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不同含水情况下的泥岩蠕变试验及其对油田套损影响研究 被引量:45
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作者 黄小兰 杨春和 +3 位作者 刘建军 何翔 陈剑文 段翔 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第A02期3477-3482,共6页
以大庆泥岩为研究对象,进行不同含水条件下的强度试验和蠕变试验,分析含水量变化对泥岩强度、弹性模量等基本力学参数以及蠕变特性的影响。试验结果表明:含水量的增加,大大降低了泥岩的弹性模量和单轴抗压强度,并使泥岩的蠕变变形和稳... 以大庆泥岩为研究对象,进行不同含水条件下的强度试验和蠕变试验,分析含水量变化对泥岩强度、弹性模量等基本力学参数以及蠕变特性的影响。试验结果表明:含水量的增加,大大降低了泥岩的弹性模量和单轴抗压强度,并使泥岩的蠕变变形和稳态蠕变率显著增加。通过试验得到考虑含水量变化的泥岩蠕变本构方程,并与试验曲线进行对比。以大庆油田南二区某井套损段泥岩层为例,建立数学模型,根据得到的蠕变本构方程,对不同含水条件下井壁泥岩的蠕变挤压应力进行数值模拟,通过对比分析,说明在非均匀挤压应力作用下,泥岩含水量的增加会大大加快蠕变应力的增长速度,使围岩对套管产生的蠕变挤压应力达到极值所需的时间迅速减小,大大缩短套管使用寿命。油田开采过程中,应防止高压注入水进入泥岩,以预防和减少由于泥岩进水发生蠕变导致套管损坏。 展开更多
关键词 石油工程 泥岩蠕变 含水量 数值模拟 挤压应力 套损
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水力压裂三维数学模型研究 被引量:31
2
作者 刘建军 冯夏庭 裴桂红 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期2042-2046,共5页
根据渗流力学、岩石力学、传热学、断裂力学知识,建立了油水井三维水力压裂模拟计算的数学模型。模型考虑了压裂液的流变性、支撑剂在压裂缝中的运移、压裂液与储层岩石的热交换以及压裂过程中的流固耦合作用,给出了裂纹扩展和流固耦合... 根据渗流力学、岩石力学、传热学、断裂力学知识,建立了油水井三维水力压裂模拟计算的数学模型。模型考虑了压裂液的流变性、支撑剂在压裂缝中的运移、压裂液与储层岩石的热交换以及压裂过程中的流固耦合作用,给出了裂纹扩展和流固耦合计算的数值解法,通过算例验证了所提出数学模型的合理性。 展开更多
关键词 渗流力学 水力压裂 流固耦合 数学模型 压裂液
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孔隙介质渗流微观数值模拟 被引量:21
3
作者 刘建军 代立强 李树铁 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2005年第5期680-682,共3页
论述了孔隙介质渗流宏微观研究之间的联系,以及微观渗流研究的重要意义。综述了国内外有关渗流微观结构模拟方面的研究问题和当前主要研究方法,分析了各种微观物理模型及相应的各种数学模型的研究特点和研究手段。比较了孔隙结构研究的... 论述了孔隙介质渗流宏微观研究之间的联系,以及微观渗流研究的重要意义。综述了国内外有关渗流微观结构模拟方面的研究问题和当前主要研究方法,分析了各种微观物理模型及相应的各种数学模型的研究特点和研究手段。比较了孔隙结构研究的随机模拟方法和全局升尺度法,指出了两种方法的优缺点,最后对孔隙介质微观渗流研究的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 渗流 微观结构 多孔介质 数值模拟
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降雨入渗对填埋场土壤水分动力学行为的影响 被引量:18
