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南海神狐海域天然气水合物降压开采过程中储层的稳定性 被引量：36
1
作者 万义钊 吴能友 +4 位作者 胡高伟 辛欣 金光荣 刘昌岭 陈强 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期117-128,共12页
储层稳定性是天然气水合物(以下简称水合物)开采所面临的关键问题之一,也是确保水合物安全高效开采的前提,目前相关的研究较少。为了分析降压法开采南海神狐海域水合物过程中储层的稳定性,根据该海域水合物的钻探资料,建立三维水合物降... 储层稳定性是天然气水合物(以下简称水合物)开采所面临的关键问题之一,也是确保水合物安全高效开采的前提,目前相关的研究较少。为了分析降压法开采南海神狐海域水合物过程中储层的稳定性,根据该海域水合物的钻探资料,建立三维水合物降压开采地质模型,采用非结构网格对模型进行离散;在综合考虑水合物开采过程中的传热传质过程和沉积物变形过程的基础上,建立了热—流—固—化四场耦合的数学模型;基于非结构网格技术,采用有限单元方法对模型求解,获得水合物降压开采条件下的储层孔隙压力、温度、水合物饱和度和应力的时空演化特征,进而分析研究了该海域水合物降压开采过程中储层沉降、应力分布和稳定性。结果表明:(1)储层渗透率越大、井底降压幅度越大,沉降量越大,沉降速度越快;(2)开采过程中储层孔隙压力减小会导致有效应力增加,且近井处剪应力增加较明显,易发生剪切破坏;(3)储层有效应力的增加导致了储层沉降,沉降主要发生在开采的早期,开采60 d,储层最大沉降为32 mm,海底面最大沉降为14 mm。结论认为,南海神狐海域水合物储层渗透率低,储层压力降低的影响范围有限,在60 d的开采时间内,储层不会发生剪切破坏。 展开更多
关键词 中国南海 神狐海域 天然气水合物 降压开采 有效应力 储层稳定性 多场耦合数值模拟
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煤炭地下气化干馏气渗流运动多场耦合数值模拟 被引量：5
2
作者 杨兰和 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期752-756,共5页
基于传热、渗流力学及弹塑性力学理论 ,建立了气化煤体温度场、干馏气渗流场和煤体变形场耦合数学模型 .研究发现 ,在煤炭地下气化过程中 ,因高温作用 ,煤体的物理力学参数不再是一个常数 ,而变为温度的函数 .为了提高数值模型的计算精... 基于传热、渗流力学及弹塑性力学理论 ,建立了气化煤体温度场、干馏气渗流场和煤体变形场耦合数学模型 .研究发现 ,在煤炭地下气化过程中 ,因高温作用 ,煤体的物理力学参数不再是一个常数 ,而变为温度的函数 .为了提高数值模型的计算精度 ,对相关的物理力学参数进行了标准化热趋势研究 ;根据有限元法原理 ,介绍了其耦合求解方法 ,并结合计算实例 ,对计算结果进行了分析 .根据计算结果 ,非等温条件下干馏气压力实测值与模拟值之间的拟合情况明显好于等温条件下的拟合情况 ,且实测值高于理论值 .计算值和实测值的一致性表明 ,对气化盘区温度场、渗流场及应力场的数值模拟是正确的 . 展开更多
关键词 渗流运动 多场耦合数值模拟 煤炭地下气化 干馏气 温度场 渗流场 应力场
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水力压裂延迟活化断层的多场耦合数值模拟研究——以加拿大福克斯溪地区诱发地震为例
3
作者 冷虹 胡隽 《地震学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期394-412,共19页
加拿大西部盆地的福克斯溪(Fox Creek)页岩气开采区自压裂开采以来,地震频度急剧增加,引发工业界和科学界的广泛关注。目前一些典型诱发地震案例的断层活化动力学机制尚未完全厘清。本文以2014年初福克斯溪地区Duvernay地层附近发生的... 加拿大西部盆地的福克斯溪(Fox Creek)页岩气开采区自压裂开采以来,地震频度急剧增加,引发工业界和科学界的广泛关注。目前一些典型诱发地震案例的断层活化动力学机制尚未完全厘清。本文以2014年初福克斯溪地区Duvernay地层附近发生的地震群及构造为研究对象,开展地下断层受流体扰动而活化的多场耦合数值模拟研究。文中重点讨论的1号平台附近发生的诱发地震主要沿着两个较为清晰的发震断层发生,最大震级M_(W)3.9事件发生于压裂井下方约1 km处的结晶基底内,并具有典型的延迟触发特点。本文就上述断层的滞后活化现象开展数值模拟研究。首先,基于PKN裂缝扩展模型计算并验证注入流体的应力扰动输入项,根据地震数据识别出断层的具体位置,结合地层和构造信息建立二维地质模型;然后,耦合固体力学、流体渗流定律和断层活化理论搭建多孔弹性介质内的断层活化数值仿真模型;最后,采用有限元方法数值模拟水力压裂活化断层的全过程,通过计算库仑应力改变量(ΔCFS)的值来观测断层活化前后的流固耦合场和应力应变场的演化特征。结果表明,经过5天注水和15天扩散的流体作用,西断层附近的ΔCFS持续增加,验证西断层延迟活化的主要成因是流体逐渐扩散累积到结晶基底并改变了其应力状态。此外,模拟结果表明东断层的存在使得西断层更容易活化。断层位错产生的正ΔCFS区域与诱发地震发生位置高度吻合。本文的数值模拟研究重现了水力压裂活化断层的物理过程,相关机制的正演分析若能事先开展,将可能为地震危害性预测提供科学依据。 展开更多
