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透明土试验技术在滑坡降雨入渗中的研究与应用

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3051-3062页

作者：王櫹橦陈盟唐莹影袁仁茂桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 中国地震局地质研究所北京100029

由于滑坡体内部结构的复杂性和不可视性,使得滑坡降雨入渗及其渗流过程无法直观观测,从而难于查明滑坡灾变演化全阶段中降雨入渗的具体作用过程,导致降雨诱发滑坡成灾机制的认识存在不确定性,因此,发展可以观测滑坡内部降雨入渗灾变过... 详细信息

由于滑坡体内部结构的复杂性和不可视性,使得滑坡降雨入渗及其渗流过程无法直观观测,从而难于查明滑坡灾变演化全阶段中降雨入渗的具体作用过程,导致降雨诱发滑坡成灾机制的认识存在不确定性,因此,发展可以观测滑坡内部降雨入渗灾变过程的新技术手段,对深入理解降雨诱发滑坡灾变机理具有重要意义。而透明土试验技术则使岩土体内部非介入式、连续、无损、可视化测量得以实现。从透明土材料特性、岩土工程性质、试验设备与图像处理解析技术等方面,总结透明土试验技术发展现状及其在不同领域的应用,重点概述该技术在边坡工程领域的应用和渗流过程可视化模拟中的实践,并讨论将其应用于滑坡渗流直观观测的可行性。在此基础上,针对透明土材料进行筛选和对制备方法进行优化,利用透明土替代传统土工模型材料建立适用于渗流过程观测的滑坡透明土物理模型,开展降雨条件下滑坡渗流物理模拟试验,获取降雨入渗诱发滑坡灾变全过程信息,确定滑坡体内部地下水渗流过程及其变化特征。该模型试验是透明土试验技术在滑坡渗流可视化观测领域一次有效的应用实践,拓展了滑坡灾害可视化模拟新途径,进一步确定地下水渗流对滑坡的复杂影响,有利于揭示降雨诱发滑坡演化规律、深入探索滑坡滑动机制,为降雨滑坡灾害防治和灾害规划提供科技支撑。

关键词：滑坡透明土试验技术降雨入渗可视化室内物理模拟

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浅层油藏水平缝形态识别及渗流特征

特种油气藏 2023年

作者：师调调石立华武晓婷童长兵沈振振蔡建超延长油田股份有限公司宝塔采油厂中油财务有限责任公司西安分公司中国石油大学(北京)地球科学学院海南科技职业大学陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院

压裂裂缝的不同形态对渗流规律和注水开发产生较大影响。论文通过破裂压力梯度、瞬时停泵压力及室内实验对压裂裂缝的形态进行了识别，通过大尺度真三轴室内实验，模拟了地层真实条件下单条水平缝三维渗流压力和流线分布特征，基于Newma... 详细信息

压裂裂缝的不同形态对渗流规律和注水开发产生较大影响。论文通过破裂压力梯度、瞬时停泵压力及室内实验对压裂裂缝的形态进行了识别，通过大尺度真三轴室内实验，模拟了地层真实条件下单条水平缝三维渗流压力和流线分布特征，基于Newman乘积方法和格林函数思想，建立了考虑裂缝表皮和井筒存储效应的椭圆型水平缝数值模型，揭示了裂缝形态、裂缝分布位置及渗透率各向异性对水平裂缝渗流规律的影响程度，实验结果表明，水平缝压力分布沿水平方向分布不对称，裂缝长半轴方向压力传播距离远，沿短半轴方向传波距离近；裂缝形态、渗透率各向异性、裂缝分布位置初期对井底压力的影响较大，渗流影响显著，后期对水平缝渗流影响小。在此基础上，提出了错层底部注水开发方式，现场应用后，增油控水效果显著。

关键词：浅层油藏水平缝裂缝形态渗流特征室内物理模拟数值模型

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陆梁水驱油藏内源微生物激活配方优化及性能

科学技术与工程 2019年第10期19卷 104-110页

作者：徐兵修建龙崔庆锋俞理李亚楠中国科学院大学工程科学学院北京100190 中国科学院渗流流体力学研究所廊坊065007 中国石油勘探开发院北京100083

针对陆梁油田陆9井区边底水油藏特性,运用聚合物驱等方法提高采收率在该油藏中受限;采用最大可能数法(MPN)分析油藏产出液中微生物四类菌浓度及分析了油藏地层水的离子组成;确定了激活内源微生物的激活思路。确定以菌浓、原油乳化效果... 详细信息