4
作者 薛强 徐应明 刘建军 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2004年第5期618-620,共3页
建立了一维垂直非饱和土壤水分运动的数学模型,并采用有限差分方法对模型进行数值求解,模拟了不同降雨强度条件下水分分布的动态规律,数值模拟结果表明:降雨强度的大小直接影响着土壤水分湿润锋的分布,并且所建立的模型与实验测试结果... 建立了一维垂直非饱和土壤水分运动的数学模型,并采用有限差分方法对模型进行数值求解,模拟了不同降雨强度条件下水分分布的动态规律,数值模拟结果表明:降雨强度的大小直接影响着土壤水分湿润锋的分布,并且所建立的模型与实验测试结果吻合较好,验证了模型的可靠性,从而可为定量化研究填埋气体和浸出液释放提供理论根据。 展开更多
关键词 垃圾填埋场 土壤水分 降雨强度 数值模型 湿润锋
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流固耦合作用下注水井井壁稳定性研究 被引量:8
5
作者 黄小兰 刘建军 +1 位作者 杨春和 何翔 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期83-87,共5页
注水开发油田在生产过程中,渗流场会对油藏地应力场产生影响,在井壁附近产生应力集中。研究了注水过程中流固耦合作用下套管损坏的力学机理,在传统的Biot方程的基础上,考虑介质渗透性能随应力的变化,建立了注采过程中流体渗流与固体弹... 注水开发油田在生产过程中,渗流场会对油藏地应力场产生影响,在井壁附近产生应力集中。研究了注水过程中流固耦合作用下套管损坏的力学机理,在传统的Biot方程的基础上,考虑介质渗透性能随应力的变化,建立了注采过程中流体渗流与固体弹塑性变形的非线性耦合数学模型,采用全耦合的有限元法对所建立的模型进行求解。通过对大庆油田南二区某注水井注水开发过程的数值模拟,分析了注水对储层孔隙压力、井壁围岩应力场和变形场的影响,并对比了不同注采情况下储层孔隙压力和井壁应力随时间的变化关系。研究表明,油藏注水开采过程中,油藏流固耦合作用对地层特别是井壁附近围岩的应力和变形影响很大。研究结果为合理建立油藏注水开发的流固耦合计算模型,合理控制注采压差,预防和减少该地区地层变形、套管损坏等提供了依据。 展开更多
关键词 流固耦合 注采压差 数值模拟 井壁稳定 套管损坏
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非饱和土水特征曲线模型参数反演辨识研究 被引量:6
6
作者 薛强 刘勇 +1 位作者 刘建军 王惠芸 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期741-743,共3页
建立了非饱和土壤水分传输的控制方程,采用Levenberg-Marquardt方法分别对土壤水分特征曲线Van-Genuchten模型和Brooks-Corey模型中的相关参数进行反演辨识,得到了模型参数的最优估计值。数值结果表明:采用Van-Genuchten模型得到的粉砂... 建立了非饱和土壤水分传输的控制方程,采用Levenberg-Marquardt方法分别对土壤水分特征曲线Van-Genuchten模型和Brooks-Corey模型中的相关参数进行反演辨识,得到了模型参数的最优估计值。数值结果表明:采用Van-Genuchten模型得到的粉砂土壤水分特征曲线均能够较Brooks-Corey模型更好地反映土壤水力特性,且Van-Genuchten模型与实测值具有很好的一致性,从而验证了数值反演辨识方法的有效性。 展开更多
关键词 土壤水分特征曲线 参数反演 最优估计 Levenberg-Marquardt方法
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我国油藏渗流-温度-应力耦合的研究进展 被引量:30
7
