【摘 要】
：
排采过程中,煤粉随着运载流体在支撑裂缝中运移,容易导致裂隙堵塞,造成煤储层渗透率和支撑裂缝导流能力的降低,为探究团聚型压裂液性质对煤粉运移产生的影响及作用机理,选取准南煤田乌鲁木齐河东矿区煤样为研究对象,以蒸馏水、活性水压裂液(1.5％KCl)、团聚型压裂液(1.5％KCl+0.05％AN)为运载流体,通过单相流驱替状态下煤粉产出物理模拟实验,获取驱替流速为100、200、300 mL/min时的煤粉产出量和支撑裂缝导流能力伤害率,结果表明:气体驱替流速为100 mL/min时3种运载流体煤粉累计产出量均
【机 构】
：
河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454003;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南 焦作 454003;河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454003
论文部分内容阅读
排采过程中,煤粉随着运载流体在支撑裂缝中运移,容易导致裂隙堵塞,造成煤储层渗透率和支撑裂缝导流能力的降低,为探究团聚型压裂液性质对煤粉运移产生的影响及作用机理,选取准南煤田乌鲁木齐河东矿区煤样为研究对象,以蒸馏水、活性水压裂液(1.5％KCl)、团聚型压裂液(1.5％KCl+0.05％AN)为运载流体,通过单相流驱替状态下煤粉产出物理模拟实验,获取驱替流速为100、200、300 mL/min时的煤粉产出量和支撑裂缝导流能力伤害率,结果表明:气体驱替流速为100 mL/min时3种运载流体煤粉累计产出量均呈现线性增长趋势,支撑裂缝的导流能力伤害率变化范围较小(0.6％～8.1％);气体驱替流速为200 mL/min时,随着支撑裂缝中煤粉沉积,运移通道缩小,各运载流体出粉量先达到最大值随后减少,团聚型压裂液裂缝导流能力伤害率较小,其导流能力伤害率累计值分别与蒸馏水和活性水压裂液导流能力伤害率相差分别达到24.4％和3.1％;气体驱替流速为300 mL/min时:煤粉出粉量达到最大值的时间提前,运载流体为团聚型压裂液支撑裂缝导流能力伤害率最小,其导流能力伤害率累计值与蒸馏水和活性水压裂液导流能力伤害率相差分别达到64.8％和14.9％.因此驱替流速较低时,煤粉产出量较少且导流能力伤害率较低.结合静置沉降实验和直剪实验,揭示了团聚型压裂液对煤粉运移的作用机理:煤粉运移过程中团聚型压裂液能够通过表面活性剂的亲水基和亲油基改变溶液与煤粉界面状态,增强煤粉润湿性,使煤粉颗粒在运移过程中聚集沉降;通过增加其液桥力使黏聚力增大,抑制沉降的煤粉发生相对移动,从而减少悬浮煤粉颗粒的数量,有效降低煤粉产出量和支撑裂缝导流能力伤害率,进而减少卡钻、修井的发生概率,实现对煤粉的有效防控.
其他文献
由于单元应力属于局部性能约束,导致相应的结构拓扑优化存在难以承受的大量约束条件;尽管化整方法极大地减少了约束数量,但是优化结果中有少数应力超限现象.为此,本文在应力约束的结构拓扑优化中,瞄准克服应力超限和提高求解效率两个目标,进行了探索.提出了乘子法及序列二次规划(SQP)法两种解法,首先在化整交融(即化整-集成)解法中的m方集成模型应用,与一阶近似的移动渐近线(MMA)解法进行了求解效率对比.然后,在此基础上采用了效果最好的m方集成模型的SQP解法,建立了求解应力约束下结构体积极小化模型(即s方模型),
深埋软岩隧道围岩表现出显著的塑性软化与剪胀特性,而当下的理论分析很少同时考虑这两点,导致预测结果与隧道实际变形行为存在一定误差.为解决该问题,本文基于Kelvin-Voigt流变模型和Mohr-Coulomb强度准则,考虑了塑性阶段时围岩软化与剪胀特征,并引入了掌子面空间约束效应,建立了深埋软岩隧道黏弹-塑性计算分析模型.进一步,为考虑锚杆对隧道围岩的支护作用,在理论模型中,利用等效刚度法建立了加固围岩的力学模型.结合围岩塑性半径与锚杆长度相对关系,给出了6种工况下考虑锚杆加固作用的隧道黏弹塑性力学响应的
