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几何粗糙对岩体裂隙非线性流动的影响机制

煤炭学报 2017年第11期42卷 2861-2866页

作者：朱红光易成马宏强张宇婷苏振晋褚震谢和平中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 四川大学四川成都610065

破断岩体裂隙的几何粗糙使得其中的流体流动行为呈现出显著的非线性。借助粗糙裂隙的平行板离散模型和COMSOL软件,分析了离散模型单元体内部的流体流速及压力分布规律,获得了岩体裂隙中非线性流动产生的物理机制;研究了裂隙几何特征对... 详细信息

破断岩体裂隙的几何粗糙使得其中的流体流动行为呈现出显著的非线性。借助粗糙裂隙的平行板离散模型和COMSOL软件,分析了离散模型单元体内部的流体流速及压力分布规律,获得了岩体裂隙中非线性流动产生的物理机制;研究了裂隙几何特征对非线性流动的影响规律,提出岩体裂隙非线性流动的流量计算方法,并与数值模拟结果进行了对比。结果表明:隙宽突变处的附加压力降损耗是导致粗糙裂隙流体流动产生非线性的主因;裂隙壁面粗糙和雷诺数的耦合作用显著影响裂隙中流体的非线性流动行为,裂隙中隙宽明显收缩处是附加压力降损耗的主要位置;提出的粗糙裂隙非线性流动的流量计算方法显著提高了分析结果的准确度,显示出较好的实用性。

关键词：裂隙粗糙非线性流动影响机制附加压力降损耗

考虑压敏效应的低渗透油藏非线性流动特征(英文)

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中国科学技术大学学报 2012年第4期42卷 280-288页

作者：刘文超姚军李爱芬孙致学黄朝琴中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266555

基于低渗透油藏非线性渗流速度函数导数的连续性,推导了实数域内低渗透油藏的非线性运动方程,确定了低渗透油藏视渗透率和视拟启动压力梯度的数学表达式,并论证了渗流速度函数导数连续与渗透率变化连续是相容的;建立了考虑压敏效应的低... 详细信息

基于低渗透油藏非线性渗流速度函数导数的连续性,推导了实数域内低渗透油藏的非线性运动方程,确定了低渗透油藏视渗透率和视拟启动压力梯度的数学表达式,并论证了渗流速度函数导数连续与渗透率变化连续是相容的;建立了考虑压敏效应的低渗透油藏油井定产量生产时的非线性渗流数学模型;鉴于数学模型的强非线性,采用高效的有限差分Douglas-Jones预估校正法求得了其数值解,并与全隐式有限差分法所求数值解进行对比验证了解的正确性.结果分析表明:非线性运动方程和拟线性运动方程对应的瞬时无因次井底压力双对数曲线初期存在"拐点",拟线性运动方程对应双对数曲线的"拐点"更为突出;渗透率模数主要影响曲线后半段,其值越大,压力下降越剧烈;低渗透油藏非线性渗流存在动边界;拟线性流动动边界的传播速度比非线性流动的要慢.

关键词：低渗透油藏压敏效应有限差分Douglas-Jones预估校正法非线性流动动边界试井

高温高压下扩张式封隔器胶筒非线性流动仿真计算

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计算力学学报 2023年第3期40卷 411-423页

作者：岳欠杯王岗刘巨保孙国昊王笑笑刘跃秋曹文张强东北石油大学机械科学与工程学院大庆163318

针对井下温度压力环境下扩张式封隔器的工作状态,本文建立了卡距内管柱及封隔器力学模型,采用网格重划分方法来描述胶筒在环空间隙中的非线性流动,并将重划分前后的网格信息进行映射,解决了封隔器有限元方程矩阵奇异问题.对不同压裂泵... 详细信息

针对井下温度压力环境下扩张式封隔器的工作状态,本文建立了卡距内管柱及封隔器力学模型,采用网格重划分方法来描述胶筒在环空间隙中的非线性流动,并将重划分前后的网格信息进行映射,解决了封隔器有限元方程矩阵奇异问题.对不同压裂泵压、不同井温和不同环空间隙下封隔器胶筒的位移、剪切应力及接触压力进行仿真计算.压裂泵压为30MPa~80MPa时,胶筒未发生轴向窜动,橡胶基体的剪切应力及接触压力随着压裂泵压的增加而增大;井温为25℃~175℃时,胶筒基体剪切应力随井温的升高而增大,胶筒与套管间接触压力随井温升高而降低;胶筒与套管环空间隙为2.5mm~9.5mm,胶筒剪切应力随间隙增加而增大,胶筒与套管接触压力随间隙增加而降低.通过胶筒网格变形可知,胶筒橡胶在环空间隙中产生非线性流动是引起胶筒剪切应力数值增大、接触压力数值降低的根本原因.综上可得,在压裂作业中,随着压裂泵压的增大、井温的升高和环空间隙的增大,封隔器胶筒更容易发生剪切撕裂破坏,且封隔器的密封效果亦降低.