作者 刘建军 冯夏庭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S2期645-650,共5页
油藏流固耦合理论的研究,近年来引起中国学者的极大兴趣,成为油藏工程及相关领域研究的热点问题之一。笔者不但比较系统地介绍了石油工程中遇到的不可忽略的流固耦合问题,而且,对油藏流固耦合的主要研究方法、研究结果等进行了报道,并... 油藏流固耦合理论的研究,近年来引起中国学者的极大兴趣,成为油藏工程及相关领域研究的热点问题之一。笔者不但比较系统地介绍了石油工程中遇到的不可忽略的流固耦合问题,而且,对油藏流固耦合的主要研究方法、研究结果等进行了报道,并对油藏热流固耦合研究的发展趋势和前沿方向进行了展望。 展开更多
关键词 热-流-固耦合 联油藏 宏观方程 展望
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裂缝性低渗透油藏开发方案研究 被引量:6
8
作者 裴桂红 刘建军 刘绍轩 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第A02期2588-2592,共5页
裂缝性低渗透油藏在我国石油工业中占有十分重要的地位,如何实现这类油藏的经济、高效开发是石油部门的重要课题。根据裂缝性低渗透的渗流特征和裂缝分布特点,建立了裂缝性低渗透油藏渗流等效连续介质模型,编制了相应的裂缝性低渗透油... 裂缝性低渗透油藏在我国石油工业中占有十分重要的地位,如何实现这类油藏的经济、高效开发是石油部门的重要课题。根据裂缝性低渗透的渗流特征和裂缝分布特点,建立了裂缝性低渗透油藏渗流等效连续介质模型,编制了相应的裂缝性低渗透油藏数值模拟软件。利用该软件对两井油田让11区块进行了模拟,分析了不同注采方式、不同井距下的各方案的驱油效果和经济评价指标,优选出适合于该模拟区块的开发方案。计算结果表明,矩形井网最适合低渗透油藏,且井距取250m时各项经济指标最优。可为裂缝性低渗透油藏开发方案的优化提供参考。 展开更多
关键词 石油与天然气地质学 裂缝性低渗透油藏 渗流 数值模拟 开发方案 经济指标
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基于压水试验数据的渗透系数应力敏感性研究 被引量:6
9
作者 刘建军 何翔 冯夏庭 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A01期4724-4727,共4页
岩体渗透率与应力关系是进行岩体渗流应力耦合分析的基础。基于龙滩水电站边坡岩体渗流压水试验结果和边坡岩体岩性及物理力学性质,对岩体渗透系数和地应力进行了分析计算,给出了边坡岩体渗透率随应力变化的关系式,为进行边坡岩体渗... 岩体渗透率与应力关系是进行岩体渗流应力耦合分析的基础。基于龙滩水电站边坡岩体渗流压水试验结果和边坡岩体岩性及物理力学性质,对岩体渗透系数和地应力进行了分析计算,给出了边坡岩体渗透率随应力变化的关系式,为进行边坡岩体渗流一应力耦合分析提供了可靠数据。 展开更多
关键词 岩石力学 渗透系数 应力场 流固耦台 压水试验
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ASP三元复合体系驱油微观机理研究 被引量:15
10
作者 刘建军 宋义敏 潘一山 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2003年第3期326-328,共3页
为了深入研究碱/表面活性剂/聚合物三元复合体系的微观驱油机理,利用平板夹砂模型和微观仿真模型,通过显微观察和录像的手段,直接观测流体在孔隙介质内的流动形态以及驱替过程中发生的现象.试验发现:三元复合驱具有很强的洗油能力,无论... 为了深入研究碱/表面活性剂/聚合物三元复合体系的微观驱油机理,利用平板夹砂模型和微观仿真模型,通过显微观察和录像的手段,直接观测流体在孔隙介质内的流动形态以及驱替过程中发生的现象.试验发现:三元复合驱具有很强的洗油能力,无论亲水介质还是亲油介质,三元复合驱均具有很强的使残余油变形的能力,使油藏流体流动性增强,从而提高水驱开发的波及系数。 展开更多
