单井三维三相黑油模型的建立及自动历史拟合的实现

建立了一个柱坐标系下的三维三相单井黑油模型，通过隐式压力隐式饱和度（ＩＭＰＩＭＳ）方法对模型进行求解。获得了稳定的压力和饱和度计算结果。在此基础上，建立了一个带约束条件的非线性目标函数，运用最优化方法使目标函数达到最小，实现自动历史拟合，从而反求得各地层参数值。另外还对大港油田三口测试井的测试资料进行了自动历史拟合，求得了各自的地层参数值，同时将本文求得的地层参数值与美国ＳＳＩ软件解释结果及电测解     

单井黑油模型自动历史拟合的一种方法

提出了单井三维三相黑油模型自动历史拟合的一种方法。在此基础上,建立了一个带约束条件的非线性目标函数,应用本算法使目标函数达到最小,实现自动历史拟合,从而反求出地层各参数值,另外还对新疆百口泉井的测试资料进行了自动历史拟合,求得了各自地层参数值,同时将本文结果与地层参数电测解释结果进行了对比,证实了本算法求解的可靠性。     

运用历史拟合方法解释油井试井资料和确定地层参数

本文提供一种新的方法,即历史拟合的方法来反求地层参数和处理试井数据。把待定的地层参数作为控制变量来看待,当计算机模型上自动调节所得的地层参数值能使理论曲线与实测曲线达到最佳匹配时,此时的控制变量(如渗透率、窜流系数、弹性系数等)的数值就认为是地层的实际参数值。本文提供了求解试井问题的基本公式和算法,并结合算例对单一介质和双重介质系统运用微扰动和自动拟合方法作出了具体结果。这些初步结果表明,把试井问题作为一个可控系统的参数辨识问题来对待,可以运用已成熟的自控理论和最优化方法,较准确而有效地进行试井资料解释。     

响应面法和BFGS算法在试井分析中的应用

试井分析是利用关井所测的井底压力随时间变化的资料来分析地层和井筒参数,是一个典型的反问题.基于响应面法提出了一种新的参数自动反求的数值试井解释方法.选定不确定参数及其范围,确定试算算例,然后利用拟合方法得到多项式逼近函数,即构造响应面模型.利用响应面模型构建计算值与实际观测值偏差的目标函数,再利用BFGS算法以及拉丁超立方抽样搜索目标函数的最小值,得到不确定参数值.算例表明该方法能有效地对井底压力以及压力导数进行拟合,因而具有很好的应用前景.     

基于四维变分的油藏数模自动历史拟合方法

应用基于最优控制理论的四维变分资料同化方法,将油藏初始参数场和历史拟合时间段内的动态资料作为约束条件,将历史拟合过程转化为非线性规划中求解定义在多维空间的最优化问题,采用Levenberg-Marquardt优化算法求解目标函数极小值,从而建立基于四维变分资料同化的油藏自动历史拟合模型。将某小断块油藏渗透率和油水相渗曲线作为被估参数,自动拟合油藏产油量和含水率历史数据。结果表明:应用四维变分资料同化方法进行油藏数模自动历史拟合是可行的,可大幅提高历史拟合的效率。     

新型油气两相有限体积IMPES数值试井模型算法

在油气两相流数值试井中对数值模型求解常用的线性化方法为IMPES方法(隐压显饱法),该方法由于显式求解饱和度,导致计算稳定性差,对时间步长要求较高,实际应用效果不好。采用一种新型的有限体积IMPES方法,考虑基于物质平衡原理,建立压力与油相饱和度关系,在隐式求解压力的基础上,利用压力和饱和度的关系求解油相饱和度,最后迭代计算出所有时刻的油气两相的压力及油气饱和度变化。通过与常规IMPES的计算结果对比可知,该方法的稳定性较好,并且计算简单,可以采用大步长,计算速度快,结果可靠,为两相流数值试井提供了一种可靠、便捷的求解方法。     

油田开发后期试井技术应用

为解决油田开发后期试井技术所面临的问题,对非均质油藏多相流试井技术进行了研究,建立了一套利用试井及其他动静态资料,确定油藏非均质性质的流线数值试井解释方法,该方法首先根据油藏描述成果,建立预研究区域的地质模型和生产阶段的数学模型,用流线方法求解模型并进行生产指标拟合,得到测试时刻的压力分布、饱和度分布和流线分布等。再沿流线建立测试阶段的数学模型,求解后得到理论压力响应,对实测资料和理论压力响应进行多参数自动拟合解释,得到井和地层参数,包括渗透率分布、含油饱和度分布、井筒储存系数、表皮系数等。该技术已在胜坨、孤东、孤岛等油田进行了广泛的应用,并取得了较好的应用效果。     

一维井地电位模型建立与求解

井地电位法是研究水驱前缘以及剩余油分布较为实用的方法。首先建立一维油水两相渗流方程,基于电位与含水饱和度模型将渗流方程与电位微分方程相耦合,形成一维井地电位模型。对模型采用有限差分法,隐式求压力,显式求饱和度,再利用含水饱和度与电导率的关系,建立形成电位微分方程,隐式求电位;在此基础上建立计算机求解模型。对一维水驱油过程进行模拟计算,通过数值求解,模拟水驱油的完整过程,得到电位分布与含水饱和度变化的相关关系。该方法为井地电位法后期反演油水分布提供理论支持。     

