基于分形网络的人呼吸系统气体传输模型

基于呼吸系统的分形特性,提出了气体在人呼吸系统中传输的数值模拟模型.研究了人呼吸系统分形结构的传输特性.根据串联、并联网络原理和Darcy定律.建立了基于分形网络的呼吸系统等效渗透率计算模型.分形网络模型用于描述人呼吸系统气体传输的机理.采用数值方法分析了分形参数对等效渗透率的影响.研究表明:人呼吸系统的等效渗透率随着比例因子β的增加而增加,随着比例因子γ的增加而降低.推导出入呼吸系统的最优分叉数M=2.呼吸系统的优化分形结构使得系统的能量消耗最低.     

分形毛细管中Reiner-Philippoff非牛顿流体的有效渗透率研究

研究分形毛细管中Reiner-Philippoff(RP)非牛顿流体的渗流特性。考虑到弯曲毛细管的分形特性,给出了该流体在其中的流量、流速和有效渗透率的解析模型,此模型将RP流体的流动特性与分形毛细管的结构参数有机联系起来,由该模型可知,有效渗透率随着迂曲度分形维数的增大而减小,这为理解RP等非牛顿流体的流动提供便利。     

毛细压差影响下的未饱和多孔介质的相对渗透率

以未饱和多孔介质微观结构的分形特性为基础,建立了毛细压差影响下的相对渗透率的分形模型.结果表明:相对渗透率是一个关于饱和度、分形维度、流体特性和毛细压差的函数,并且该函数中无经验常数.并将以该模型为基础计算出的相对渗透率与现有的实验数据进行比较,结果吻合得比较好.     

幂律流体在裂缝介质中渗流特性的分形分析

非牛顿流体在多孔介质/裂缝介质中的输运特性已成为许多应用科学及工程技术领域的研究热门问题.本文基于分形理论和广义达西定律研究了幂律流体在裂缝岩石中流动特性,得到了幂律流体在裂缝介质中总流量和有效渗透率的分形解析表达式.研究结果表明,幂律流体有效渗透率是裂缝网络结构参数和幂指数的函数.该模型计算结果与已有的模拟实验数据相比较吻合较好,证实了本模型的有效性.     

随机分布树状分叉网络渗流特性的分形研究

基于Darcy定律和Hagen-Poiseuille方程,应用分形理论研究了母管直径分布具有分形分布的树状分叉网络的渗流特性,得到了具有随机分布的树状分叉网络渗透率的解析表达式.研究结果表明:通过具有随机分布的树状分叉网络的流量与压力梯度之间呈线性变化关系;其渗透率随分形维数Df和孔隙率的增加而增加,随长度比的增加而减小.     

单毛细管中Ellis流体的渗流特性分析

研究Ellis非牛顿流体在单毛细管中的流动特性。根据弯曲毛细管的分形特征,推导出Ellis流体在单毛细管中的流量、流速和有效渗透率的分形解析解,所得分形模型将Ellis流体的流动特性与毛细管的结构参数有机联系起来。     

单毛细管中卡森流体的分形分析

研究非牛顿流体类卡森流体在单毛细管中的流动特性。根据弯曲毛细管的分形特征,推导该流体在单毛细管中的流量、流速、启动压力梯度和有效渗透率的分形解析解,所得分形模型将卡森流体的流动特性与毛细管的结构参数有机联系起来。     

分形有机纳米毛细管中油的有效渗透率

为了高效开发页岩油藏,迫切需要了解油在有机纳米孔中的流动机理。考虑到弯曲毛细管的分形特征,结合分形理论建立了有机纳米毛细管中油的质量流量、平均流速以及有效渗透率的解析模型。基于该模型分析可知,随着迂曲度分形维数不断增大,有效渗透率不断减小,且随着毛细管半径不断减小,迂曲度分形维数对有效渗透率影响逐渐增大。有助于进一步理解油在有机纳米毛细管中的流动,为进一步研究页岩油藏多孔介质中油的流动特性打下良好的基础。     