关键词 ASP三元复合体系 微观驱油机理 平板夹砂模型 微观仿真模型 石油开采 表面活性剂 聚合物
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城市交通网络的渗流力学模型 被引量:3
11
作者 刘建军 裴桂红 +1 位作者 薛强 刘先贵 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2007年第1期62-64,共3页
将城市交通网络中的交通流视为多孔介质网络中的渗流,利用裂隙介质中多相渗流力学理论,考虑人流和车流之间的相互作用以及道路通行能力的不同,建立了城市交通网络通行能力计算的渗流力学模型,该模型的计算可以借助渗流力学的现有知识进... 将城市交通网络中的交通流视为多孔介质网络中的渗流,利用裂隙介质中多相渗流力学理论,考虑人流和车流之间的相互作用以及道路通行能力的不同,建立了城市交通网络通行能力计算的渗流力学模型,该模型的计算可以借助渗流力学的现有知识进行,可以通过计算得到不同时刻城市交通网络的交通流分布以及城市交通网络的宏观通行能力。从而为城市交通规划理论提供了一个全新的方法。 展开更多
关键词 交通流 渗流力学 交通网络 裂隙介质
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注水油田剪切套损机理研究与数值模拟 被引量:13
12
作者 黄小兰 刘建军 杨春和 《武汉工业学院学报》 CAS 2009年第3期94-97,共4页
油田注水开发过程中,一旦注入水进入泥页岩夹层或断层带,将诱发大面积岩石顺层滑动,造成成片的套管变形或错断。渗流对油藏地应力场的影响在于一方面孔隙压力作为渗透力作用于岩体,另一方面表现为泥页岩的水化作用。基于Mohr-Coulomb准... 油田注水开发过程中,一旦注入水进入泥页岩夹层或断层带,将诱发大面积岩石顺层滑动,造成成片的套管变形或错断。渗流对油藏地应力场的影响在于一方面孔隙压力作为渗透力作用于岩体,另一方面表现为泥页岩的水化作用。基于Mohr-Coulomb准则和有效应力原理分析断层交界面岩石滑动机理,得到界面滑动时孔隙压力极值的估算方法。建立空间三维计算模型,并在泥岩夹层与砂岩储层中间加设一层接触单元,通过数值模拟得到注水压力对交界面岩层滑动及套管Mises应力的影响规律,为油田开采过程中防止剪切套损提供理论依据及合理计算方法。 展开更多
关键词 渗流 剪切套损 注水压力 数值模拟
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三元复合体系乳状液在岩石介质中渗流的数值模拟 被引量:3
13
作者 刘建军 宋义敏 刘先贵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第A02期2439-2442,共4页
三元复合驱是一种具有广阔应用前景的采油新方法,通过数值模拟的手段研究三元复合体系在岩石中的渗流规律对于三元复合驱在石油工程中的应用具有十分重要的意义。为此,作者配置了7种不同成分的乳状液,通过流变实验得出了乳状液流变曲线... 三元复合驱是一种具有广阔应用前景的采油新方法,通过数值模拟的手段研究三元复合体系在岩石中的渗流规律对于三元复合驱在石油工程中的应用具有十分重要的意义。为此,作者配置了7种不同成分的乳状液,通过流变实验得出了乳状液流变曲线。研究表明,原油/三元复合体系乳状液为非牛顿流体,其流变方程可用幂律方程表示。在流变实验的基础上,根据渗流连续性方程,推导给出了原油/三元复合体系乳状液在岩石介质中的渗流方程。在对非线性渗流分析的基础上,利用ANSYS应用软件,对渗透系数矩阵进行了相应的调整,给出了模拟乳状液在地下渗流的方法。最后,利用ANSYS软件,对原油/三元复合体系乳状液在一区块内的渗流情况进行了数值模拟,得到了井间的压力分布曲线和区块模型中的压力分布情况。 展开更多
关键词 数值分析 三元复合体系 乳状液 渗流 数值模拟
