基于等效裂隙开度的层理煤岩渗透率模型研究

为了改进渗透率模型,定量描述层理煤岩在力学变形与渗透行为上的各向异性特征,将平行层理煤岩的裂隙开度作为基准,引入了等效裂隙开度系数,将非平行层理煤岩的裂隙开度等效,提出了一种基于等效裂隙开度系数的层理煤岩渗透率演化模型。结果表明:随着层理角度增大,层理煤岩的渗透率显著降低,且层理角度越大的煤岩,随着气体压力的变化其动态渗透率变化幅度越小;有效应力与吸附效应对于渗透率的演化有显著影响,但在不同的力学边界下,二者属于竞争关系,有效应力对于渗透率的影响在恒定围岩应力边界下处于优势地位,而吸附效应则在位移固定边界条件下占据主导地位;对于层理煤岩瓦斯抽采,顺层理方向抽采可极大的提高抽采效率。

岩体中节理裂隙面开度的测量方法

本文给出了单裂隙岩体的裂隙面平均开度和等效开度的实用测量方法 。

机械开挖岩体裂隙注浆扩散模型分析

针对传统注浆扩散模型的扩散机制未考虑裂隙开度、注浆压力等因素的问题,研究分析机械开挖岩体裂隙注浆扩散模型。基于流体力学理论计算岩体裂隙的等效水力开度,在定义裂隙注浆扩散模型基本假设条件的同时,构建由流核高度、岩体裂隙界面平均流速、裂隙注浆扩散运动方程组成的机械开挖岩体裂隙注浆扩散模型,并依据该模型推导裂隙注浆扩散区内的压力时空分布方程,利用该方程分析注浆压力、时间以及扩散距离等岩体裂隙注浆扩散特征。实验结果表明:岩体裂隙注浆时,扩散半径与裂隙开度、注浆压力以及水流速度呈正相关关系,与静水压力、裂隙注浆粘度呈负相关关系;该模型基本满足实际注浆压力与时空变化规律,可估算出灌注工程设计的合理参数,提升其工作效率。

岩石裂隙渗流特性试验研究的新进展

综述国内外关于岩体裂隙渗流特性的研究成果,并进行相应的分析和讨论。分析表明:试验研究在岩体裂隙渗流特性方面具有不可替代的作用;许多研究者根据试验结果提出相应的经验公式,但关于岩石裂隙渗流应力耦合特性研究的计算公式还没有统一的认识。分析结论也为今后的岩体裂隙渗流特性的试验研究提供了有益的方向。

泥浆帽控压钻井裂缝漏失规律

泥浆帽控压钻井是针对严重漏失地层的一种前沿钻井工艺,漏失压力的确定是泥浆帽钻井参数设计的关键。由于裂缝边界条件的复杂性,漏失压力预测目前还没有可靠的方法。通过对不同形式组合缝以及弯曲缝的数值模拟,分析漏失压差和裂缝参数对漏失量的影响规律。研究表明:不同形式裂缝可通过等效裂缝开度进行描述,漏失量与裂缝开度之间基本满足立方定律,但随着串联缝漏失速度的增大和弯曲缝弯曲度的增加误差增大,因此在一定范围内可根据立方定律对漏失压力进行预测。为泥浆帽钻井漏失压力的预测和参数设计提供了理论依据。

岩体裂隙内稳定水泥浆液扩散范围的理论分析

根据粗糙裂隙的等效水力开度与力学开度的关系,导出了计算粗糙裂隙内流体扩散范围的修正系数;然后建立了宾汉浆体在光滑裂隙内的辐射流运动方程,求解得到预测稳定水泥浆液最大扩散距离的解析公式;该公式经给定的修正系数修正后可应用于粗糙岩体裂隙。研究结果表明,现有求解岩体裂隙内浆液扩散半径的理论公式中,裂隙的开度值应取粗糙裂隙的等效水力开度,且预测公式应该用一个小于1的系数修正。

立管顶部节流法控制海管清管段塞的适应性

将新油气区块通过新建海底管道回接至已建处理设施,采用立管顶部节流法控制新建海底管道清管段塞存在很多限制因素,研究海管立管顶部节流法对提高已有设施的适应性尤为重要。通过OLGA软件动态模拟海管清管作业,对比了顶部节流对清管参数的影响,分析了节流阀开度、清管气体流量对清管段塞缓冲体积的影响规律。结果表明:节流阀开度越小,管道系统憋压越严重,节流阀前后压差及出口立管底部压力越大,清管段塞缓冲体积越小;清管段塞缓冲体积随节流阀等效开度的减小并非线性减小,节流阀需要达到某等效开度及以下才能达到较好效果;延长阀门动作时间可以减缓节流阀开启时造成的海管气塞;清管气体流量越小,清管段塞缓冲体积、节流阀前后压差及出口立管底部压力越小。研究结果为海洋油气混输管道的安全输送、清管作业的顺利完成提供了技术支持。