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裂隙煤体注浆浆液扩散规律及变质量渗流模型研究 被引量：26
1
作者 魏建平 姚邦华 +3 位作者 刘勇 王登科 崔鹏飞 姚帅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期204-212,共9页
研究煤岩裂隙中浆液扩散过程及降渗规律对于强化瓦斯抽采钻孔封孔效果具有重要意义。首先通过对注浆裂隙煤体内部质量变化进行分析,推导浆液封堵裂隙质量守恒方程及浆液流动方程;根据浆液对煤体裂隙结构影响推导了裂隙和渗透率变化方程... 研究煤岩裂隙中浆液扩散过程及降渗规律对于强化瓦斯抽采钻孔封孔效果具有重要意义。首先通过对注浆裂隙煤体内部质量变化进行分析,推导浆液封堵裂隙质量守恒方程及浆液流动方程;根据浆液对煤体裂隙结构影响推导了裂隙和渗透率变化方程,构建了浆液对裂隙煤体的堵漏降渗的变质量渗流模型。其次,利用注浆实验系统对裂隙煤样开展注浆试验,对注浆前后煤样分别进行CT扫描观测以及渗透率实验测定;最后,在理论模型的基础上,根据实验条件确定数值模拟初始条件及边界条件,对裂隙煤体注浆浆液扩散和降渗规律开展了数值模拟研究,结果表明:建立的基于裂隙煤体注浆的变质量渗流模型较好地反映浆液颗粒沉积过程对煤体裂隙结构及渗透率的影响;模型计算的浆液扩散与渗透率变化规律与试验结果吻合较好,验证了模型的合理性;在浆液渗流扩散作用下,煤体裂隙内浆液颗粒逐渐扩散并沉积,裂隙不断被充填,导致裂隙煤体渗透率不断下降。研究成果为定量分析注浆浆液颗粒运移规律、强化抽采钻孔封孔效果提供了新的思路。 展开更多
关键词 裂隙煤体 浆液扩散 变质量 渗流模型
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FLAC3D流固耦合渗流模型探讨 被引量：14
2
作者 邓思远 杨其新 +1 位作者 蒋雅君 陈浩 《隧道建设》 北大核心 2016年第2期179-185,共7页
FLAC3D有限元软件内置4种渗流模型,直接决定计算结果正确与否。渗流场在三维空间中分布复杂,难以根据计算公式定量选用何种模型,不同文献渗流模型选择标准也不相同。为了找到简单、快速、合理的选择方法,有必要对4种渗流模型进行受力分... FLAC3D有限元软件内置4种渗流模型,直接决定计算结果正确与否。渗流场在三维空间中分布复杂,难以根据计算公式定量选用何种模型,不同文献渗流模型选择标准也不相同。为了找到简单、快速、合理的选择方法,有必要对4种渗流模型进行受力分析。以一100 m×100 m×10 m各项同性弹性立方体为例,基于4种渗流模型设计4种工况。通过对比和分析各工况下总应力和孔隙水压分布情况,主要结论如下:1)模型A、模型C外荷载均由土颗粒骨架承担,其余2种模型流体也参与受力;2)流体分担外荷载的比例与刚度系数和时间有关;3)FLAC3D流固耦合过程正是通过调整刚度比、打开和关闭力学-流体进程来实现的。目前我国流固耦合计算基本基于FLAC3D有限元软件,文中结论适用于基础、隧道、基坑等工程,可供相关从业人士借鉴参考。 展开更多
关键词 流固耦合 渗流模式 FLAC3D 岩土工程
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低渗透稠油油藏蒸汽吞吐开发储量动用界限 被引量：4
3
作者 陈民锋 王振鹏 +1 位作者 尹承哲 山珊 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期281-288,共8页
在储层改造基础上进行蒸汽吞吐是低渗透稠油油藏的可行开发方式,探究开采过程中不同条件对储层原油流动能力的影响,并定量确定储量动用范围的变化规律,可为此类油藏的有效开发提供科学依据.分析基于蒸汽吞吐过程中的温度剖面变化和储量... 在储层改造基础上进行蒸汽吞吐是低渗透稠油油藏的可行开发方式,探究开采过程中不同条件对储层原油流动能力的影响,并定量确定储量动用范围的变化规律,可为此类油藏的有效开发提供科学依据.分析基于蒸汽吞吐过程中的温度剖面变化和储量动用过程,定量描述了储层中原油流动能力的变化规律,建立了反映低渗透稠油油藏热采储层中渗流特点的数学模型,计算得到低渗透稠油油藏注热开采后压力分布及产量的分段式变化规律;提出通过原油流动及储量动用的极限动用半径、易流动半径和经济有效动用半径,来刻画低渗稠油储层注热开采后储量动用特点;通过研究不同动用半径的非线性变化规律,得到不同开采条件下的储量有效动用范围,为低渗透稠油油藏蒸汽吞吐热采开发合理井网设计提供关键参数. 展开更多