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非水相液体传输的耦合动力学模型及数值解 被引量:1
14
作者 薛强 马士进 王惠芸 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2005年第4期524-526,共3页
基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学原理,建立了非水相液体在地下环境系统中传输过程的多组分多相流耦合数学模型,对多相流渗流场模型和污染物传输浓度场模型分别采用了IMPES和特征有限差分方法进行数值离散,模型中充分考虑了污染物... 基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学原理,建立了非水相液体在地下环境系统中传输过程的多组分多相流耦合数学模型,对多相流渗流场模型和污染物传输浓度场模型分别采用了IMPES和特征有限差分方法进行数值离散,模型中充分考虑了污染物在地下环境体系中扩散、吸附解吸、界面间分配以及微生物降解等化学反应以及气相作用,并以苯在土壤中传输的浓度分布为例,验证了模型的可靠性。该数值模型较以往数值模型相比,可有效地克服在数值解过程中的弥散和振荡,对于石油工程领域中油气藏多相流数值模拟奠定基础。 展开更多
关键词 非水相液体 多组分多相流 耦合数学模型 数值解
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注水油田套管拉伸损坏机理与数值模拟研究 被引量:2
15
作者 黄小兰 刘建军 《武汉工业学院学报》 CAS 2009年第2期72-75,共4页
油田注水开发过程中,由于注采压差的不平衡,会引起地层的抬升造成套管拉伸变形损坏。基于储层变形与孔隙压力的变化关系,通过有效应力原理和虎克定律分析了套管拉伸变形的机理;对不同注水压力生产情况下,储层的变形和孔隙压力变化情况... 油田注水开发过程中,由于注采压差的不平衡,会引起地层的抬升造成套管拉伸变形损坏。基于储层变形与孔隙压力的变化关系,通过有效应力原理和虎克定律分析了套管拉伸变形的机理;对不同注水压力生产情况下,储层的变形和孔隙压力变化情况进行了数值模拟分析,同时研究了套管壁应力的分布规律,并得到了套管拉伸损坏的注水压力极限值。 展开更多
关键词 注水油田 拉伸套损 注水压力 地层变形 套管应力
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三元复合体系乳状液在孔隙介质中渗流的数值模拟 被引量:1
16
作者 曾流芳 刘建军 裴桂红 《湘潭矿业学院学报》 2003年第3期21-23,共3页
根据三元复合体系乳状液在孔隙介质中的流变方程和渗流力学理论,建立了乳状液在孔隙介质中的渗流方程。在ANSYS应用软件对非稳态热传导数值模拟的基础上,对热传导系数矩阵进行了相应的调整,用数值分析的方法模拟了乳状液在地下渗流规律... 根据三元复合体系乳状液在孔隙介质中的流变方程和渗流力学理论,建立了乳状液在孔隙介质中的渗流方程。在ANSYS应用软件对非稳态热传导数值模拟的基础上,对热传导系数矩阵进行了相应的调整,用数值分析的方法模拟了乳状液在地下渗流规律。对乳状液在一区块内渗流进行数值模拟,得到了井间的压力分布曲线和区块模型中的压力分布情况。图2,参12。 展开更多
关键词 三元复合体系 乳状液 渗流 数值模拟
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地表水入渗下道路基础稳定性研究 被引量:1
17
作者 杨大勇 高玮 《路基工程》 北大核心 2008年第6期158-159,共2页
考虑地表水入渗条件下道路基础稳定性的影响,模拟了不同入渗强度孔隙水压的变化曲线。结果表明:随着地表水入渗强度的逐渐增大,基础内部水流流速和孔隙水压力也逐渐增大,并由基础顶部开始从非饱和状态转变为饱和状态,饱和状态的范围逐... 考虑地表水入渗条件下道路基础稳定性的影响,模拟了不同入渗强度孔隙水压的变化曲线。结果表明:随着地表水入渗强度的逐渐增大,基础内部水流流速和孔隙水压力也逐渐增大,并由基础顶部开始从非饱和状态转变为饱和状态,饱和状态的范围逐渐向下增大。 展开更多
