石流,沉积区洪积扇典型,沉积物淤埋厚度12～25 m,泥石流在沉积区冲淤变动、加积特性显著,爆发周期3～5a。提出了泥石流隧道治理技术,拟定了治理结构方案,并进行了结构计算。以泥石流隧道附近的泥石流沟为对象,运用流-固耦合有限元数值模拟方法,分析了泥石流初始状态及峰值流量状态泥石流隧道及邻近泥石流沉积物内大主应力的变化规律,发现泥石流隧道顶部泥石流峰值流量出现8 s以后沉积物及隧道结构内的大主应力才达到峰值。治理工程于2003年底修建完成,4a来经历了2次泥石流检验。现场观测发现,该防治工程治理效果显著。

深层—超深层海相碳酸盐岩成储成藏机理与油气藏开发方法研究进展

基于钻井、地震、测井、测试以及实验分析等新资料,针对中西部叠合盆地深层—超深层海相碳酸盐岩层系成储、成藏和油气藏高效开发面临的关键科学问题开展持续攻关。研究表明:(1)断裂主导形成的储集体和古老层系白云岩储层是深层—超深层海相碳酸盐岩两类重要的储层;以断裂为主导形成的规模储集体,根据成因可进一步分为3种类型:断裂活动过程中构造破裂形成的缝洞储集体、致密碳酸盐岩受断裂和流体双重改造形成的储集体与早期丘滩等高能相带受断裂和流体改造形成的储层;优势丘滩相、早期白云石化和溶蚀、酸性流体环境、膏盐岩封盖和超压是优质白云岩储层形成和保持的关键。(2)中国中西部叠合盆地海相碳酸盐岩层系富有机质页岩主要发育于被动陆缘深水陆棚、碳酸盐缓坡等环境中,构造-热体制是控制深层—超深层油气藏赋存相态的重要因素,改造型动力场控制中西部叠合盆地深层—超深层海相碳酸盐岩油气成藏与分布。(3)普光等高含硫酸性气田开发过程中硫析出堵塞井筒,采用井筒溶硫剂配合连续油管解硫堵效果明显;基于沉积模拟的双重介质建模数模一体化技术可以精细刻画水侵前缘空间展布及变化,并据此提出气井全生命周期调、排、堵控水对策。(4)超深断控缝洞油气藏开发过程中,储层应力敏感,渗透率随压力下降而显著降低,产量递减较快;凝析气藏相态变化快,压降显著影响凝析油采出程度;据此提出“注水+注天然气”重力驱油藏开发方法和“高注低采”天然气驱凝析气藏开发方法;采用分层次约束、逐级地质建模和流-固-热耦合的复合介质数值模拟有效提高了油气藏开发生产动态模拟的预测精度。

富水软岩环境下斜井稳定性分析

针对软岩含水层地质特征进行固流耦合数值模拟并对此类岩体的遇水弱化机理进行深入分析,研究表明:对于此类抗拉强度极低的含水岩体,其破坏失稳机理、屈服面位移及应力矢量呈非线性、非稳态变化,孔隙水压和矢量方向的改变和剪切变形局部化是导致有效应力变化和塑性区失稳的前提条件;其次通过分析得知采用锚杆、预应力锚索及喷砼综合加固会对维护围岩稳定性起到明显效果.