关键词：高温高压胶筒网格重划分非线性流动

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碳酸盐岩破裂过程中管道—裂隙水非线性流动特性试验研究

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中国岩溶 2020年第4期39卷 500-508页

作者：孙欢刘晓丽王恩志刘驰张建民清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 海南大学土木建筑工程学院海口570228

本文聚焦碳酸盐岩微观渗流特性与破裂机制的研究,开展了岩石破裂过程中管道-裂隙水流动可视化试验,基于岩石块体尺度试验结果定量分析管道流体向裂隙流体过渡的流态演化过程,研究多级荷载对管道-裂隙水流动特性的影响。试验结果表明:碳... 详细信息

本文聚焦碳酸盐岩微观渗流特性与破裂机制的研究,开展了岩石破裂过程中管道-裂隙水流动可视化试验,基于岩石块体尺度试验结果定量分析管道流体向裂隙流体过渡的流态演化过程,研究多级荷载对管道-裂隙水流动特性的影响。试验结果表明:碳酸盐岩流态稳定性与破裂状态相关,管壁破坏初期管道流主要以层流为主,局部管壁劈裂造成管道流体时域性流态交替,管道流体向裂隙流体转变的前兆特征主要表现为过渡流态临界转换点。碳酸盐岩破裂过程中管道流体向裂隙流体过渡过程具有分数演化特征,分数指数能够定量刻画管流和裂隙流的临界过渡过程。

关键词：碳酸盐岩管道破裂,裂隙水非线性流动分形演化

变形三重介质低渗透油藏垂直裂缝井的非线性流动分析

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力学季刊 2011年第4期32卷 507-514页

作者：刘文超姚军同登科孙致学黄朝琴中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266555 中国石油大学(华东)理学院青岛266555

不仅考虑低渗透油藏具有启动压力梯度的渗流特征,还考虑应力敏感地层中介质的变形;发展了Cinco-Ley H.提出的有限导流垂直裂缝井双线性流理论,将流体在垂直裂缝与地层中形成的流动划分为两个区域—垂直裂缝中的线性流区域和变形三重介... 详细信息

不仅考虑低渗透油藏具有启动压力梯度的渗流特征,还考虑应力敏感地层中介质的变形;发展了Cinco-Ley H.提出的有限导流垂直裂缝井双线性流理论,将流体在垂直裂缝与地层中形成的流动划分为两个区域—垂直裂缝中的线性流区域和变形三重介质低渗透油藏中的非线性流区域;由此建立了变形三重介质低渗透油藏有限导流垂直裂缝井的非线性流动模型。鉴于该模型的强非线性,采用稳定的有限差分格式求得其数值解,并将数值结果绘制成试井样板曲线。将数值结果与以往模型进行对比验证了本文模型研究的必要性。另外,还讨论了垂直裂缝井无因次导流能力、无因次启动压力梯度、变形系数、三重介质参数、井筒储集系数对无因次井底压力及压力导数的敏感性影响。

关键词：三重介质变形低渗透垂直裂缝井有限差分非线性流动

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耗散结构下国际贸易信用的非线性流动

国际贸易问题 2006年第2期 34-39页

作者：祝宝江温州职业技术学院工商管理系

经济社会是一个复杂的、主动的、进化的、不可逆和非决定的质的世界,是远离平衡态的开放系统,其中有一个子系统,即国际贸易信用系统。国际贸易信用系统在经济社会系统中是特殊的价值运动,它的价值运动形式是多基元、多组分、多层次的,... 详细信息

经济社会是一个复杂的、主动的、进化的、不可逆和非决定的质的世界,是远离平衡态的开放系统,其中有一个子系统,即国际贸易信用系统。国际贸易信用系统在经济社会系统中是特殊的价值运动,它的价值运动形式是多基元、多组分、多层次的,因此它又是非线性流动的,国际贸易信用非线性流动不停地与经济社会系统通过实物和货币交换着物质和能量。所以说国际贸易信用非线性流动也是一个开放系统,把国际贸易信用系统置于耗散结构状态下进行研究,将对我国国际贸易的双赢起到积极的促进作用。

关键词：耗散结构非线性流动国际贸易信用系统双赢

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基于多参数轴流压缩系统的非线性流动性分析

空军工程大学学报（自然科学版） 2010年第2期11卷 29-32页

作者：邓涛姚宏张广军空军工程大学理学院陕西西安710051

为了探索轴流压缩系统的流动机理,定性分析了多参数轴流压缩系统的非线性流动行为。基于多参数轴流压缩系统Moore-Greitzer简化模型,应用非线性动力学理论,分析了轴对称流动时的平衡点稳定性和Hopf分岔行为,以及旋转失速流动时的平衡点... 详细信息