关键词 入渗 基础 稳定性
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裂缝性砂岩油藏流固耦合渗流的等效介质模型 被引量:3
18
作者 刘建军 杜广林 《中国海上油气(地质)》 2003年第3期204-210,共7页
根据等效思想,给出了裂缝性砂岩油藏等效渗透率张量和变形场等效力学参数的计算方法,建立了油藏渗流和变形的等效连续介质模型;通过分析渗透率与应变之间的耦合关系,得到了裂缝性砂岩油藏流固耦合渗流计算的数学模型,并给出了计算方法.... 根据等效思想,给出了裂缝性砂岩油藏等效渗透率张量和变形场等效力学参数的计算方法,建立了油藏渗流和变形的等效连续介质模型;通过分析渗透率与应变之间的耦合关系,得到了裂缝性砂岩油藏流固耦合渗流计算的数学模型,并给出了计算方法.实例应用验证了所建模型的正确性.研究成果对认识裂缝性砂岩油藏的渗流规律有重要意义. 展开更多
关键词 裂缝性砂岩油藏 流固耦合渗流 等效介质模型 渗透率张量
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改良黏土作为填埋场衬里土料的可行性研究
19
作者 陆海军 栾茂田 张金利 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期719-724,共6页
针对传统压实黏土衬里不能有效阻止渗滤液中重金属离子迁移的缺点,采用颗粒活性炭、酸活化膨润土两种吸附剂改良黏土衬里以达到提高其吸附能力的目的.通过室内平衡吸附试验,对黏土、3%或6%颗粒活性炭改良的黏土以及3%或6%酸活化... 针对传统压实黏土衬里不能有效阻止渗滤液中重金属离子迁移的缺点,采用颗粒活性炭、酸活化膨润土两种吸附剂改良黏土衬里以达到提高其吸附能力的目的.通过室内平衡吸附试验,对黏土、3%或6%颗粒活性炭改良的黏土以及3%或6%酸活化膨润土改良的黏土吸附重金属Cr(Ⅵ)的性质进行了观察.为了评价改良黏土作为填埋场衬里土料的可靠性,通过室内土工试验对衬里土料的体膨胀率、体缩率、渗透系数以及无侧限抗压强度等土力学参数进行了检测.吸附试验结果表明,经颗粒活性炭或酸活化膨润土改良的土料对Cr(Ⅵ)的吸附能力与黏土相比有了很大的提高,这说明改良方法是有效的.土工试验结果表明,在重型击实的条件下,所有衬里土料在一定含水率范围内均满足工程要求指标,即体缩率≤4%、渗透系数〈1×10^-7cm/s、无侧限抗压强度〉200kPa.因此,改良黏土在重型击实的条件下可以作为衬里的建造材料使用. 展开更多
关键词 填埋场衬里 吸附 体缩率 渗透系数 无侧限抗压强度
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群井开采条件下各向异性含水层渗流规律研究 被引量:1
20
作者 刘建军 裴桂红 《地下水》 2003年第1期3-5,共3页
根据有限差分方法 ,编制了承压含水层渗流模拟软件。对某水源地在群井开采情况下地下水渗流动态进行数值模拟。模拟结果显示 ,位于高渗区的井 ,压降漏斗较其它井大 ,压力下降快。当地层中存在裂隙时 ,平行裂隙方向压力下降比垂直裂隙方... 根据有限差分方法 ,编制了承压含水层渗流模拟软件。对某水源地在群井开采情况下地下水渗流动态进行数值模拟。模拟结果显示 ,位于高渗区的井 ,压降漏斗较其它井大 ,压力下降快。当地层中存在裂隙时 ,平行裂隙方向压力下降比垂直裂隙方向要快得多。抽水初期 ,地层压力下降很快 ,以后 ,压力下降逐渐变缓 ,位于低渗透区的井逐渐不能满足流量要求。因此做好地下水资源规划十分重要。 展开更多
关键词 承压含水层 渗流 数值模拟 群井开采
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