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支撑剂在交叉裂缝中运移规律的数值模拟

断块油气田 2021年第5期28卷 691-695页

作者：曾军胜戴城方思冬李恒刘华中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074

支撑剂运移是水力压裂体系中一个重要的流体-颗粒两相流问题。如何改善支撑剂在缝网中的铺置情况,是压裂改造后提高储层有效传导率的关键。针对这一问题,结合计算流体力学-离散元(CFD-DEM)方法,文中对支撑剂在交叉裂缝中的运移规律进行... 详细信息

支撑剂运移是水力压裂体系中一个重要的流体-颗粒两相流问题。如何改善支撑剂在缝网中的铺置情况,是压裂改造后提高储层有效传导率的关键。针对这一问题,结合计算流体力学-离散元(CFD-DEM)方法,文中对支撑剂在交叉裂缝中的运移规律进行了数值模拟研究,主要分析了在不同裂缝交角和携砂液黏度条件下支撑剂的运移规律。结果表明:随着裂缝交角增大,支撑剂进入支缝的比例不断下降;提高携砂液黏度,能够改善支撑剂在支缝中的运移情况;在特殊条件下,支撑剂在狭窄支缝中可能出现空间非均匀性的聚团效应。利用CFD-DEM方法能够准确刻画颗粒与颗粒/壁面及流体与颗粒之间的相互作用。

关键词：水力压裂支撑剂运移交叉裂缝计算流体力学-离散元方法

非常规储层压裂支撑剂多级裂缝运移和沉降规律

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天然气工业 2024年第7期44卷 109-119页

作者：汪杰赵康佳付珊珊续化蕾张良君江厚顺非常规油气省部共建协同创新中心•长江大学长江大学石油工程学院油气钻采工程湖北省重点实验室

水力压裂过程中支撑剂在裂缝中有效填充是形成高导流裂缝通道的关键。目前,关于支撑剂在裂缝中运移与沉降规律的研究方法多为物理实验或数值模拟,且主要聚焦支撑剂沉降结果,对支撑运移和沉降机理的研究较少。为进一步揭示支撑剂在裂缝... 详细信息

水力压裂过程中支撑剂在裂缝中有效填充是形成高导流裂缝通道的关键。目前,关于支撑剂在裂缝中运移与沉降规律的研究方法多为物理实验或数值模拟,且主要聚焦支撑剂沉降结果,对支撑运移和沉降机理的研究较少。为进一步揭示支撑剂在裂缝中的运移和沉降规律,采用实验与数值模拟结合的方法探究了支撑剂尺寸、注入速度以及压裂液黏度对支撑剂在单一与交叉裂缝中的运移沉降行为的影响。研究结果表明:①支撑剂尺寸主要通过对沉降角的影响决定颗粒运移的分布,支撑剂尺寸越大,颗粒沉降角越大,运移距离越短;②注入速度对砂丘形态影响较大,当注入速度从0.2m/s增加至1.0m/s时,单一裂缝内砂丘有效支撑面积比和最大高度都明显降低,而分支缝内砂丘有效支撑面积比增加34.3%,表现出与单一裂缝中相反的变化趋势;③压裂液黏度主要影响流体携砂能力,随着压裂液黏度增加,主裂缝内砂丘有效支撑面积比降低8.4%,砂丘最大高度下降6.1cm,而在分支裂缝内表现为先增加后降低。结论认为,分支裂缝与主裂缝内支撑剂运移受施工因素影响往往表现出不同变化规律,该研究成果将进一步完善了水力压裂相关理论认识,同时为压裂现场施工设计优化提供了理论支撑。

关键词：非常规油气水力压裂分支裂缝交叉裂缝支撑剂运移沉降施工因素室内实验数值模拟

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“X”形配筋面层加固砌体结构理论研究

建筑科技 2024年第4期8卷 38-41页

作者：涂开胜聂晓鹏杨兴霞贵州中建建筑科研设计院有限公司贵州贵阳550006 中国建筑第四工程局有限公司广东广州510000 黔南民族师范学院贵州都匀558000

传统的砌体结构抗震加固方式存在造价高、工艺烦琐、对原结构扰动大等弊端,在实际工程中设计师往往是被动接受。根据地震作用下砌体墙斜向交叉裂缝的破坏特点,提出“X”形配筋面层加固方式,并对其力学性、经济性和可行性等方面展开分析... 详细信息

传统的砌体结构抗震加固方式存在造价高、工艺烦琐、对原结构扰动大等弊端,在实际工程中设计师往往是被动接受。根据地震作用下砌体墙斜向交叉裂缝的破坏特点,提出“X”形配筋面层加固方式,并对其力学性、经济性和可行性等方面展开分析。研究结果表明,该加固方式在有效抵抗地震的前提下,可大幅度节省材料和降低对原结构的影响。

关键词：交叉裂缝 “X”形配筋面层砌体结构抗震加固

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注水诱导裂缝动态特征及数值模拟研究

特种油气藏 2023年第5期30卷 84-90页

作者：程林松杨晨旭曹仁义贾品蒲保彪时俊杰中国石油大学(北京) 北京102200 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300452

传统油藏数值模拟软件只能考虑静态裂缝,无法模拟长期注水过程中裂缝扩展对于井网开发的影响,模拟结果与实际生产动态数据的拟合效果较差。针对该问题,基于嵌入式离散裂缝模型(EDFM),通过前处理算法的动态改进,形成了复杂动态裂缝网络... 详细信息