黏弹性材料在航空、机械、土木等领域具有广阔的应用前景,而具有1.5自由度的非线性Zener模型能更好地描述其特性.因此,研究多尺度法的推广和应用具有重要意义.在传统多尺度法的基础上,推广并利用多尺度法对非线性奇数阶微分方程进行研究,解决非线性奇数阶系统的动力学求解问题.以非线性Zener模型为例,首先通过推广的多尺度法对该模型进行近似解析求解,并通过数值方法对解析解进行数值验证,结果吻合良好,证明该推广方法求解过程的正确性.然后,从解析解中推导出稳态响应的幅频方程和相频方程,从幅频曲线中发现对于弱阻尼系统
轨道动力学快速计算是航天工程中的基础问题,广泛存在于轨道设计、空间抓捕以及深空探测等任务中.基于有限差分原理的经典数值积分算法,由于精度严重依赖小积分步长,难以满足航天器在轨快速计算需求.针对该问题,提出一种局部配点反馈迭代算法,该算法能高效解算受到初值约束和两点边值约束的轨道动力学方程.基于Picard迭代公式建立数值算法以避免计算雅可比矩阵,引入误差反馈以加快迭代收敛速度.通过时域配点法消除迭代公式推导中的复杂符号运算,使迭代公式更为简洁.结合拟线性化法及叠加法,算法能对两点边值约束下的Lambert
空腔结构广泛应用于航空航天飞行器部件及地面交通工具中,其复杂的流声特性是相关工程设计中必须考虑的关键问题.空腔流动中的流声相互作用是空腔自持振荡的重要过程,准确识别并解耦空腔内的流体动力学模态和声模态,是深入理解空腔流声相互作用和能量转化机制的关键.通过直接求解二维Navier-Stokes方程数值模拟来流马赫数Ma=0.8的亚声速空腔流动,获得高精度流场数据;采用动量势理论,对动量进行流声组分分解,获得了动量的涡熵动力学组分和声组分,并分析各组分的空间分布特征、时间演化特性以及能量输运特性.结果表明:空
碳达峰、碳中和目标要求下,陕西作为煤炭资源大省,煤炭资源的低碳开发与利用势在必行.基于陕西五大煤田的5000余组煤质数据,研究陕西省煤炭资源中煤焦油产率的变化规律为:陕北三叠纪煤田>陕北侏罗纪煤田>陕北石炭–二叠纪煤田≈黄陇侏罗纪煤田>渭北石炭–二叠纪煤田,划分出3种富油煤类型:富油煤型、富油煤–高油煤型、富油煤–含油煤型.按照煤炭资源量计算办法,全省已经查明的煤炭资源中富油煤+高油煤资源量为1550.33亿t,内蕴焦油资源量144.5亿t;预测出陕西省2000 m以浅煤炭资源总量中富油煤+高油煤资源量为
随着现代计算机技术的飞速发展,云计算理念的出现让传统的计算模式出现了颠覆性的变化,大大提升了信息运算的速度与精确性.在现代医疗行业中应用云计算技术能够有效推进医疗行业向信息化方向发展,具有十分深刻的意义.本文对云计算的基本概念进行阐述,分析当前医疗信息化进程中存在的问题及云计算的应用意义,介绍当前医疗信息化的服务模式以及下一步云计算面对的挑战,以便为医疗信息化的时代变革做好准备.
三维地质建模可直观、可视化评价煤层气动态抽采效果,为后续开发方案调整提供指导.借助三维地质建模软件,以晋城寺河煤矿西二盘区3号煤层为研究对象,基于寺河煤矿地质、产能数据分析和数值模拟,建立能反映煤层空间几何形态变化、构造特征及煤储层属性参数动态变化的地质模型,实现研究区煤层气抽采效果动态评价.利用构建的三维地质模型开展产气量、储层压力分布、剩余含气量等重要参数的预测,结果表明:寺河煤矿煤层气井不同排采周期预测的平均日产气量逐渐降低,影响范围逐渐扩大;研究区平均储层压力从2010年的1.31 MPa降至20
空空导弹作为现代空战的主要攻击手段,要求比目标飞机更高的机动性和敏捷性.新型空空导弹在面对新一代飞机时必须具备全方位攻击能力,尤其对来自后方目标的威胁,则需要更高转弯率和更大机动包络线的航向反转机动等先进高效机动方法.为了保证高效机动的顺利完成,要求导弹在超大攻角(α=0° ～180°)范围内具有飞行和机动控制能力.以往对超大攻角流动的观测和研究大多集中在α=40° ～60°范围内,最大角度不超过90°.本文采用数值模拟(delayed detached eddy simulation,DDES)与风洞试
页岩储层的可压裂性是影响页岩气产量的关键因素.本文基于断裂力学理论,以高围压下岩石层理弱面的剪切破坏为主要研究对象,依据岩石抗拉强度和层理弱面抗剪强度的比值关系,首先提出了可压裂度的概念,给出了无量纲的定性曲线图,涵盖了岩石脆性矿物质含量,黏性主导和韧性主导裂缝尖端流体压强、射孔簇分布间距的综合地质与工程因素.接着提出了一种新的表征高围压下页岩可压裂度的无量纲参数,在保证达到充分解吸附的最小压裂间距前提下,依据该参数可计算水平井压裂中的射孔簇间距,可作为工程参考指标.本文将断裂力学理论结合水力压裂高效开采