关键词 低渗稠油油藏 蒸汽吞吐 渗流模型 启动压力梯度 有效动用 开发界限
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基于流固耦合的充水采空区渗流模型 被引量：2
4
作者 沙成满 王星 杨慧敏 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期551-557,共7页
为研究潜水面升降对充水采空区渗透系数的影响,根据立方定律推导以应变为参数的3个渗透主方向上的等效渗透系数,通过FISH函数完善FLAC_(3D)的非饱和渗流计算功能,基于FLAC_(3D)的流固耦合计算模式,对采动岩体的等效连续介质流固耦合模... 为研究潜水面升降对充水采空区渗透系数的影响,根据立方定律推导以应变为参数的3个渗透主方向上的等效渗透系数,通过FISH函数完善FLAC_(3D)的非饱和渗流计算功能,基于FLAC_(3D)的流固耦合计算模式,对采动岩体的等效连续介质流固耦合模型非饱和单元进行修正,实现充水采空区渗流场与应力场的模拟计算.通过主渗透系数比与1差值的绝对值反映渗流场对应力场的影响程度,对比模型修正前后矿柱中部单元的计算结果可知:该值随潜水面升高而增大;模型修正前渗流场对应力场的影响大于修正后;模型修正后最大和最小主应变的变化曲线在饱和度为1后出现拐点.因修正前渗流模型参数与饱和渗流参数相同,由此可验证修正后的模型更符合非饱和渗流理论.最后通过与实际工况中地下水渗流量的数据对比,验证了修正后的模型更符合实际. 展开更多
关键词 充水采空区 流固耦合 渗透系数 渗流模型 FLAC_(3D)
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基于分形理论的赫巴流体在多孔介质中的渗流模型
5
作者 杨仙 卢伟 +2 位作者 金新 陈娟 冯兴法 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期122-127,共6页
泥浆是一种用途广泛的工程浆液,在工程施工过程中会渗流进入地层,给工程带来一定的影响。为深入研究泥浆的渗流机理,把地层模拟为多孔介质,泥浆模拟为能更全面地反映其流变性能的赫巴流体,基于分形理论,建立赫巴流体在多孔介质中的渗流... 泥浆是一种用途广泛的工程浆液,在工程施工过程中会渗流进入地层,给工程带来一定的影响。为深入研究泥浆的渗流机理,把地层模拟为多孔介质,泥浆模拟为能更全面地反映其流变性能的赫巴流体,基于分形理论,建立赫巴流体在多孔介质中的渗流模型。基于渗流模型计算结果,详细分析压力梯度、流性指数、稠度系数及孔隙率等参数对多孔介质中赫巴流体瞬时平均流速的影响,指出流速变化与压力梯度、流性指数及稠度系数的变化均呈幂指数关系,与孔隙率变化呈二项式关系,且流性指数是一个影响赫巴流体渗流速度的极敏感因素。渗流模型计算结果为相关工程中泥浆方案的设计与施工奠定了一定的理论基础。 展开更多
关键词 泥浆 赫巴流体 多孔介质 分形理论 渗流模型
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基于定向长钻孔抽采瓦斯的数值模拟研究 被引量：16
6
作者 王广宏 《矿业安全与环保》 北大核心 2021年第4期38-42,共5页
针对新疆榆树田煤矿定向长钻孔预抽煤层瓦斯问题,结合5号煤层及顶底板岩层参数,建立了5号煤层瓦斯流固耦合随动渗流模型,分析了在一定的抽采负压和抽采时间下,定向长钻孔长度及钻孔间距对煤层瓦斯抽采量的影响。在抽采负压不变的情况下... 针对新疆榆树田煤矿定向长钻孔预抽煤层瓦斯问题,结合5号煤层及顶底板岩层参数,建立了5号煤层瓦斯流固耦合随动渗流模型,分析了在一定的抽采负压和抽采时间下,定向长钻孔长度及钻孔间距对煤层瓦斯抽采量的影响。在抽采负压不变的情况下,瓦斯抽采总量会随着钻孔长度的增大而增大,但当钻孔长度增大到650 m左右时,瓦斯抽采总量趋于稳定,定向长钻孔合理长度定为650 m;钻孔间距越大,瓦斯抽采量越少,在钻孔间距从5 m增加到20 m的过程中,间距每增大5 m,抽采量约减少5%~7%。 展开更多
关键词 定向长钻孔 预抽煤层瓦斯 流固耦合 随动渗流模型 钻孔参数 数值模拟
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