刘继山
- 作品数：11 被引量：124H指数：7
- 供职机构：西澳大利亚大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金教育部留学回国人员科研启动基金更多>>
- 相关领域：理学建筑科学天文地球环境科学与工程更多>>
- 渗流-化学溶解耦合作用下岩石单裂隙渗透特性研究被引量：28
- 2010年
- 为揭示在渗流-化学溶解耦合作用下单裂隙渗透特性的变化规律,建立了描述二维渗流-化学溶解耦合作用的偏微分方程组,并利用COMSOL Multiphysics软件成功地求解该方程组。首先,模拟了文献[1]中的盐岩渗流-溶解耦合渗流试验结果,数值模拟结果与试验结果较为吻合,验证了数学模型的正确性和有效性。然后,利用分形理论生成了一个粗糙的裂隙面数字模型,着重分析了二维石灰岩粗糙裂隙面在水流、矿物溶解和输运过程中其渗透特性的变化规律。数值分析显示,(1)溶质浓度对裂隙面的溶解具有非常重要的作用,从而水流进口端的溶解厚度比出口端大得多。(2)裂隙的整体渗透性在初始时刻增加较慢,随着裂隙开度的增大和贯通,溶解速度会逐渐增大,是一个加速的过程。
- 速宝玉张文捷盛金昌许孝臣詹美礼刘继山
- 关键词：岩石裂隙数值模拟
- 页岩钻孔过程中的流固热化学耦合模型被引量：8
- 2009年
- 页岩具有复杂的物理化学特性,在页岩中钻井将导致页岩和钻井液之间产生复杂的物理化学耦合作用(如:液体、离子、热等的传输扩散、热渗作用、电渗作用、化学渗滤作用、离子交换、膨胀压力的产生等),这将深刻地改变井壁围岩的孔隙压力和应力的分布,从而影响井壁稳定性。该文将在有关文献的基础上,针对具有化学活性的页岩,首先提出一组瞬态的流、固、热、化学四场耦合方程组(包括固体变形、能量传输、流体流动、溶质离子扩散等四个相互耦合过程)试图来考虑它们之间复杂的物理化学耦合关系;然后以COMSOL(基于偏微分方程组的多物理过程模拟工具)作为平台,着重分析钻井过程中的流固热化学耦合作用过程,讨论井壁温度发生突然降低、钻井液与岩层液体之间存在离子浓度差的条件下,井壁附近围岩的孔隙水压力、应力、温度、溶质离子浓度的变化过程,为井壁稳定分析提出更为准确的应力分布。计算结果反映了热-化学耦合作用对井壁围岩应力有重要影响。
- 盛金昌刘继山许孝臣詹美礼
- 关键词：岩石力学钻井数值模拟
- 基于数字图像的岩石非均匀性表征技术在流固耦合分析中的应用被引量：16
- 2006年
- 岩石的非均匀性对于其破裂及渗流过程具有显著的影响。本文提出了用数字图像处理技术表征岩石非均匀性的基本方法,并通过把该技术实施到岩石破裂过程分析程序RFPA中,来模拟非均匀岩石在外载荷和渗流耦合作用下发生破裂的整个过程。结果表明,基于数字图像的技术是表征岩石细观非均匀性的一种有效方法,为研究非均匀性对于岩石破裂过程及渗流特性的影响提供了一个重要的手段。
- 朱万成康玉梅杨天鸿李占海刘继山
- 关键词：岩石非均匀性数值模拟
- 2000m超深煤系储层力学及声发射特征的围压效应被引量：5
- 2021年
- 为了研究深部煤系储层物性差异演化,对2 000 m深煤系储层岩体开展单轴、三轴压缩测试及声发射监测,定量分析煤系储层力学参数和声发射特征的围压效应。研究结果表明:尽管煤系储层峰值强度受天然裂缝影响离散性较大,但仍随围压变化表现出很强正向相关性;煤系储层弹性模量随围压的增长程度极为缓慢,当围压从0 MPa升高到50 MPa时,平均弹性模量仅增加2 GPa,且随着围压的升高,模量离散性逐渐降低;煤系储层在高围压下声发射平静期比低围压时的声发射平静期明显增加,说明围压对于煤系储层岩体的裂纹扩展与破坏有抑制作用;随着围压的增加,声发射累计计数与累积释放能量均增加,高振幅事件明显减少,较小振幅事件贯穿于整个岩样的变形破坏过程中;抛物线摩尔库仑强度准则更适用于描述高围压下煤系储层峰值强度变化规律。研究结果可为深部煤系储层煤层气开采和压裂提供理论指导。
- 郝宪杰刘继山刘继山陈泽宇靳多祥潘光耀张谦
- 关键词：围压效应力学性质声发射
- 基于FEMLAB的钻井过程中流固热耦合响应分析被引量：12
- 2008年
- 在石油开采等行业中,钻井过程中的渗流-变形-温度多场耦合作用非常复杂,它对井壁稳定分析具有重要意义。该文将在有关文献的基础上,首先建立一组饱和多孔岩体介质瞬态的流、固、热三场耦合方程组(其中包括固体变形、能量传输、流体流动三个相互耦合的过程,多物理场之间的交叉耦合还包括材料性质与独立变量之间的耦合关系);然后给出了该方程组在FEMLAB软件(基于偏微分方程组的多物理过程模拟工具)中的详细数学表达;最后以FEMLAB作为平台,着重分析了钻井过程中的流固热耦合作用过程,讨论了井壁温度发生突然降低后,井壁附近围岩的孔隙水压力、温度、应力的变化过程,为井壁稳定分析提出更为准确的应力分布。计算结果反映了耦合作用对井壁围岩应力的重要影响。该文的计算结果与解析解进行了比较,结果非常吻合,证明了耦合模型及求解方法的正确性。
- 盛金昌廖秋林刘继山速宝玉
- 关键词：岩石力学钻井数值模拟
- 图像数字化技术在多场耦合分析中的应用
- 人们多引用统计学随机抽样方法来描述岩石的非均质性。本文引入图像数字化技术来客观地反映岩石的结构分布,并将其转化成物理参数(渗透系数、弹性模量等)的分布图,然后将它和数值方法相结合, 应用于裂隙化岩石流固热多场耦合分析中。...