GPS大地高转换为正常高的新方法

在对分形几何理论及应用分析和研究的基础上,考虑到似大地水准面是一个不规则的曲面,用传统的欧氏几何模型去拟合,必然会抹杀它的不规则变化．因此,本文率先提出并引入用分形插值曲面函数拟合高程异常,构建GPS大地高转换为正常高的新方法．本文论述了分形插值曲面的原理,分析了分形插值曲面的计算公式,讨论了分形插值曲面的维数估计方法和公式,用实际数据进行了分形插值曲面拟合高程异常的数值分析以及与二次多项式曲面拟合模型结果的比较．实例计算结果表明,分形插值曲面函数拟合高程异常的精度明显优于二次多项式曲面．     

基于分形网络模型的裂隙岩体渗流特性分析

基于分形网络模型提出了裂隙岩体渗透率参数估计方法。采用网格模板方法产生具有分形结构的岩体裂隙网。根据渗流网络的并联原理,建立了岩体裂隙网络等效渗透率计算方法。研究表明,岩体裂隙网络系统的等效渗透率随着裂隙分形比例因子和分级数目的增加而增加。裂隙岩体的等效渗透率能够采用分形网络方法进行解析预测。     

低渗气藏多层合采层间干扰系数的确定

对低渗气藏,为达到工业气流,常采用多层合采的方法。气藏多层合采层间干扰系数的计算,目前还没有合理的方法。根据气井多层合采物理模型,利用气井二项式产能公式及井筒压力计算模型建立了气井层间干扰系数的计算方法。实例计算了低渗气藏Y的16口气井的层间干扰系数,并进行了线性回归,得到气井层间干扰系数与层间跨度、测井KH差、生产压差的一个经验公式。利用该经验公式得到了低渗气藏Y的不同层的层间干扰系数,并采用面积加权平均,得到了Y气藏的干扰系数,得出Y气藏可多层合采的结论。该方法为低渗气藏开发方案的合理制定提供了重要依据。     

回归分析确定递减期气藏参数方法

确定气藏参数的方法常常是关井测压。然而,我国有许多气藏渗透率特别低,压力恢复所需的时间特别长,有时长达几个月。因此,有必要研究根据气井生产史确定气藏参数的方法,避免关井给生产带来的损失。在Fraim提出的适合低渗气藏图版拟合方法基础上,用回归分析,提出了根据生产史确定低渗气藏地层参数计算公式。应用它们无需进行人为图版拟合,就可以确定气藏的储量与气层其它参数。该方法编程容易,参数确定快速准确,且实际操作无需关井,特别适合关井压力恢复需很长时间的低渗气藏。     

强水驱油藏渗透率动态变化规律定量预测方法

南海西部海相砂岩油田大多已进入中高含水阶段，长期冲刷作用造成储层渗透率不断发生变化。针对岩芯驱替实验难以定量表征和预测水驱油藏开发过程中储层渗透率的动态变化问题，开展了水驱过程中储层渗透率动态变化规律研究。研究中优选面通量为表征油藏冲刷强度指标，通过对渗透率时变机理的分析，结合油藏开发过程中各生产井试井解释渗透率变化情况，推导出渗透率随面通量动态变化对数预测公式，进一步对关系式进行推广应用，扩大了对数关系式的适用性。最后，设计高倍驱替实验，验证渗透率和面通量对数关系的准确性和科学性，该对数关系式在南海西部高含水油田中后期调整挖潜研究中应用效果较好。     

低渗透油藏压降漏斗影响因素研究

压降漏斗对油井产量具有重要影响.一方面压降漏斗扩大了储层的生产压差,使得更多的储层储量被动用;另一方面压降漏斗在供给边缘附近下降很缓慢,而在井底附近变陡,说明流体从供给边缘到井底其能量大部分消耗在近井地带.而与常规油藏相比,低渗透油藏的压降面更陡,能量补充更为困难.在此背景下,提出了描述低渗透油藏压力分布的公式.通过油藏实例,系统分析了影响低渗透油藏压降漏斗的因素.     

