黄河下游花园口至孙口河段高效输沙洪水阈值研究

河流能量耗散率变化反映了河道水沙输移能力以及河床形态的调整规律。本文研究区域为黄河下游花园口至孙口河段,从能量耗散角度出发,结合对实测资料的统计分析,探究了河流边界阻力能耗率与来水来沙、断面形态以及河床稳定性之间的定量关系,并基于边界阻力能耗率与河床稳定性双重指标,确定了花园口至孙口河段的高效输沙洪水阈值。研究结果表明:流量是影响边界阻力能耗率的主要因素,并与边界阻力能耗率的幂次呈线性相关;随着流量增大到2000 m^(3)/s以上,边界阻力能耗率随含沙量增加呈先减弱后增强的趋势。大流量条件下边界阻力能耗率与宽深比呈负相关关系,花园口与夹河滩断面形态复杂,相关性较弱;相比之下高村与孙口断面形态简单,相关性增强。非恒定水沙条件下的河床大多处于失稳状态,在综合考虑河床形态稳定及边界阻力能耗率最低的前提下,计算得出花园口至孙口河段的洪水高效输沙临界流量约为1500 m^(3)/s,含沙量约为23 kg/m^(3)。

地下工程U形阶梯洪水入侵流场的三维数值模拟

为研究地下工程U形阶梯在洪水入侵灾害工况下的流场特性,利用三维计算流体力学(CFD)以及VOF多相流模型,对不同进水水深、进水流速以及进水位置工况下阶梯通道内的流场特性进行了三维流场数值模拟。结果表明:洪水从阶梯通道上方进口流入后,会在阶梯靠近栏杆处形成低速区,人员可经此低速区逃生;合理地设计阶梯通道的进门位置,有利于通道内侧低速区的形成;相较于进口流速,进口水深对阶梯上水深与流速的影响最为明显,进口水深越低,阶梯上水深与流速越低,越利于人员逃生。

中渗透油藏化学驱开发效果影响因素研究

针对中国石化中渗透油藏化学驱开发效果主要影响因素不明确的问题,选取典型中渗透区块,采用数值模拟手段,以驱油效果和经济指标为目标,开展了油藏地质参数、开发动态参数及驱油体系参数对化学驱开发效果的影响规律研究,并结合中国石化化学驱现场应用情况,给出了中渗透油藏实施化学驱的相关参数建议。建议优先实施块状油藏化学驱,储量规模150×10^(4)t左右、井组采注井数比介于1.5~2.5之间实施化学驱能取得较好效果;在油藏进入高含水阶段需尽早实施化学驱,注入含水时机越早(含水低于90%)、剩余油饱和度越高(剩余油饱和度高于30%),则化学驱效果越好;驱油体系的注入总量、注入方式、注入段塞PV及注入浓度等决定了化学驱的经济有效性,二元复合驱效果要好于聚合物驱,且注入总量控制在1200 PV•mg/L以内,注入方式以小段塞高浓度高频为主,注入段塞PV数控制在0.5~0.6 PV为宜。

不同暴雨条件下扇形和羽形流域的洪水规律

为了探讨降雨过程时空分布不均匀性对河道径流的影响,以沂河、沭河流域为例,利用瞬时单位线法和马斯京根法计算重现期为10、 20、 50 a的3 d特征暴雨和2019年台风“利奇马”暴雨在2个流域中的洪水流量,得出各防洪控制站在不同暴雨条件下的洪水规律。结果表明:扇形流域内洪水汇流较集中,容易发生洪灾;羽形流域内各支流洪水交错汇入干流,近水先去,远水后去,洪水较缓和,沂河的防汛压力大于沭河的防汛压力;在相同降雨量条件下,沂沭河流域内临沂站在从北向南的降雨过程中更易形成大洪峰,斜午站、石拉渊站和重沟站在从南向北的降雨过程中更易形成大洪峰;莒县站位于沭河上游,控制流域包含多个支流和3个水库,流域形状为属于羽形流域的沭河流域中的扇形流域,具有洪水汇流集中的特点,沭河莒县站的防汛压力大于沭河其他防洪控制站的防汛压力,而且当沭河流域出现大范围同步降雨过程时,莒县站更易形成大洪峰。