为了探索轴流压缩系统的流动机理,定性分析了多参数轴流压缩系统的非线性流动行为。基于多参数轴流压缩系统Moore-Greitzer简化模型,应用非线性动力学理论,分析了轴对称流动时的平衡点稳定性和Hopf分岔行为,以及旋转失速流动时的平衡点稳定性和分岔行为。由此,在γ-β参数空间中划分了轴对称流动、旋转失速流动时轴流压缩系统稳定、不稳定流动区域分布图。结果表明:非线性动力学的稳定性分析方法可以简便地分析分岔参数作用下平衡点稳定性的变化情况;分岔分析方法可以准确地判断轴流压缩系统中过失速流动行为的起始时机;γ-β参数空间的压缩系统流动状态图可以定性地判断轴流压缩系统流动状态。

关键词：轴流压缩系统非线性流动 Moore—Greitzer简化模型稳定性分岔过失速

变形三重介质低渗透油藏垂直裂缝井的非线性流动分析

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变形三重介质低渗透油藏垂直裂缝井的非线性流动分析

作者：刘文超中国石油大学

学位级别：硕士

低渗透油藏自然产能低,往往需要对储层进行改造,采取一些激励措施,目前最有效的方法是通过人工水利压裂,压裂能在低渗透层内形成高导流能力的垂直裂缝,扩大原油的渗滤面积,增加油井的产能。然而我们无法保证激励措施的成功,这就需要通... 详细信息

低渗透油藏自然产能低,往往需要对储层进行改造,采取一些激励措施,目前最有效的方法是通过人工水利压裂,压裂能在低渗透层内形成高导流能力的垂直裂缝,扩大原油的渗滤面积,增加油井的产能。然而我们无法保证激励措施的成功,这就需要通过试井的方法来估计油藏参数并预测压裂后油藏的生产状况,以评价压裂措施效果的好坏。而做好试井工作的关键在于建立能够完全反映油藏中流体流动特征的有效试井解释模型。低渗透缝洞型碳酸盐油藏在国内分布较广,但油藏中很多油井初始没有产能,只有经过压裂后才能取得较好的产量。鉴于变形三重介质低渗透油藏垂直裂缝井的实际应用背景,本文不仅考虑低渗透油藏具有启动压力梯度的渗流特征,还考虑应力敏感地层中介质的变形,仿照Cinco-Ley H.提出的有限导流垂直裂缝井的双线性流理论,将流体在垂直裂缝与地层中形成的流动分为两个区域--垂直裂缝中的线性流区域和变形三重介质低渗透油藏中的非线性流区域,由此建立了变形三重介质低渗透油藏有限导流垂直裂缝井的非线性流动模型。鉴于该模型的强非线性,采用稳定的有限差分格式求得其数值解,并将数值结果绘制成试井样板曲线。最后,还讨论了垂直裂缝井无因次导流能力、无因次启动压力梯度、变形系数、三重介质参数、井筒储集系数和表皮系数对无因次井底压力及压力导数的动态敏感性影响。

关键词：三重介质变形低渗透垂直裂缝井非线性流动

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致密储层微纳孔喉非线性流动规律研究

致密储层微纳孔喉非线性流动规律研究

作者：陈长超中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

在我国致密油藏资源储量大,但是在致密储层中孔喉半径小,达到微纳米级别,常规油气流动规律及理论不再适用。在致密储层中会存在非线性流动,固体-流体相互作用等因素不能忽略从而造成微尺度效应。针对此问题,本论文开展了微纳米喉道流动... 详细信息

在我国致密油藏资源储量大,但是在致密储层中孔喉半径小,达到微纳米级别,常规油气流动规律及理论不再适用。在致密储层中会存在非线性流动,固体-流体相互作用等因素不能忽略从而造成微尺度效应。针对此问题,本论文开展了微纳米喉道流动规律的相关研究。本论文首先通过微观耗散粒子动力学方法（DPD）模拟流体在纳米喉道中的流动,从微观上展示流体在纳米喉道中的流动规律,运用边界层理论讨论纳米喉道中流动难的原因。通过密度场和速度场分析在纳米喉道中边界层对流动的影响,以及喉道半径和压力梯度对流动的影响。然后,在结合DPD和均质通道中微米流动实验基础上,分析微纳米孔喉中的非线性特征与边界层厚度特征,讨论了压力梯度、流体粘度和微圆管半径对流动的影响并提出考虑三因素的边界层计算公式。最后利用边界层计算公式研究边界层对于有效孔喉半径分布的影响,并讨论了边界层对实际致密储层有效孔喉的影响,在此基础上提出非线性流动方程。通过本文的研究,可以有效表征流体在微纳米孔喉中流动规律,解释了致密油藏中渗透率低、流动难的原因。本文研究成果为致密油藏渗流规律的认识提供了一定思路,也起到很好的启示作用。

关键词：耗散粒子动力学模拟非线性流动边界层厚度有效孔喉