超高压定容气藏弹性能量变化特征

超高压定容气藏的原始地层压力高、初期产能高,驱动能量以天然气弹性驱动为主;较之常压气藏,超高压气藏在开发过程中的压力变化区间大,有必要在开发初期即对气藏弹性能量变化开展预测,以便掌握压力变化规律及制定合理采气速度。为此,基于物质平衡方程,定义了气藏弹性能量指数(Eg)、气藏弹性能量系数[f(p)],推导了表征超高压定容气藏弹性能量随压力变化的表达式,分析了影响因素,并采用该方法计算了铜锣峡长兴组气藏的弹性能量变化,进一步验证其可靠性。研究结果表明:①等温开发过程中,气藏Eg主要受气藏压力和储量影响。②超高压定容气藏的f(p)随压力变化表现为凸曲线,当气藏压力从超高压开始下降时,弹性能量系数随压力降低而逐渐增大,至压力降低为11 MPa左右时,弹性能量系数达到最大,之后随压力降低而减小,总体上低压阶段的弹性能量系数是超高压阶段的3倍。③不同组分干气气藏的弹性能量系数差别小,即甲烷含量对弹性能量系数的影响小。④对于铜锣峡气田长兴组气藏这类超高压定容气藏,气藏开发存在压力、产量与稳产时间的固有矛盾,对策为开发初期应尽量控制井数和单井产量,延长气藏在高压区间的生产时间,降低由于初期配产过高而带来的不利影响;在气藏压力降低后,应适当增加井数、提高采气速度,使得整个开发周期内采气速度保持相对稳定。

基于Green函数和玻尔兹曼变换的致密油藏弹性能量表征方法

针对致密油藏储层及流体特点,建立考虑启动压力梯度的Green函数,计算弹性能量动用边界;利用玻尔兹曼变换推导溶解气驱计算模型;形成3种能量的定量表征方法。将弹性能量控制区域分为缝网控制区、基质控制区,实现不同区域、不同弹性能量的准确计算,并分析不同地质参数对弹性能量控制范围的影响;绘制不同厚度、不同半缝长条件下的X试验区1000 m井距水平井弹性能量图版。基于弹性能量释放过程分析,预测此类油藏弹性采收率。研究结果表明:本文所提方法在鄂尔多斯盆地延长组长7段X试验区应用效果较好,目前压裂液弹性能、储层及流体弹性能释放超过80%,后续开采主要依靠溶解气弹性能的释放,可采取补充地层能量等措施,提高能量利用率,进而提高采收率。

弹性能量半径演化谱及其在多自由度体系地震反应计算中的应用

目前用于结构抗震设计的反应谱仅能反映峰值反应,无法体现反应值随时间的变化。文中提出一种弹性能量半径演化谱,可反映线性单自由度体系弹性能量(即动能与弹性势能之和)随地震持时的变化,且其峰值近似等于结构峰值位移。文中给出了利用地震动演化功率谱得到该演化谱的方法并进一步发展了一种计算线性多自由度体系地震位移反应的新方法。通过两座框架结构的地震反应计算,将新方法与传统振型组合法及时程分析法的计算结果进行对比,发现对于振型稀疏结构,新方法计算结果与SRSS法接近;而对于振型密集结构,新方法计算结果较CQC法更精确,且避免了CQC法相关系数的复杂计算。

周期性输入恒定弹性能量的疲劳试验装置

1 前言作为各种建筑材料来说,橡胶是非常容易疲劳的材料。龟裂开始和龟裂增长会使橡胶性能降低和其使用寿命缩短。为了保证橡胶制品的使用寿命和得到一些与龟裂增长速度有关的资料,已研制出每周期输入恒定弹性能量的疲劳试验装置。该装置能够完成下列试验:

