Mike flood在五泄江漫堤洪水演进模拟中的应用

以五泄江及其防洪保护区为研究对象,利用Mike flood软件构建侧向连接的一二维动态耦合水动力模型。详细叙述河网及防洪保护区概化、水工建筑物设置、模型参数选取。模拟超标准洪水下,漫堤洪水在防洪保护区的演进情况,得到具体的洪水到达时间、淹没范围、淹没水深等信息。研究成果可为五泄江的洪水风险分析、防洪调度、避灾转移等提供技术支持。

Influence of Floodplain Area on Fish Species Richness in Waterbodies of the Chao Phraya River Basin, Thailand

River-floodplain ecosystems are in delicate balance and are impacted by even minor changes in water availability. In this study, we surveyed fish assemblages and investigated environmental and landscape parameters in a total of 135 floodplain waterbodies (rivers, diversion canals, ponds, irrigation ditches, paddy fields, and wetlands) in the Chao Phraya River Basin in rainy (September 2014) and dry (March 2015) seasons. Factors affecting fish species richness in each type of waterbody were analyzed using generalized linear mixed models. Floodplain area around each surveyed waterbody was a major factor determining fish species richness in rivers, diversion canals, and ponds in the region. The contribution of floodplain area was equivalent to that of hydrology (current velocity, water depth) and water quality (dissolved oxygen, turbidity) in the waterbodies. The population of juvenile fishes was increased in temporarily connected floodplain waterbodies to main rivers compared with isolated waterbodies, and fluvial and lacustrine fishes were observed in the temporary inundated floodplain waterbodies during the rainy season. The high dependence of fish species richness on floodplain area in the region appeared to be a result of the use of inundated floodplains by fish species to forage and breed. Our results highlight the impact of flood control measures that reduces floodplain area. These measures must be reviewed to ensure the conservation of fish biodiversity in the Chao Phraya River Basin, one of the world’s most threatened floodplain systems.

水驱油田开发后期区域流场调整研究

水驱油田在开发后期普遍进入特高含水率期,以较低的采油速度低效生产,经济效益和社会效益逐渐变差。在此开发阶段面临很多困难和挑战,一方面水窜通道发育,注入水无效循环,常规措施对水窜通道难以封堵和治理。另一方面剩余油分布高度分散,难以有效确定油藏中具有潜力的位置并进行挖掘。为了有效解决水驱油田开发后期主要问题,本次研究以Y油田为例,提出了区域流场调整技术。这项技术主要针对油田中注采问题突出的井区,通过对油田沉积环境、生产层位之间差异、储层能量、采油井指标变化趋势以及产出和吸水测试资料等综合分析而形成。对于构造变化较缓的井区,进行以调整平面注采关系为主的调剖策略。对于构造变化较大,注水井和采油井之间落差较大的井区,采取油井更改生产制度,同时进行以调整纵向注采矛盾为主的调剖策略。对于剩余油相对富集,但采油井和注水井的生产能力受到限制的井区,采取压裂措施以释放产能的策略。通过应用以上关键技术,被治理的井区产油量明显增加,含水率上升过快的趋势被抑制,使Y油田开发后期的生产形势明显变好。

河道生产堤对洪水影响的二维数值模拟研究

河道主槽两侧修建的生产堤影响滩槽泥沙横向交换,对河床演变带来很大影响。本文针对黄河下游游荡型河段的现实状况,采用平面二维水沙数学模型按现状生产堤、废除生产堤、限制生产堤三种条件进行了典型洪水的模拟,模拟计算给出了夹河滩-高村河段不同边界洪水演进、漫滩的过程及滩区淹没程度。作者分析了三种不同边界条件对洪水水位、河段流速、滩槽冲淤的影响,表明废除生产堤使洪水提前进滩,与现状生产堤状态相比大大降低了河道洪水位;限制生产堤方案可以适当控制漫滩流量,扩大滩槽泥沙横向交换,改善滩区生产条件。为了维持黄河河槽活力,协调人河关系,抑制二级悬河发展,限制下游河道生产堤治理方案是比较适宜的。

