基于颗粒物质力学的裂缝封堵层承压稳定性分析

来源 :第四届全国颗粒材料计算力学会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:njtangxn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  裂缝性油气藏在油气资源勘探开发中占有极其重要的地位,有效控制工作液漏失损害是关系到裂缝性油气藏高效开发的核心问题。碳酸盐岩、致密砂岩、页岩等油气藏勘探开发过程中, 天然裂缝均为其主要的渗流通道,有利于油气资源高效开发,但天然裂缝的存在同时会加剧工作液漏失。采用堵漏材料高效封堵裂缝是裂缝性油气藏工作液漏失控制的重要方法,裂缝封堵层的承压稳定性决定了裂缝封堵效果,然而封堵层承压稳定性的关键影响因素尚不明确。本文以颗粒物质细观力学为基础,构建了裂缝封堵层多尺度物理模型,建立了多粒架桥封堵条件下裂缝封堵层剪切强度模型,并开展了1mm缝宽的裂缝岩样封堵室内实验。研究结果表明,裂缝封堵层是由多种颗粒堵漏材料组成的复配体系,颗粒间形成的细观尺度力链网络抗剪强度决定封堵层的承压稳定性。在裂缝宽度、地应力和井筒液柱压力一定条件下,封堵层致密性、颗粒-颗粒间摩擦系数、颗粒弹性模量、颗粒粒度分布是影响封堵层承压能力的关键因素。通过在刚性堵漏材料配方基础上复配弹性材料与纤维,可有效提高封堵层的致密性、颗粒-颗粒间摩擦系数和颗粒间弹性变形量,进而提高裂缝封堵层承压稳定性。本研究可为裂缝性油气藏堵漏材料的选择提供重要依据。
其他文献
滑坡造成的水体波动会对水中建筑物甚至人们的生命财产安全造成严重威胁。因此,通过研究滑坡涌浪的形成传播过程来减小此类自然灾害带来的损失就显得尤为重要。本研基于格子玻尔兹曼方法的三维数值模型模拟了刚性滑坡体在淹没和非淹没条件下的滑坡过程以及波浪的特征,并分析对比了刚性滑坡体的下滑过程、滑坡体与水之间的相互作用以及在不同时刻波浪的形状特征。通过将模拟结果与已有文献中的实验结果进行对比,发现模拟结果能够和
针对饱和土体的太沙基一维固结问题,考虑饱和多孔介质中固-液耦合作用,构建了以固液速度为未知量的的耦合模型,提出了用于饱和多孔介质动力学响应分析的单点-两相物质点法,并推导出其离散求解方程。为便于分析,对饱和土体的一维固结方程进行了无量纲化处理,并建立了实际物理量与模型中参数的转化关系。最后,基于物质点法采用FORTRAN语言编制了相应的计算程序,分别计算了单面排水和双面排水情况下,不同时刻饱和土体
基于离散单元法数值模拟和欧拉流体模型,考察了颗粒物料在移动床内的卸料特性。通过对比离散模拟结果和连续介质模拟结果,分析了三种常用的固相粘度模型(Schaeffer模型、Srivastava-Sundaresn (S-S)模型、μ(I)模型)对移动床卸料特性的预测准确性。模拟结果表明,Schaeffer模型和μ(I)模型都能准确复现离散模拟所得到的漏斗流和平推流流动结构,而S-S模型的预测结果始终为
本文提出了一种可以描述爆炸冲击流场中颗粒碰撞、变形和破碎的显示数值分析方法(CDEM)。该方法将有限元和块体离散元进行有机结合,采用虚拟弹簧和虚拟棱边的方法,实现了在同一框架下,离散单元之间、离散单元与有限单元之间的接触建立和脱离,离散单元之间、离散单元与有限单元之间力和力矩的传递;同时结合颗粒材料本身的弹性、塑性和断裂模型,可以有限的处理颗粒的变形和破碎问题。本文采用CDEM模拟了爆炸冲击流场中
钙质砂是一种海洋生物成因、碳酸钙含量大于50%的特殊特殊岩土介质,主要由珊瑚、贝壳碎片未经长途搬运沉积而成,其颗粒形态复杂,内孔隙结构发达,对钙质砂的物理、力学特性起着决定性的影响。为了获取钙质砂颗粒形态与内孔隙结构信息,我们首先对一组钙质砂进行高精度的X射线微型断层(CT)扫描,并通过一系列的三维图像处理技术分别识别单个钙质砂的颗粒形态信息和内孔隙结构信息。提出相应的图像分析方法计算钙质砂颗粒形
建立一个环形库艾特流动模型,将埋有空心铁球的玻璃颗粒层限制在两个同轴的圆柱筒内,通过外筒转动使颗粒产生流动,采用高速摄像技术追踪空心铁球在颗粒流表层的上浮过程来研究环剪颗粒流中的尺寸分离特性。从外筒转速,颗粒层厚度,空心铁球尺寸、初始径向位置、重量等五个方面研究了铁球在环剪颗粒流中上浮时间和铁球相对外筒中心所转过的角位移。基于GPU并行技术,采用C++语言开发程序,对实验部分工况进行类比模拟,对比
恢复系数是离散元方法模拟颗粒流中表针动能耗散率一个重要参数。对于回转椭球形颗粒,恢复系数不仅和颗粒材料,大小,入射速度有关,还与椭球的倾斜角度有关。本文将恢复系数根据平动与转动分成了两个分量,并借助高速摄像机对不同倾斜角度的椭球颗粒撞击平板后两个分量的权重进行了研究。在实验的基础上,提出了一个无量纲的恢复系数来表征两者随着倾角与摩擦系数变化的关系式。并通过动量定理与角动量定理和有限元数计算,分别从
为研究和预测自密实混凝土在模板中的流动性能,该文使用了一种基于Bingham流变模型的移动粒子半隐式法(MPS)的模拟方法对自密实混凝土(SCC)在自重作用下的浇筑过程进行了三维模拟,并与实验室L型箱流动达到特定位置的流动时间和流动形态进行对比,分析结果表明:基于Bingham流变模型的MPS方法用于自密实混凝土的流动模拟是可行的,并且模拟结果具有较高的准确度。用该方法可以对模板内混凝土流动时间及
非解析颗粒流动模拟以其高效性与简便性在计算流体-离散元(CFD-DEM)耦合计算中被广泛使用。在传统的非解析颗粒流动模拟过程中,所使用的经验型的拖曳力模型要求网格尺寸至少为颗粒尺寸的3倍,以保证网格内颗粒体积分数与颗粒-流体相对速度计算的准确。这样的处理使得在规定计算域内,能画的网格数量较少,尤其是在狭长的计算域或者湍流涡结构尺寸与颗粒尺寸相当的情况下计算精度被大幅降低。本文我们提出一种网格尺寸可
颗粒材料在工程中的应用越来越广泛。区别于以往的普通材料,颗粒材料依赖于不同的外部条件,既可以表现液相的塑性也可表现为固相的刚性,并且这两种性质往往可以随外界因素的变化而相互转换[1]。使用颗粒材料作为结构的骨料当作支撑材料,具有易于组装、运输和拆除等诸多优点。因此,研究颗粒形状对填充结构承力性能的影响具有十分重要的实际意义。但是目前关于颗粒材料承力性能的研究,其颗粒填充结构的生成大多采用重力下落法