基于弹性能量函数的非线性不确定系统控制方法

针对非线性不确定系统的控制问题,提出一种基于弹性能量函数的扰动观测方法和弹性跟踪控制方法.该方法以弹性能量函数为核心,将其分别应用于扰动观测器、虚拟跟踪指令以及弹性跟踪控制器的设计.该控制方法的突出优势是只根据误差来消除误差,不涉及误差的微分运算,控制器增益参数完全根据积分步长来整定.理论研究表明,所提出的弹性跟踪控制方法不仅可从理论上保证各级子控制器的稳定性,有效解决高阶SISO非线性不确定系统的控制问题,而且可有效避免反步控制方法出现的微分爆炸问题.此外,每个子控制器只有一个由积分步长即可整定的增益参数,因而控制器结构简单、计算量较小.仿真结果表明:所提出的控制方法不仅具有快的响应速度、高的控制精度以及强的抗扰动能力,而且不依赖于被控对象模型,在非线性不确定系统控制领域具有广泛的应用前景.

仿生热塑性弹性体双层材料的可编程形状变化

生物系统通过弹性体来储存能量并执行工作.弹性蛋白存在于动脉和韧带中:在韧带中,弹性蛋白能抵抗张力;在动脉中,它可以储存并释放心脏跳动的弹性能量,从而使血液循环系统可以正常工作.昆虫翅膀和腿中的弹性蛋白可以储存并释放弹性能量,以便更高效地飞行和跳跃.人们已经开始利用弹性蛋白的特性,小麦粉中发现的一种弹性蛋白质,可以为面团提供弹性,使面团首先成形(比如披萨饼旋转时不散开),然后烘烤时形成气泡并膨胀,制得美味的多孔面包.

常规超声结合彩色多普勒能量图和弹性成像在小肝癌中的诊断价值

目的探讨常规超声结合彩色多普勒能量图和实时组织弹性成像对提高小肝癌检出率及治疗效果的诊断价值。方法常规超声、彩色多普勒能量图、实时组织弹性成像三者结合对58例直径1.0～3.0cm的小肝癌进行超声评价,三者对比分析,提高对小肝癌的诊断水平。结果 58例小肝癌最终都经超声引导下的肿块穿刺活检或外科手术切除,并经过病理切片证实。其中常规超声确诊44人,漏诊、误诊14人,诊断准确率75.8%;彩色多普勒能量图声确诊49人,漏诊、误诊9人,诊断准确率84.4%;弹性超声确诊53人,漏诊、误诊5人,诊断准确率91.3%。结论常规超声、彩色多普勒能量图、实时组织弹性成像三者结合,很大程度降低了对小肝癌的漏诊及误诊率。能量图不仅提高对小肝癌的早期诊断率,而且可反映肝癌的生长及演变过程,对病人治疗和预后具有重要意义。弹性成像不仅可对小肝癌硬度进行评估,而且可明确病变数目,还可以发现不典型病变范围,可为小肝癌诊断提供有价值的影像依据。

动测法桩基检测过程中弹性波能量在桩体界面上的反射和透射

本文分别就 ( 1)变阻抗桩 ( 2 )变截面桩 ( 3)阻抗截面均有变化的桩阐述了在动测过程中弹性波能量的传输过程 ,即弹性波能量在截面上的入射。

基于成像能流矢量的弹性波能量成像条件

弹性波逆时偏移方法可有效处理多分量地震数据,其中能量互相关成像条件可实现标量成像结果提取。但是,基于一阶弹性波方程的能量互相关成像条件存在背景速度依赖度高等问题。为此,本文基于能量密度与能流矢量间定量关系利用能流矢量实现无背景参数的弹性波场能量表征,结合震源端质点振动速度和检波端应力构建成像能流矢量和提出可以实现标量成像结果提取的弹性波能量成像条件。结合平面波解推导证明了弹性波能量成像条件的背向散射压制机理。数值实验表明,与矢量波场中标量成像条件相比,弹性波能量成像条件可以得到无背向散射的能量成像结果,且一定程度上可以降低背景速度依赖度,从而可有效处理海底多分量数据。