针对陆梁油田陆9井区边底水油藏特性,运用聚合物驱等方法提高采收率在该油藏中受限;采用最大可能数法(MPN)分析油藏产出液中微生物四类菌浓度及分析了油藏地层水的离子组成;确定了激活内源微生物的激活思路。确定以菌浓、原油乳化效果和界面张力作为优化激活剂配方评价的依据;并以物理模拟实验为指导,通过调整激活剂中蔗糖、钠盐的浓度,比较激活剂是否注气两种方式;优化了激活剂配比,进行了激活效果评价实验。结果表明,对于陆梁油田陆9井区油藏,在一定范围内,提高激活剂中蔗糖、钠盐的含量,注入空气,可以有效提高微生物驱采收率;其中激活剂体系优化选择质量分数0. 55%的蔗糖、质量分数0. 6%钠盐,可提高驱油效率6. 45%,能较好满足生产效益,为陆梁油田陆9井区开展内源微生物驱提供了可靠的室内实验依据。

关键词：内源微生物激活剂优化乳化作用室内物理模拟提高原油采收率

长庆油田特低渗透油藏二氧化碳驱提高采收率室内评价

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长庆油田特低渗透油藏二氧化碳驱提高采收率室内评价

作者：李媛珺西安石油大学

学位级别：硕士

我国的特低渗透油藏分布范围广泛,资源数量众多,是我国油气资源的重要组成部分。其特点表现为天然能量低、开采后地层压力降幅大,实现高效开发需要运用更多的提高采收率工艺技术。本文研究区为鄂尔多斯盆地安塞油田杏河区块,该区域属于... 详细信息

我国的特低渗透油藏分布范围广泛,资源数量众多,是我国油气资源的重要组成部分。其特点表现为天然能量低、开采后地层压力降幅大,实现高效开发需要运用更多的提高采收率工艺技术。本文研究区为鄂尔多斯盆地安塞油田杏河区块,该区域属于典型的特低渗透砂岩油藏,具有低孔隙度、低渗透率、强非均质性的特点。区块内原油品质较好,粘度低、密度低、胶质含量少。CO2驱作为气驱提高采收率的常用方法,相比常规水驱,能够有效扩大波及体积,提高驱油效率,实现特低渗透油藏的高效开发。本文在充分调研CO2驱的驱油技术现状、驱油原理、影响因素及油藏适应性的基础上,运用理论分析、物理模拟(PVT分析仪、细管实验、驱替实验)与核磁共振技术相结合的手段,进行特低渗透岩心样品CO2驱室内实验与适应性分析。研究过程中,利用PVT分析仪对研究区块进行了原油物性分析,经细管实验确定最小混相压力为16.8MPa。进而开展CO2驱油实验,探索在不同实验条件下CO2驱的采收率变化规律,并利用核磁共振技术进行定量评价。结果表明:研究区CO2驱采收率与注入压力、注入体积和注入速度均呈正相关关系,但各阶段的驱油效率增幅均不相同。同时,核磁共振T2谱显示,驱油效率最高的阶段为近混相驱及混相驱阶段,在驱替进入近混相驱以后,较大孔喉和较小孔喉的驱油效率出现明显升高。综合分析发现,是否达到混相状态是影响研究区CO2驱驱油效果的主要因素,混相状态的驱油效率要远高于非混相状态。综合研究区基础地质特征,结合论文前期文献调研和实验结论,认为杏河区块适用CO2非混相驱替。

关键词：驱油效率室内物理模拟核磁共振技术 CO2驱特低渗透油藏

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降雨影响下排土场边坡渗流特征及稳定性分析

降雨影响下排土场边坡渗流特征及稳定性分析

作者：李宏达福州大学

学位级别：硕士

降雨特别是台风暴雨是影响排土场边坡稳定性的主要因素,矿山排土场的稳定性的研究与滑坡的防治,是矿山安全生产的综合问题,又关系到环境保护与生命财产安全的问题。排土场若失稳不仅影响到矿山的正常生产,也将使矿山蒙受巨大的经济损失... 详细信息