广西后汛期不同等级降水变化及突变机理探讨

利用1961—2010年广西后汛期(7—9月)逐日降水资料进行降水分级统计,采用线性倾向估计、经验正交函数(EOF)等方法,对各等级降水日数及降水量进行了趋势变化和型态分布研究。结果表明,桂东小雨日数的比例高于桂西,中雨和大雨日数的比例则低于桂西,而暴雨以上日数的比例则是沿海高于内地。从各级降水对总降水的贡献来看,只占降水日数15%的大雨等级以上降水量的贡献接近60%。近50年来小雨至大雨等级降水呈现下降趋势,而暴雨以上等级降水则呈上升趋势,但这种特征具有明显的区域差异。EOF分析表明后汛期降水型态分布基本可以归结为大雨以上等级降水的分型。在此基础上,对广西后汛期各级降水在1990年代初出现由少到多的突变进行机理分析,研究表明,南半球澳大利亚高压和马斯克林高压的增强及西太平洋副高的合理配置是这次突变的重要原因,突变后来自印度洋及南海的水汽增强,西太平洋副高明显加强且位置偏南、偏西,大量的水汽在广西区域辐合上升,造成了降水的增加。通过对澳大利亚高压指数与前期海温的相关分析得知,印度洋暖位相由南向北传播及赤道太平洋与副热带南太平洋海温的反相变化将会导致后期澳大利亚高压强度的变化,这对降水预测有一定的参考意义。

注水开发后期下二门油田储层特征

二门油田经过近２０年的注水开发，目前已进入高含水后期开采，由于该油田储层矿物及胶结物组分成熟度低，不稳定矿物和易溶解胶结物含量高，因此注入水的长期冲刷对储层物性及其它渗流特征参数影响较大，主要表现在：开发后期储层类型增多；孔隙和喉道的分布及组合配置关系更加多样化；大孔（喉）道与小孔（喉）道出现的频率和变化幅度在微观上表现出极大的差异性；相对渗透率参数变化范围加大且曲线类型更加复杂；油层润湿性、驱油效率及剩余油分布特征也发生相应的变化，使得储层非均质性更为严重，开采难度加大，常规“控水稳油””措施受阻。成果采用对比井分析、室内岩心物模实验、测井解释、动态分析、电子探针、敏感性评价等技术对注水开发后期储层特征进行详细探讨，其研究思路、方法和技术可在中国东部砂砾岩油藏储层评价中推广使用。

CO_2驱开发后期防气窜综合治理方法研究

室内实验得到的CO2混相驱油效率往往可达90%以上,但现场却难以达到室内实验的驱油效果。限制采收率提高的主要原因是CO2的黏性指进、重力超覆和油层的非均质性等因素对注入CO2波及效率的影响。针对注CO2驱开发后期油藏气窜现象逐渐加重、开发矛盾不断加剧等问题,从开发层系、注采结构、注入方式以及注入剖面4个方面开展了改善CO2驱开发效果的研究,并提出了细分层系、高部位注气、水气交替注入、聚合物调剖及CO2+泡沫驱防气窜等技术对策。现场实施结果显示,油藏整体气油比从2 733.1 m3/m3下降到63.84 m3/m3,日产油从注气前的30.72 t上升到注气后的81.68 t。该项防气窜综合治理技术及经验可为类似油藏注气驱开发方案设计和后期防气窜提供借鉴。

预测蒸汽驱后期转接替方式时机的新方法

蒸汽驱开发后期易汽窜,且原油产量呈递减趋势,当汽窜严重时,生产油汽比下降,蒸汽驱开发的效果越来越差。为了取得最佳的采出程度与开发的经济性,确定蒸汽驱后期转接替方式的时机非常重要。通过分析蒸汽驱后期产油量递减曲线,总结出蒸汽驱开发的递减规律;通过对蒸汽驱注采特征方程的推导得出蒸汽驱的采收率表达式,两式联立便可以求出蒸汽驱转接替方式的时机。通过对齐40块某井组的实例分析得出,该井组现阶段虽已出现汽窜,但并不是转接替方式的最佳时机。计算结果表明,2017年1月转汽水交替较为合适。进一步通过数值模拟验证,当蒸汽驱至2017年1月时,蒸汽腔在地层中发育较为成熟,汽窜程度更加严重,此时该区块从蒸汽驱转其他的接替方式较为合适。数值模拟很好的验证了计算结果,能够较好的指导现场开发。

主槽一维和滩地二维侧向耦合洪水演进模型

为实现对复式河道大尺度漫滩洪水的快速模拟,结合洪水在滩槽行洪特点和河道一维、二维水动力学模型研究成果,在主槽与滩地分别划分为矩形和三角形网格,以左右滩唇为分界实现两网格系统嵌套;建立主槽一维水动力学数学模型,内插大断面间网格处的水力因子,在滩地采用简化的二维水动力学模型模拟滩槽间、滩地网格间水量交换,实现主槽一维与滩地二维模型侧向耦合。利用黄河下游"96·8"大洪水实测资料,对花园口至夹河滩河段洪水演进过程验证,结果表明该方法模拟精度较高,能够利用该模型模拟复式河道大漫滩洪水过程。