CO_(2)微气泡对孔隙内油膜作用机理研究

水气分散体系驱油技术是针对低渗透油田采出程度低研发的新型提高采收率技术,目前已在长庆油田取得明显增油效果,但分散体系中微气泡与孔隙作用复杂,对其微观驱油机理的研究正逐步深入。根据低渗透、非均质岩心的特点,制作边长为1.5 cm的玻璃刻蚀模型,在油藏温压条件下,进行CO_(2)-水分散体系渗流实验。通过观察微气泡与油、水、岩石相互作用过程,获取气泡吸附能力、推动油膜能力、气泡弹性能量等数据,进而定量表征分析驱油效果。实验结果表明:微气泡与油界面结合,具有特殊的吸附油膜现象,与水驱、气驱等作用机理显著不同。驱替过程相邻气泡间的合并也促进了油膜汇聚,同时微气泡的合并有助于气泡的流动,使吸附在气泡表面的油膜随气泡运移。微气泡运移时,气泡体积因压力降低而膨胀,所释放的弹性能量能够推动吸附在壁面的油膜运移。此外,采用Volume of Fluid多相流模型,对水气分散体系中微气泡推动油膜的运移过程进行模拟及分析,得到驱替油膜的主要因素是微气泡形变产生的弹性能量和微气泡自身的能量。气泡的能量作用在气泡前缘,通过与油膜表面接触产生推动作用。

单轴循环荷载对煤弹塑性和能量积聚耗散的影响

为了研究循环加载对煤岩弹塑性和能量积聚耗散的影响,对二2煤进行了单轴压缩循环加载实验,分析得出首次加载、卸载、再加载弹性模量呈正相关关系;随着循环数的增加,弹性应变会表现出倒"U"形变化,塑性应变表现出"U"形变化的规律,由应变引起的弹性模量E、弹性能量指数Wet和能量耗散率Wed都表现出倒"U"形变化的规律,首个平均弹性模量变化率η为30%,耗散的能量j sd呈"U"形变化,当弹性能量指数Wet达到最大值时,冲击现象最容易发生;分析出微裂纹的萌生传播速度随应力振幅的增加而增加,微塑性变形速度也随之增加,弹性能量指数在压密和线弹性阶段随加载程度的增加表现出先增加后减小的趋势,在"弹塑性临界点"达到最大值.

岩石单轴压缩试验中能量演化分析方法

为了探究岩石单轴压缩试验过程中的能量演化规律,利用RMT-150b岩石力学测试系统采用相同的加载速率对白砂岩分别进行了单轴压缩试验、单轴分级加卸载试验。基于裂纹产生及扩展模型研究,假设疲劳损伤和裂纹间的界面摩擦对弹性能无影响,则可以认为单轴压缩中与单轴分级加卸载各卸载点荷载相等处,弹性能均相等。基于上述假设对单轴压缩过程中弹性能、耗散能、弹性能占总能量比例、耗散能占总能量比例、弹性能与耗散能比值等进行分析。通过利用红砂岩单轴循环加卸载中弹性能的演化规律验证了这一假设的正确性。研究结果表明:①通过对单轴压缩试验过程中能量演化规律分析发现塑性耗散能、弹性能、滞回效应耗散能存在于岩石单轴压缩的各个阶段。②部分滞回效应能可以储存在岩石内部并且随着荷载增大呈线性增长。③弹性能与塑性能的增长速率都随着荷载增大而增大,通过对弹性能与耗散能比值分析,得出了不同荷载范围内岩石的弹性能与耗散能增长速率的比较,并且在岩石强度的80%左右处弹性能与耗散能比值达到最大,与弹性能量指数相等,说明该分析方法对岩石能量演化趋势的分析具有一定的合理性。④通过红砂岩单轴循环加卸载试验分析发现,疲劳损伤和裂纹间的界面摩擦会产生塑性变形导致岩石加卸载曲线逐渐右移,且对弹性能无影响。⑤根据单轴分级加卸载各卸载点弹性能分析单轴压缩试验过程中能量演化规律,并使用单轴循环加卸载试验的弹性能演化规律进行验证,说明了分析方法的正确性。