降雨特别是台风暴雨是影响排土场边坡稳定性的主要因素,矿山排土场的稳定性的研究与滑坡的防治,是矿山安全生产的综合问题,又关系到环境保护与生命财产安全的问题。排土场若失稳不仅影响到矿山的正常生产,也将使矿山蒙受巨大的经济损失。因此,开展降雨影响下排土场边坡渗流特征及稳定性分析研究,具有重要的科学理论意义与工程实际价值。本文以福建省某排土场边坡为工程背景,在掌握排土场工程地质水文条件和废弃物料的颗粒级配曲线的基础上,建立了适用于研究区的室内排土场边坡物理模型,通过室内降雨模型实验,结合数值模拟、理论分析,研究排土场边坡于堆置过程中在不同降雨雨强与堆置完毕后不同降雨雨型的破坏形式以及降雨过程中坡体的含水率、孔压、破坏形态变化特征。研究获得的主要成果如下:(1)通过对研究区现场工程地质水文地质调研与资料收集与分析,获得研究区排土场地形、地貌、废弃土石性质、水文地质等条件,以及研究区排土场边坡采用由低台阶向高台价水平分层覆盖的排放方式。(2)开展了研究区排土场废弃物料粒径组成规律研究,通过室内筛分与现场直接测量得到了 600m平台与580m平台在不同高度测试点的粒径组成特点,随着高度的提升,中间粒径、平均粒径、粗料含量等特征线性减小,且高程越高,颗粒越细。(3)根据研究区域排土场边坡物理力学特点进行概化室内物理模型模拟,以排土场堆置过程形成的台阶为实验对象,根据研究区气象特点,分别从排土场边坡土体含水率、孔隙水压力及变形破坏特征三方面进化了降雨条件下排士场渗流稳定分析。结合监测数据及破坏形态可知:排土场堆置初期受自重与汽车运输等工程活动较少,固结程度低,渗透率较大;随着堆置时间的加长,底部台阶的固结程度升高,渗透率变小,稳定性提升,雨水入渗响应时间变长。破坏形态主要分三个阶段:细沟侵蚀阶段,切沟冲蚀阶段、坍塌破坏阶段。(4)不同雨强下不同台阶排土场边坡体积含水率与基质吸力对降雨入渗响应时间不同:大雨强降雨入渗响应时间短,小雨强降雨入渗响应时间长;底部台阶响应时间长,顶部台阶响应时间短。基质吸力与含水率的增减集中在同一时间段且速率大致相等。渗入坡体内部的水分会降低吸力,进而降低土体的抗剪强度,使边坡失稳破坏。(5)由数值模拟所得研究区稳定性可知,多台阶排土边坡在降雨作用下,后期堆置的台阶安全系数变化最大,最可能发生破坏;排土边坡由于自身渗透系数较大的原因而有别于一般土质边坡,在总雨量相同的情况下,短时间高强度降雨对排土边坡的稳定性有更大的影响。多台阶排土场的安全系数比单台阶排土场更具可控性,在空间容量许可时,应充分考虑采纳多台阶堆置。工程中还应根据地形灵活组合压坡脚式与覆盖式两种堆置工艺,合理利用夹持效应、坡脚阻滑等空间效应的作用,促进排土场的稳定堆置。

关键词：排土边坡降雨入渗渗流稳定室内物理模拟数值模拟

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装配式剪力墙套筒灌浆连接灌浆过程研究

建筑技术开发 2023年第5期50卷 102-104页

作者：张立国北京市第五建筑工程集团有限公司北京100101

为了解决装配式剪力墙套筒灌浆连接时的质量问题,采用室内试验物理模拟的方法建立了可视化的剪力墙套筒灌浆物理模型,采用两种不同的灌浆方法观测各个灌浆套筒的灌浆压力变化。结果表明,采用中间灌浆套筒7向两端灌浆时,各个灌浆套筒的... 详细信息

为了解决装配式剪力墙套筒灌浆连接时的质量问题,采用室内试验物理模拟的方法建立了可视化的剪力墙套筒灌浆物理模型,采用两种不同的灌浆方法观测各个灌浆套筒的灌浆压力变化。结果表明,采用中间灌浆套筒7向两端灌浆时,各个灌浆套筒的压力变化曲线基本一致,呈线性变化,但各个套筒的压力最大值不同;采用一端套筒(套筒1)向另一端灌浆时,各个灌浆套筒的压力变化曲线呈现明显的不同,且各个套筒的最大应力值也不相同。研究成果可为装配式剪力墙套筒灌浆的连接施工质量控制提供参考。

关键词：装配式建筑剪力墙套筒灌浆连接效果室内物理模拟