关键词 多场耦合数值模拟 断层延迟活化 库仑应力 水力压裂 诱发地震
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地震作用下三峡库区典型堆积层滑坡变形特性研究 被引量：5
4
作者 江洎洧 潘家军 张伟 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第B12期142-146,共5页
选取三峡水库区地震频发的兴山县一典型厚层堆积型滑坡为研究对象,以实测库水位波动与地震发生时间点关系为基础,并参照V度地震烈度,采用静力-渗流-动力多场耦合3D数值模拟方法,对滑坡变形机理进行研究。结果表明:(1)地震作用与库水位... 选取三峡水库区地震频发的兴山县一典型厚层堆积型滑坡为研究对象,以实测库水位波动与地震发生时间点关系为基础,并参照V度地震烈度,采用静力-渗流-动力多场耦合3D数值模拟方法,对滑坡变形机理进行研究。结果表明:(1)地震作用与库水位波动密切相关,不利的渗流条件和地震动荷载作用相互叠加,渗流场-动力场耦合作用共同导致滑坡体发生变形;(2)堆积层滑坡体结构相对均质,无显著不良地质单元,除堆积体临空面附近外,其对地震波几乎无放大效应;(3)V度地震烈度条件下,连续地震对堆积层滑坡变形量的影响有限且收敛,但仍有必要对滑坡体变形进行长期监测。 展开更多
关键词 三峡库区 地震 堆积型滑坡 多场耦合数值模拟 变形特性
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油页岩原位水平井开采流-热-固耦合数值模拟 被引量：3
5
作者 赵金岷 曹东方 +1 位作者 刘玉民 邢顺范 《科技和产业》 2022年第1期329-337,共9页
构建油页岩原位水平井开采的三维数学模型,采用流-热-固耦合模拟分析油页岩原位燃烧加热过程中的温度场和应力、应变场。讨论不同燃烧温度以及注气流速下温度场以及油气产物随开采时间的演变规律,分析油页岩地层形变特征。结果显示,提... 构建油页岩原位水平井开采的三维数学模型,采用流-热-固耦合模拟分析油页岩原位燃烧加热过程中的温度场和应力、应变场。讨论不同燃烧温度以及注气流速下温度场以及油气产物随开采时间的演变规律,分析油页岩地层形变特征。结果显示,提高燃烧器的燃烧温度可显著加快油页岩原位转化的进程,而单纯提高注气流速对反应进展影响不大。此外,需考虑地层形变,尤其是注气井和生产井底的形变对井底设备运转的影响。研究结果为中国油页岩原位开采提供了数据支撑。 展开更多
关键词 油页岩 原位开采 多场耦合数值模拟 地层形变
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中压链式DVR用IGBT热应力优化设计 被引量：2
6
作者 陈国栋 刘宏 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第4期14-17,共4页
首先介绍了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块在动态电压恢复器(DVR)旁路导通和脉宽调制(PWM)开关两种工况下的功耗近似计算方法,构建了模块内部的热阻-热容模型;在此基础上建立了级联式DVR装置的整机模型,计算其内部空气流场分布;最后利用... 首先介绍了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块在动态电压恢复器(DVR)旁路导通和脉宽调制(PWM)开关两种工况下的功耗近似计算方法,构建了模块内部的热阻-热容模型;在此基础上建立了级联式DVR装置的整机模型,计算其内部空气流场分布;最后利用周围空气流场数据对内部功率单元由稳态运行转换到瞬态工作的动态过程进行流场、温度场和压力场多场耦合数值模拟。通过对比不同电流等级IGBT的热仿真计算结果,选择了成本更低的小电流IGBT进行应用,通过搭建样机进行实验,验证了该IGBT选型优化方法的可行性。 展开更多
关键词 动态电压恢复器 绝缘栅双极型晶体管 多场耦合数值模拟
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