低渗透油层注水开发的层间突进研究

低渗透油田层启动压力梯度注水开发应根据储层物性和油水前缘来合理划分层序 ,制定方案更为有效 .针对渗透油层的储层特性 ,利用低渗透储层的渗流理论 ,研究低渗油层注水开发层间突进 ,推导出适合低渗油层注水开发时水驱油的前缘公式 ,并利用推导的公式进行油田实例计算 .结果表明 ,在低渗透油田的开发计算中 ,须考虑低渗透油田储层特性的影响 ,否则会引起较大误差 .得出 ,当启动压力梯度越大时 ,考虑启动压力梯度算出的水驱前缘要远小于不考虑启动压力梯度算出的水驱前缘的结论 .由此给出油田合理开发层系     

低频谐振波作用下单相流体渗流模型研究

大功率低频谐振波对低渗特低渗油藏开发效果的促进作用已初步得到矿场验证;但振动波对于油藏单相渗流的定量化影响机制尚不明确。基于此,通过开展谐振波对岩心渗透率影响实验,回归得出低频谐振波条件下渗透率表达式;进而在岩石渗透率与孔隙度关系模型及已有渗流模型基础上,建立了低频谐振波条件下单相流体渗流力学模型;并进行了程序编制与实例计算。结果表明在岩石固有频率时,低频振动使得振源处渗透率增加最大;随着离振源距离的增加,渗透率增值变小并呈指数衰减;但仍可大范围改善地层单相渗透率,提高油藏开发效果。研究成果对大功率人工谐振波技术在油藏开发中的应用具有一定支撑推动作用。     

低渗透双重介质垂直裂缝井产能分析

针对低渗透双重介质地层进行水力压裂后形成的有限导流垂直裂缝,结合沃伦-鲁特模型,利用质量守恒和椭圆流法建立了低渗透双重介质油藏椭圆流数学模型,并应用拉普拉斯变换,求得了低渗透双重介质有限导流垂直裂缝井无因次产量表达式。运用Stefest数值反演,绘制了无因次产量随时间变化的双对数特征曲线图,对影响低渗透双重介质油藏有限导流垂直裂缝井井底压力动态的诸多影响因素进行了分析。分析结果表明,随着生产时间推移,启动压力梯度对产能影响越来越显著。     

低渗透油田水平井产能公式改进

在前人研究的基础上,对水平井的产能公式进行了分析。应用数理统计方法对低渗透油藏水平井产能公式进行了改进,使水平井的产能公式更加完善。将改进的公式应用到大庆外围低渗透油田。其计算结果与水平井实际的生产数据比较接近,对大庆外围低渗透油田水平井的设计具有一定的指导意义。     

考虑压力敏感效应和启动压力梯度的低渗透气藏水平井产能研究

低渗透气藏由于普遍具有低孔、低渗的特征,导致其气水渗流具有非线性特征和流态的多变形,进而储层流体的渗流不再遵循经典的达西定律。结合岩石本体有效应力相关理论,在前人的基础上,推导了低渗透气藏水平井产能公式,该公式综合考虑了压力敏感效应和启动压力梯度的影响,更加接近于实际气藏,更能准确的对低渗透气藏水平井产能进行评价。实例计算表明:在低渗透气藏水平井产能分析中,必须考虑压力敏感效应和启动压力梯度;且随着压力敏感系数和启动压力梯度的增大,水平井产量降低。水平井产能随着生产压差的增大而增大,但气井产能指数却是先快速上升,然后再缓慢降低。因此对于低渗透气井而言,存在一个生产压差的最优值。     

改进的低渗透带隔板底水油藏油井见水时间的预报式

底水油藏开发面临的核心问题是底水的锥进,准确的预测底水油藏油井的见水时间至关重要,它可为合理地制定油藏的开发方案提供依据。基于底水锥进和低渗透非达西渗流原理,考虑隔板下部底水锥进的垂向渗流方式和沿隔板的径向渗流方式,推导出低渗透带隔板的底水油藏油井见水时间的预测公式。对于低渗透带隔板的底水油藏,由于考虑了启动压力梯度和应力敏感等因素的影响,计算出的油井见水时间要比不考虑以上因素的值大。经鄂尔多斯盆地某油井的实际计算,预测的见水时间与实际见水时间较接近。该公式为准确预测此类油井的见水时间提供了借鉴和指导意义。