2000年以来黄河宁蒙河段开河期冰凌洪水特点分析

黄河宁蒙河段开河期冰凌洪水主要集中在3月中下旬,一般由融冰洪水与冰坝洪水组成,其特点主要表现在:凌峰、洪量年际变化大,沿程增加明显,头道拐站易形成多峰,峰型系数较夏汛小,洪水历时较夏汛短,水位表现较夏汛同流量水位高,流速在涨水段慢于落水段。这些特点主要与宁蒙河道形态、水利工程、封河期上游来水及开河期气温、开河形势、封冻期形成的槽蓄水增量大小、沿程分布及其释放程度有关。

大规模采砂后富春江富阳河段河床演变分析

根据钱塘江富春江富阳河段近 1 0年的采砂情况和近 30年的河道实测资料分析 ,发现大规模和无序采砂使得河床严重变形 ,纵剖面形成过度下凹型形态 ,影响到河势稳定。另一方面 ,大规模采砂扩大了河道过水面积 。

泡沫在多孔介质中的生成过程和形态研究

通过高温高压泡沫驱系统,模拟了油藏压力条件下泡沫在多孔介质中的生成过程,并借助于高温高压观察窗和CCD摄像装置对泡沫生成过程和形态进行观察。泡沫在多孔介质中的生成具有周期性,每个周期包括生成封堵、开始运移、稳定运移和结束4个阶段;多孔介质结构影响发泡器两端压差的形成,从而影响泡沫的生成,压差适中时泡沫生成好,兼具封堵和运移的能力,压差过小时不能生成很好的泡沫,压差过大时泡沫全部被封堵在发泡器中,不能进入岩心发挥作用。不同压力、气液比对泡沫形态的影响较大,压力增高时泡沫变小,在最优气液比时生成泡沫形态最好。

皇甫川流域次洪水沙特征值变化特点

黄河流域径流量呈现锐减趋势,径流锐减突出表现在中游河口镇至龙门区间.以河龙区间皇甫川流域为典型支流,选择1954～2012年洪峰流量大于100m3/s的洪水共271场,分析了次洪水沙特征值的变化.得出如下结论：近些年洪水发生次数和年最大洪峰流量高值出现次数均有减少趋势;次洪洪量和次洪沙量基本呈现逐年代减少的趋势,沙量减少幅度远大于洪量的减幅;涨洪历时比较短,峰型普遍偏尖瘦;洪峰流量大的洪水的基流量占洪量的百分比明显低于洪峰流量小的洪水对应的比值.

聚丙烯酰胺及其共聚物水溶液拉伸流变行为研究

拉伸黏度是决定聚合物驱替液驱油效率最重要的参数之一。采用CaBER1型拉伸流变仪和RS600流变仪测定了聚丙烯酰胺及其共聚物的拉伸黏度和流变行为,研究了聚合物的链结构对其溶液的拉伸黏度和流变行为的影响。结果表明,聚合物溶液的拉伸黏度要比相同应变速率条件下的剪切黏度高3个数量级以上,并且随着应变增加而增加、应变速率的增加而减小。在相同浓度时具有梳形结构的聚丙烯酰胺共聚物的拉伸黏度要远大于部分水解聚丙烯酰胺均聚物的拉伸黏度;在相同剪切黏度条件下,前者的拉伸黏度是后者的3～5倍,弹性模量相差1.8倍。随着浓度的增加,二者的拉伸黏度均显著增加。