传统油藏数值模拟软件只能考虑静态裂缝,无法模拟长期注水过程中裂缝扩展对于井网开发的影响,模拟结果与实际生产动态数据的拟合效果较差。针对该问题,基于嵌入式离散裂缝模型(EDFM),通过前处理算法的动态改进,形成了复杂动态裂缝网络的表征方法,并通过耦合交叉裂缝判别准则建立了一种高效的注水诱导裂缝模拟方法。研究表明:注水诱导裂缝模拟方法能够高效模拟油藏注水开发过程中裂缝的动态变化,反映天然裂缝对于主裂缝扩展路径的影响;与Abaqus软件计算结果一致,计算效率更高。实践应用表明,该方法对注水诱导裂缝数值模拟具有较好的适应性,可准确实现对现场注水井组含水上升规律的拟合,对超低渗透油藏的生产动态分析、后期井网调整具有较好的借鉴意义。

关键词：超低渗透油藏注水诱导裂缝交叉裂缝数值模拟

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房屋安全鉴定中常见裂缝类型及处理方法

工程技术研究 2023年第20期8卷 225-227页

作者：颜秀娜陈韦权广西恒正建设工程质量检测有限公司广西防城港538001

房屋质量影响人们的生命和财产安全,是人们关注的焦点,因此,有必要对存在潜在质量隐患的房屋结构开展房屋安全鉴定及质量隐患处理。文章从常见房屋结构存在的质量问题出发,针对砖砌体结构和钢筋混凝土结构,重点分析了常见的裂缝类型及成... 详细信息

房屋质量影响人们的生命和财产安全,是人们关注的焦点,因此,有必要对存在潜在质量隐患的房屋结构开展房屋安全鉴定及质量隐患处理。文章从常见房屋结构存在的质量问题出发,针对砖砌体结构和钢筋混凝土结构,重点分析了常见的裂缝类型及成因,并结合具体案例,探讨了常见房屋结构类型裂缝处理方法,以供参考。

关键词：房屋安全鉴定八字裂缝交叉裂缝结构性裂缝

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城市道路水泥混凝土路面病害分析及解决措施

工程技术研究 2023年第21期8卷 117-119页

作者：汪长青上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司深圳分公司广东深圳518000

城市道路作为城市运行的基础设施之一,是城市交通的重要组成部分,承担着承载交通、保障行车安全的重要任务,对城市的交通运输和经济发展起着关键支撑作用。随着经济的飞速发展、汽车数量的持续增加及交通运输量的激增,交通压力不断增大... 详细信息

城市道路作为城市运行的基础设施之一,是城市交通的重要组成部分,承担着承载交通、保障行车安全的重要任务,对城市的交通运输和经济发展起着关键支撑作用。随着经济的飞速发展、汽车数量的持续增加及交通运输量的激增,交通压力不断增大,路面损毁的程度日益恶化,严重影响了行车舒适性和道路使用寿命。文章对水泥混凝土路面病害类型进行归类,总结了常见的病害类型及产生原因,并提出相关养护方案,以达到延长水泥混凝土路面使用寿命的目的。

关键词：水泥混凝土路面断裂变形接缝表层病害纵向裂缝交叉裂缝

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荷载作用下裂缝开裂的扩展有限元模拟研究

荷载作用下裂缝开裂的扩展有限元模拟研究

作者：韩吉杰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在实体建筑结构中,裂缝很常见。当建筑结构材料所承受的应力超过其自身的强度时,裂缝便会出现并扩展。在建筑结构构件中,裂缝的出现以及扩展会影响构件的受力性能,甚至导致结构构件失效,威胁到人们的人身安全与生命财产安全,因此有必要... 详细信息

在实体建筑结构中,裂缝很常见。当建筑结构材料所承受的应力超过其自身的强度时,裂缝便会出现并扩展。在建筑结构构件中,裂缝的出现以及扩展会影响构件的受力性能,甚至导致结构构件失效,威胁到人们的人身安全与生命财产安全,因此有必要对裂缝的扩展路径进行深入研究。荷载作用下裂缝开裂路径的研究成果对裂缝扩展的有效控制、结构构件的设计与加固以及建筑结构受力性能和安全系数的提高都具有重要意义。传统有限元方法是常用的数值模拟方法,但是在模拟裂缝开裂时则存在诸多不足,原因在于传统有限元在划分网格时要求裂纹必须在网格上,再加上裂缝开裂具有不确定性,这就给模拟带来更大的难度与更多的计算量。扩展有限元的出现为以上问题的解决提供了有力的支持。扩展有限元在处理裂缝时,不必重新划分网格,上述难题迎刃而解,被认为是目前模拟裂缝开裂问题的最有效的方法。本文利用MATLAB平台,基于扩展有限元,对单元的单一裂缝、交叉裂缝以及匀质板的交叉裂缝进行了数值模拟,主要研究内容与成果如下:(1)对于单一裂缝,本文给出常规单元、裂缝贯穿单元和包含裂尖单元的子域划分方案。并在此基础之上,结合单一裂缝位移场表达式以及刚度集成方案,实现单元内单一裂缝的扩展有限元动态模拟,使裂缝在单元中不仅能沿一个方向扩展,而且能使裂缝反向扩展。(2)对于交叉裂缝,本文给出裂缝发生交叉时的位移场表达式、单个单元子域划分方案以及刚度矩阵集成方案,在此基础之上,实现含有交叉裂缝的单元在荷载作用下的裂缝扩展数值模拟。(3)实现匀质板在荷载作用下裂缝的扩展模拟。在单个单元的基础之上,选取适当本构模型以及开裂准则,采用精确的数值积分方案,实现匀质板在荷载作用下裂缝开裂的精确模拟。并研究裂尖影响范围、网格划分密度以及扩展步长对裂缝开裂模拟精度的影响。

关键词：扩展有限元裂缝开裂交叉裂缝数值积分单元子域划分