安塞特低渗透油田水平井加密动用剩余油研究及实践

为了探索动用剩余油新模式,安塞油田首次采用水平井加密动用剩余油,开展了7口加密水平井攻关研究和矿场试验。通过对不同加密水平井的布井方式、改造参数进行研究评价,揭示了剩余油分布机理,探索形成了适应安塞特低渗透油藏的中高含水期加密水平井动用剩余油技术。实践证明,水平加密能够有效动用井间剩余油和低丰度储层来动用已开发区域剩余储量,为同类油藏进一步提高采收率提供了新的启示。

泄洪洞反弧段下游侧墙掺气减蚀试验研究

龙抬头明流泄洪洞采用常规的底部掺气设施,容易在反弧末端下游附近侧墙处形成掺气盲区,从而导致该侧墙的空蚀破坏,反弧末端下游侧墙是龙抬头明流泄洪洞掺气减蚀设计的重点和难点。文中通过大比尺的模型试验,系统分析了侧墙贴角及边墙突扩两类反弧末端侧向掺气设施的水力掺气特性,试验表明,这两类侧向掺气设施均能有效消除反弧末端下游附近侧墙上的掺气盲区,达到减免侧墙空蚀的目的。

复式断面河槽流速横向分布及其对滩唇形成的影响

通过对水流微小控制体进行受力分析,建立了复式断面流速横向分布模型,该模型考虑了侧向副流惯性力的影响。采用实验资料对该模型进行检验,模型计算值与实测值符合较好。运用该模型计算了不同条件下复式断面流速和挟沙力的横向分布,并定量分析了横向分布特性对滩唇形成的影响。分析表明,水流漫滩时,复式断面的横向挟沙力变幅较大,尤其是在主槽和河漫滩交界处,挟沙力减小迅速,而含沙量减小相对较小,泥沙发生淤积,容易形成滩唇。单从水流挟沙力角度考虑,水流漫滩后水深越小、滩槽的糙率差越大,越容易形成滩唇。

油田开发后期合理井网密度确定方法

以谢尔卡切夫关系式为基础 ,应用注水开发油藏统计规律 ,建立不同含水下单井控制剩余可采储量与井网密度关系式。通过图解法确定合理井网密度 。

油田水驱开发系统结构分析

油田水驱开发系统复杂,指标繁多,指标之间相互有部分交叉、覆盖、包含等成分。为了理顺这些指标之间的结构、关系,应用系统论、控制论、信息论,分析了水驱油田开发系统,建立了油田开发系统结构及其信息表征体系结构,明晰了油田开发巨系统的结构,获取了水驱油田开发巨系统、子系统、孙系统及系统之间的协调性与整体性的外在信息表征体系。这些指标归属3大体系:地质状态指标体系、控制状态指标体系、生产状态指标体系。将这些指标综合起来即为综合评价水驱油田开发效果的主要初始指标体系。

基于PFC^(2D)楔形支挡不透水充灌袋挡水的研究

土工膜充灌袋广泛用于抗洪抢险、农业灌溉、河流改道、近海施工等临时性的堤坝建设中,当其承受过大侧向水压力时,充灌袋会发生滚动而失稳,在土工膜充灌袋一侧安装楔形体支挡结构是一种简单有效的防止翻滚的方法。本文基于PFC^(2D)程序对一侧安装楔形体支档结构另一侧作用一定高度水位的充灌袋挡水结构进行计算,对侧向水压力下充灌袋的整体稳定性进行了分析。为使研究具有普遍性意义,对充灌压力、支挡结构高度以及侧向水位高度都进行了无量纲化处理,计算了不同充灌压力、挡体高度下充灌袋的临界挡水高度,通过计算得出了临界挡水高度随充灌压力和挡体高度之间的关系。同时对充灌袋与支挡结构的相互作用产生的应力集中现象进行了计算分析,提出了解决应力集中的措施。研究成果为充灌袋挡水结构和支档结构的设计提供依据。

水驱砂岩油藏开发后期确定合理注采比的一种方法

确定水驱开发油藏的合理注采比是现代油藏管理的重要任务之一.水驱开发油藏的注采比是否合理直接影响着油藏地层压力保持水平及生产能力.利用物质平衡方程,依据注采平衡原理,推导出在油藏稳定生产时地层压降与注采比的关系,由实际矿场资料拟合出相关系数,通过合理地层压降来确定合理注采比,为油藏开发后期生产管理提供依据.双河油田437块、438块、Ⅴ上、Ⅶ上等4个开发单元的实例证明,这是一种计算简便、行之有效的方法.在宏观油藏管理上,该方法对于指导高含水期开发阶段油田的注水调整有一定的指导意义和实用价值.