考虑拟流度比的蒸汽驱前缘预测模型研究

Van Lookeren研究了拟流度比为0时的蒸汽驱前缘预测模型,提出形状因子取得最大值时的注汽参数为最优参数。而在实际油藏中,由于地层中原油黏度较大,或注汽速率较小,拟流度比往往较大,此时利用最大形状因子优化注汽参数受到限制。针对该情形,应用数学方法研究了拟流度比不为0时的蒸汽驱前缘预测模型。绘制了形状因子、拟流度比、注汽速率与前缘形状关系图版,发现增大注汽速率,可增大形状因子,从而减小拟流度比,减轻蒸汽超覆程度,提高前缘驱的波及效率。由于注汽速率受注汽压力限制,研究了注汽速率与注汽压力的协调关系,利用该关系和研究的前缘模型,对前人的注汽参数优化方法进行了改进。

三峡水库蓄水后长江水系重庆段河道形态的变化特征

三峡大坝建设引起的蓄水位变化(从135m、145m到175m)必将影响到库区水环境格局,特别是河道形态。现有研究主要集中于由库区人类活动所导致的陆生生境的变化,而对空间水环境形态的变化较少注意。本文借助多时段卫星影像监测和数字高程模型模拟,对三峡水库蓄水后河道空间形态演变进行分析。结果表明,三峡水库蓄水后,河道水环境格局发生较大变化。175m水位正常蓄水后受影响干流河段主要分布于平行岭谷低山丘陵区涪陵-云阳段,重点是忠县长江河段,长江及其支流形成增幅深切曲流。万州以下河段,干流河道主要表现为峡谷,受蓄水影响不大,而主要是长江北岸支流受到较大影响,尤以开县小江流域最为显著,将形成湖泊型水体。同时,三峡水库蓄水以后,由于蓄水水位的季节变化,将形成新的水库消落区。河道形态和蓄水体类型的改变而引起的生态环境效应值得深入研究。

聚合物溶液在油藏孔隙中的流动及微观驱油机理

研究了粘弹性聚合物溶液在盲端孔隙模型中的流动与驱替特性。微观流动实验和数值计算结果均表明 ,随着聚合物溶液粘弹性增强 (Weissenberg数增大 ) ,在孔隙盲端及喉道中的粘弹性涡流加剧 ,涡流区域也随之扩大 ;计算得到的粘弹涡特征与Cochrane等给出的实验结果在定性规律上是一致的。这种粘弹涡可将孔隙盲端和喉道中的部分残余油分散成油滴或油丝并携带至主流区 ,使之成为可驱动原油。所以 。

用模型组合实验研究注水油层驱油效率的变化

为解决油层注水时层间非均质性对油田开发的影响 ,用油层岩心制作的真实砂岩微观组合模型实验 ,研究了注水对油层驱油效率的变化情况。实验表明 ,在合并注水层段中高、低渗油层驱油效率的变化规律为 :随注水的继续 ,好油层驱油效率越好 ,差油层驱油效率越差 ;非渗透性夹层的存在能控制注入水的层流性 ,对提高驱油效率有益。探讨了在透镜状砂岩体不同部位注水时驱油效率的特点 ,认为在透镜状砂体边部注水、中部采油 ,高于中部注水。

泄流建筑物异型挑流鼻坎三维设计研究

受地形地质条件限制,水利工程中常采用异型挑流鼻坎解决消能问题,但也给异型挑流鼻坎体型的设计带来很多难题。为研究某水库工程的挑流鼻坎最佳体型,运用BIM三维建模技术,采用挑流消能鼻坎底板和边墙三维联动,改变挑流鼻坎的边墙偏转角、底板右挑高角和挑角三个参数进行结构优化设计。通过对三个设计方案进行数值模拟比选出最佳方案,并推求出最优挑流鼻坎的底板三维函数。结果表明,偏转角为19.814°、右挑高角为0°~arctan（1/12）、挑角为25°方案的挑流水舌成功规避了右岸冲刷,消能效果良好,对泄流建筑物的异型挑流鼻坎三维设计具有重要参考意义。

梳形抗盐聚合物在聚合物驱油中的应用

This paper reported the application of salt-resistant comb-shaped polymer(KYPAM)in polymer follding with comparison to MO-4000 under the conditions of Shengli oilfield job site testing.When the KYPAM dosage is 53% less than MO-4000,water content of oil well is reduced by 1.7%,and the daily oil output increase is 44.9%.It is concluded that KYPAM has very good properties for use in Shengli oilfield EOR (enhanced oil recovery)application in the future.