不同围压下砂岩能量变化试验研究

为了解周期载荷对岩石类材料力学性能的影响,利用MTS 815程控伺服岩石刚性试验系统,对砂岩进行不同围压下的加卸载试验,研究不同围压下的加卸载过程及砂岩变形特征的能量变化情况。分析表明:1)岩石在不同围压下的加卸载过程中,会形成一个开口向下的"尖叶状"滞回环,且随围压增大,滞后回线沿轴向应变增大的方向移动,且不可逆;2)根据砂岩弹性能量指数的变化,一定程度上揭示岩石在压密阶段的能量变化过程;3)静态三轴实验状态下,砂岩的平均能量指数与围压呈现一定的函数关系;4)总体上,砂岩的弹性能量指数随围压的增加而逐渐减小。这表明轴向压力作用下砂岩随围压的增加,吸收外界施加能量的能力逐渐变弱。

不同冲击倾向性煤样力学特性与能量演化规律研究

为了研究不同冲击倾向性煤样在循环载荷下的力学特征及能量演化规律,对强冲击倾向性煤样、弱冲击倾向性煤样和无冲击倾向性煤样进行系统分析,并提出了弹性能释放速率及计算方法,得到不同冲击倾向性煤样循环载荷下应力-应变曲线的特征、应变变化规律及耗散能和弹性能转化规律,给出不同冲击倾向性煤样破坏与能量演化关系。研究结论如下:无冲击倾向性煤样应力-应变曲线具有疏-密的特征,弱冲击倾向性煤样应力-应变曲线具有疏-密-疏的特征,强冲击倾向性煤样应力-应变曲线具有密的特征;随着冲击倾向性的增加,卸载峰值应变及平均卸载应变均在逐渐的减小;强、弱和无冲击倾向性煤样平均峰值应变整体呈现先增加后减小的趋势;随着循环次数的增加,耗散能整体也呈现先减少后增加的趋势,弹性能也越来越大且呈现近线性的增长;弹性能量指数呈现先增大后减小的趋势,局部出现波动;随着冲击倾向性增强,塑性能的消耗越少,储存的弹性能越多,破坏时转化的能量也就越多。

基于能量反应的地震动输入选择方法讨论

输入地震波的合理选择是影响结构时程分析结果可信度的重要因素。已有的最优双指标选波方案没有考虑地震动的持时和能量分布的影响。文中考虑地震动持时这一影响结构弹塑性反应的重要因素,以抗震结构的能量反应规律为基础讨论输入地震波选择问题,建议以地震动弹性总输入能反应作为补充指标的选波方案。

常规天然气藏均衡开发理论与关键核心技术

常规天然气藏(含致密气藏)是天然气产量的主力军和“压舱石”。为了推动我国气田开发水平的整体提升,基于气藏开发实践认识,剖析了常规天然气藏开发面临的非均衡动用与非均匀水侵两个核心问题,提出了常规气均衡开发理论,建立了天然气采收率数学评价模型,并依据模型关键参数确定了气藏均衡开发关键核心技术。研究结果表明:①气藏均衡开发理论内涵是通过打开压降通道或控制气水关系,降低气藏废弃压力,实现地层能量利用效率和采收率最大化;②气藏压降波及系数、压力衰竭效率、水侵波及系数及宏观水驱气效率是影响天然气采收率的4个关键参数,4个关键参数的乘积与叠加组合影响相应水侵与非水侵气藏的采收率;③气藏均衡开发基本原理包括储量均衡动用和气藏均衡压降2个方面,储量均衡动用核心技术包括开发单元精细划分、井型井网优化、储层改造与地面增压,气藏均衡压降核心技术包括水侵优势通道刻画、生产制度优化、水侵动态预警与综合治水等;(4)常规天然气藏开发始终要围绕提高4个关键参数开展工作,进而实现气藏的均衡开发,实现气藏开发效益最大化。结论认为,均衡开发理论的提出和实践有效支撑了鄂尔多斯盆地苏里格致密砂岩气藏和四川盆地安岳气田龙王庙组气藏的高效开发,该理论与技术对推动我国常规天然气藏提高采收率以及保障国家能源安全具有重要作用。