- 盛金昌朱万成刘继山
- 关键词：裂隙岩石
- 文献传递
- 煤层处置CO_2的二元气-固耦合数值模拟被引量：22
- 2009年
- 利用不可开采煤层处置二氧化碳可以有效控制温室气体的排放量并可驱动和增加煤层气资源的开采量。二氧化碳注入煤层处置后引入一个复杂的CH4-CO2二元气体与煤体的气固耦合问题,耦合了二元气体竞争吸附、竞争扩散,气体渗流以及煤体变形过程。基于COMSOLMultiphysics建立了二元气固耦合的有限元数值模型,并应用数值模拟实验对二元气固耦合进行了机理分析。模拟结果表明,CO2注入煤层后不断驱替CH4,CH4组分明显减少;气体吸附引起的煤层膨胀量可以抵消部分有效应力引起的压缩变形,由于CH4-CO2二元气体较单一CH4引起的煤层吸附膨胀量大,二氧化碳注入煤层后可以缓解煤层的压缩变形;不同孔隙压力条件下,吸附膨胀与孔隙压力两者竞争作用引起的煤层净变形不同,而净变形也控制着煤层孔隙压力和渗流率的变化,煤层渗透整体呈现先降后升,模拟进行到4.66×107s时煤层渗透率发生反弹。
- 冯启言周来陈中伟刘继山
- 关键词：二氧化碳甲烷地质处置数值模拟
- 基于图像数字化技术的裂隙岩石多场耦合分析被引量：10
- 2007年
- 引入图像数字化技术来客观地反映裂隙化岩石的非均质性结构分布,并将其转化成物理参数(渗透系数、弹性模量等)的分布图,然后将它和数值方法相结合,应用于裂隙化岩石流固热多场耦合分析中。首先需要获得高清晰度的裂隙岩石数字图像,岩石中不同的结构对应不同的归一化特征值I值(图像像素颜色的特征值),通过I值与材料参数之间的一一对应关系就可以得到岩石中不同结构材料物理参数的真实分布。将物理参数分布输入到我们开发的基于MATLAB和FEMLAB的岩石多场耦合分析程序中,就可以得到真实地反映裂隙岩石的多场耦合作用过程。数值分析结果表明:图像数字化技术与数值方法相结合是可行且有效的,其结果更能反映真实的物理现象。
- 盛金昌刘继山速宝玉
- 关键词：岩石力学裂隙岩石
- 钻孔过程中的流固热耦合作用数值分析
- 钻孔过程中的渗流-变形-温度多场耦合作用非常复杂,它对井壁稳定分析具有重要意义。目前对于这一问题的研究已有一些研究成果,但复杂条件下的数值解答成果还不是很丰富。本文将在有关文献的基础上,首先建立一组饱和多孔岩体介质瞬态的...
- 盛金昌廖秋林刘继山速宝玉
- 关键词：岩石力学钻井数值模拟
- 文献传递
- 煤层处置CO2的二元气-固耦合数值模拟
- 二氧化碳注入煤层处置后引入的是个复杂的CH-CO二元气体与煤体的气固耦合问题,耦合了二元气体竞争吸附、竞争扩散,气体渗流以及煤体变形过程。基于COMSOL Multiphysics建立了二元气固耦合的有限元数值模型,并应...
- 冯启言周来陈中伟刘继山
- 关键词：二氧化碳甲烷地质处置数值模拟
- 文献传递