胜利油田胜坨一区聚合物驱油的试验进展

报道胜利油田胜坨一区采用清水配制普通聚丙烯酰胺(MO-4000)进行聚合物驱先导试验及所取得的显著的增油(平均单井增油1690t)降水效果,以及针对胜利油田清水资源严重缺乏的情况,分别进行采用清水和污水配制的梳形抗盐聚合物(KYPAM)驱试验及所取得的更明显的效果:平均单井增油分别为2094 t和2186 t,且比清水配制的MO-4000用量更少,采收率提高幅度更明显。

黄河下游漫滩高含沙洪水滩槽界定及泥沙时空沉积特性

黄河下游漫滩高含沙洪水河床调整剧烈,多数断面洪水后形成"相对窄深河槽",洪水前后河槽宽度发生明显变化。分别以观测断面洪水前后的河槽宽度为基准,计算漫滩高含沙洪水期泥沙时空沉积分布,结果表明,漫滩高含沙洪水与非漫滩高含沙洪水相比,能将主河槽内淤积泥沙量的59.3%搬运至嫩滩或滩地,减缓主河槽淤积。在分析研究基础上,建立了洪水后漫滩河段河槽相对缩窄率与洪水前期河槽宽度的量化关系,洪水后主槽宽度缩窄率为15.5%~44.0%;分析遴选了漫滩高含沙洪水滩地淤积量与主要水力因子间关联度及物理含义,给出了漫滩高含沙洪水滩地淤积量与相应水力因子间的响应函数;初步提出漫滩洪水河道塑槽淤滩的临界水沙配置指标,临界水沙系数取值为0.025~0.040。成果对高含沙洪水调控具有一定的指导意义。

非均质油藏砂体几何形态对水驱开发效果的影响

由于受沉积环境、成岩作用和构造作用的影响,砂体的几何形态表现出非均质性,影响不同注采方式的水驱开发效果。依据陆相沉积油藏砂体展布特点,得到描述砂体几何形态特征的理想模型,建立定注入端和出口端压力的二维两相渗流数学模型,通过数值方法进行差分离散求解,得出砂体宽部注入单位厚度累产油量高于砂体窄部注入;应用油藏数值模拟方法,研究砂体几何形态对注采井网的水驱开发效果,得出注水井位于砂体展布较宽部位而油井位于较窄部位时,水驱前缘推进速度快,油井见水时间短,含水上升速度快,产水量高,定注采压差条件下注水井周围地层压力偏高,日注入量降低,地层泄油效果差,累积产油量少,水驱开发效果差。

猴子岩水电站导流洞改建非常泄洪洞体型研究

猴子岩电站非常泄洪洞由导流洞改建而成,非常泄洪洞体型的合理性及抗空化性能的好坏直接关系到该工程能否成功运行。本文通过研究,在常压模型试验的基础上,确定采用有压洞塞式泄洪洞改建方案;并通过减压模型试验,提出了"垂直射流+直弯洞塞+水平洞塞组"的消能模式,确定非常泄洪洞的最终体型。减压模型试验表明,该体型的抗空化性能满足工程要求。这一成果,为导流洞改建泄洪洞的推广应用开辟了新的途径。

梳形聚丙稀酰胺的特性及应用

梳形聚丙烯酰胺的现场应用结果表明 ,在相同条件下 ,梳形聚丙烯酰胺比大庆产聚丙烯酰胺的增粘能力高 5 8%～ 81%,比日本三菱公司产MO 40 0 0的增粘能力高 2 2 %～ 70 %;其驱油效果比聚丙烯酰胺约提高一倍 ,降低聚合物用量 3 0 %以上。梳形聚丙烯酰胺在油田聚合物驱、三元复合驱和深部调驱中已取得很好的经济、社会和环境效益 。