复杂断块油藏砂体连通性对水驱效果的影响

复杂断块油藏沉积环境变化快,储层的非均质强,砂体连通性是其主要影响因素之一。基于实际油藏砂体连通方式,归纳出表征砂体连通状况的3种概念模型,依据砂体垂向连通和侧向连通程度建立相应的地质模型,采用数值模拟方法建立多个水驱单元理论模型,以累计产油量、注入量、地层压力和含油饱和度流线形态特征作为评价指标,分析得出对于砂体连通形式A和B,连通系数越大,日产油量和累计产油量越高,压力传播越快;对于砂体连通形式C,垂向渗透率大小对水驱开发效果影响较大,垂向渗透性较小时,不同连通系数下水驱开发效果差别越明显。因此,在不同连通程度下,油藏的水驱开发效果存在较大差异,该研究对复杂断块油藏后期剩余油挖潜具有一定的指导意义。

溃口近区二维数值模拟与溃坝洪水演进耦合

基于黏土心墙砂石坝的溃决过程,以及溃坝洪水传播和运动的特性,建立黑河金盆水库大坝溃口近区二维数值模型和下游地区溃坝洪水演进耦合数学模型。使用DAMBRK法计算逐渐溃坝,并应用其结果进行后续模拟。采用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式求解一维模型,采用单元中心的有限体积法求解二维模型方程。采用侧向连接方式,将黑河两岸计算水位点与二维网格单元相连,实现一、二维模型的耦合。采用所建立的二维模型对溃口近区进行计算与模拟,得到计算区域某一时刻的水深及流速分布。应用所建耦合模型对黑河金盆水库万年一遇入库洪水漫顶致溃坝洪水进行数值模拟,得到一维河道内各断面的水位和流量变化过程,以及二维计算区域内不同时刻的水深分布图、流速矢量图和淹没范围变化过程。溃口的形成过程不仅包括漫顶水流的直接作用,同时包括溃口形成过程中两侧漩涡状水流的反冲刷作用。耦合模型可以同时兼顾河道内的水流变化以及河道外计算区域内的洪水演进过程,从而减少由于计算结果偏大或偏小所带来的防洪资源浪费和防洪措施不利等不良影响。

点坝内部构型与井网匹配性研究

基于港东油田构型地质模型,开展了曲流河点坝侧积层与注采井网的匹配性研究,分别研究了直井、水平井及侧钻水平井的井网模式对开发效果的影响。研究表明:在采用排状注采井网的情况下,注采井数比低、井排垂直侧积层的注采井网开发效果好。水平井开发时,水平段与侧积层正交时将会取得最佳的开发效果。采用侧钻水平井挖潜时,水平井段与注水井间应保持一定距离,本次研究中,注水井和水平井之间相隔3个侧积层且水平井段与侧积层成45度角斜交时剩余油挖潜效果最好。根据研究区的研究成果,分别从注采井网完善、水平井及侧钻水平挖潜3个方面将研究成果进行了应用,取得了较好的增油效果。

高含水后期厚油层水平井射孔层段优选设计

由于高含水后期厚油层的剩余油多数分布在油层顶部及层内变差部位,且分布形式比较零散,水平井完钻后,其水平轨迹无法保证全部处于剩余油区域内,所以为避免高水淹层段水窜、避免底部注入水过早突破,在南1-2-平25井射孔完井时,应用多种技术手段对射孔层段进行优选设计:首先应用水平井水淹综合解释技术,初步选择低水淹层段;再应用曲流河沉积油层的内部建筑结构研究技术,从初选的低水淹层段中优选避水层段;最后应用储层建模技术,依据射孔层段处于油层中的位置,优选设计射孔相位角。在该井630 m的水平井段,优选射孔层段3个,长度为291 m,射孔投产后,成功地控制了初期含水率,减缓了生产过程中的含水上升速度,取得了较好的开发效果。