循环加卸载下岩石滞回环及其弹性储能机制分析

设计岩石的单轴增载荷循环加卸载实验,通过MTS伺服系统进行验证,结果表明,岩石的塑性滞回环面积随着循环加载载荷的上升整体呈现递增的趋势。在加载过程中存在着力学行为由弹性变为塑性的应力阈值,约为应力峰值的60.5%,能量耗散率与应力水平的正相关增长关系分为2个阶段,60.5%应力水平前的增长斜率明显小于60.5%应力水平后,反应了岩石在经历过弹性阶段后岩石内部的裂隙发育明显增多。重新定义了循环加卸载过程中积累弹性能量的计算方法,得出弹性储能随着循环增载荷的增大,呈现持续增长的趋势,但是在应力峰值的65%左右,弹性储能的积累有一个明显的增长趋势。可以为煤岩巷在支护参数上、工程施工上以及预测岩爆提供一定的参考参数。定义了岩石的弹性连续系数,判断岩石内部裂隙的发育程度,弹性连续系数越大,岩石内部裂隙发育越完全。研究成果可作为受载岩体稳定性分析和工程实践的理论依据。

微极热弹性无限板的轴对称自由振动

研究了在应力自由和刚性固定边界条件下,无能量耗散的均匀、各向同性微极热弹性无限板的轴对称自由振动波的传播,导出了相应的对称和斜对称模态波传播的闭合式特征方程和不同区域的特征方程.对短波的情况,应力自由热绝缘和等温板中对称和斜对称模态波传播的特征方程退化为Rayleigh表面波频率方程.根据导出的特征方程得到了热弹性、微极弹性和弹性板的结果.在对称和斜对称运动中计算了板的位移分量幅值、微转动幅值和温度分布,给出了对称和斜对称模式的频散曲线,并示出了位移分量和微转动幅值和温度分布的曲线.能够发现理论分析和数值结论是非常一致的.

基于煤岩层试件力学试验在冲击倾向性分析应用实践

板集煤矿5煤煤层平均厚度6.55m,根据煤层厚度,分上、中、下取3组煤样,并制作成标准试件,在岛津AG-X250试验机上实验获取单轴抗压强度、动态破坏时间、加卸载应力-应变曲线、单轴压缩应力-应变曲线,并计算出煤层弹性能量指数、煤层冲击能量指数。顶、底板岩石拉伸试验获取抗拉强度。顶、底板岩石单轴压缩试验获取单轴抗压强度(σc)、弹性模量(E)。根据煤层冲击倾向性分类标准、《冲击地压测定、监测与防治方法》(GB/T 25217-2010)附录A冲击倾向性综合评判结果,判定为板集煤矿5煤层及顶、底板无冲击倾向性。

平顶山矿区煤层冲击倾向性指标及关联性分析

利用RMT-150B伺服试验机对平顶山矿区4组煤进行冲击倾向性试验。试验结果表明:煤的抗压强度、弹性模量越高,峰值前积蓄弹性应变能量越大,冲击能能量指数也明显偏大,动态破坏时间越短,发生冲击危险性越大;煤样的抗压强度与弹性模量呈良好的线性关系,抗压强度与冲击能量指数、弹性能量指数呈正相关,抗压强度与动态破坏时间呈负相关,两者采用幂函数表征;平顶山矿区丁8组煤层属中等偏强冲击类(Ⅱ类),己16-17组煤层属强冲击类(Ⅰ类),己15组和戊9-10组煤层属中等冲击类(Ⅱ类)。