利用饱和-非饱和渗流模型计算坝体自由面渗流

建立了一种饱和-非饱和渗流模型求解坝体自由面渗流．该模型将坝体渗流场的饱和区、毛细区、壤水区表述成统一的非线性抛物型方程形式,通过计算近似间断的饱和度函数自动捕获渗流自由面(浸润面)．采用空间有限元离散、隐式时间方法求解描述饱和-非饱和渗流场非线性抛物型方程,对复杂坝体自由面渗流的求解精度高、计算方便．利用该方法对辽宁清河发电厂曹家沟灰场灰坝进行了三维数值计算,计算结果与实测及水-电比拟实验结果比较表明,计算结果是可靠的．     

泵抽式电缆地层测试渗透率实时解释新方法

在对海上油田进行油气资源评价时,使用泵抽式电缆地层测试能快速获得储层的渗透率,节约大量的测试成本,降低作业风险.从渗流力学的基础理论出发,在充分考虑测试流量非稳定性和地层渗透率非均质性的前提下,建立了非稳态非均质球形流渗透率解释模型,并开发出基于渗透率正演压力原理的试井数值计算方法,能够提高电缆地层测试渗透率解释结果的可靠性和计算精度,同时满足现场在线解释的实时性要求.研究成果在一种新型泵抽式电缆地层测试器(ERCT)的测试资料解释中得到了验证.     

一维水平自发渗吸无因次模型及其数值解

对影响渗吸特征的油藏参数进行归整, 导出考虑毛细管回压的一维自发渗吸问题无因次模型。该模型选取水相归一化饱和度和无量纲压力作为主未知变量, 毛管压力函数只在模型的一个偏微分方程中出现, 便于数值求解。在求解该模型的全隐式守恒型差分格式中, 对两邻点间饱和度函数取平均饱和度下的值, 就可以得到该问题的数值解。通过对幂律型相对渗透率和毛管压力曲线情形下此模型数值解的讨论, 指出前人关于一维不可压自发渗吸问题解析解所用的假设条件只对纯逆向渗吸有一定的适用性。通过多个同逆并发渗吸算例, 得到油藏参数变化对渗吸动态特征影响的初步认识。     

蒸汽吞吐井生产能力的预测及其生产方式的确定

本文论述了预测蒸汽吞吐并各生产阶段的油井生产能力、选择生产方式和确定合理的工作制度的方法。生产能力预测计算中考虑了厚油层中的蒸汽超复现象、油水粘度随温度的变化及油水渗透率随温度和饱和度的变化。用这种方法可以预测各生产阶段的平均地层压力、平均地层温度及相应的生产能力。在预测生产能力的基础上,采用油井生产系统的节点分析方法,预测自喷期油井生产动态和转抽时机,并做出抽油参数设计和各阶段不同抽汲参数下的生产动态的预测,以选择各生产阶段油井的合理工作制度。文中给出计算实例。     

井间示踪剂测试的数值模拟方法

根据油田实际情况，建立了三维两相（油、水）四组分（油、水、分配性及非分配性示踪剂）的数学模型，并编制成计算机软件．通过对示踪剂产出曲线的数值分析，得到地层中任意时刻的压力及剩余油饱和度分布，进而可对油藏进行精细描述．现场应用实例表明，用数值模拟方法求出的地层参数的精度较为可靠．     

基于多目标粒子群算法的矩形微通道结构优化

为提升矩形微通道的综合性能,通过多目标粒子群算法对矩形微通道进行数值优化,由响应曲面法拟合热阻函数,再以热阻与压降为目标函数,建立以矩形微通道结构参数为变量的多 目标粒子群算法的数学模型.由多 目标粒子群算法计算得到热阻与压降的pareto优化解集,用K-mean聚类法对优化解集进行聚类得到4个代表解,与未优化解进行对...     

储层毛管压力曲线构造方法及其应用

为了连续获取储层毛管压力曲线评价储层孔隙结构,针对储层毛管压力资料非常有限这一问题,以169块不同类型的岩芯压汞资料分析为基础,提出了利用常规孔隙度、渗透率等参数构造毛管压力曲线的新方法,并建立了毛管压力曲线的构造模型。通过与实际岩芯压汞毛管压力曲线的对比,验证了构造模型的准确性,并提出优选综合物性指数模型来连续构造毛管压力曲线。将该毛管压力曲线应用于实际储层评价中以求取平均毛管半径、最大毛管半径和储层含水饱和度等地层参数以及评价储层的孔隙结构,与岩芯分析结果以及油田现场利用测井模型解释获取结果对比表明,新模型计算的结果是真实可靠的。     

缝洞型油藏三重介质数值试井模型影响因素

通过对缝洞型油藏三重介质数值试井模型进行数值求解,分析了各个模型参数对试井曲线的敏感性,确立了数值试井模型的参数体系。这些参数直接对应着油藏渗透性、缝洞大小、长度等物理量,更直观具体。不同的参数对曲线的影响方式不同：原始地层压力和裂缝渗透率影响压力恢复曲线的位置分布,表皮系数、井筒储集系数主要影响早期的曲线形状,基质渗透率等其他参数的影响则反映在曲线上的两个拐弯处,这些结论在曲线拟合求参时具有重要的参考价值。     

油气藏能量方程与一种新的配产理论初探

从能量守恒入手,运用热力学第一定律定量考察了油气藏开采过程中的能量转化问题,推导出了适合于多井开采情形下的油气藏能量方程。根据油气藏能量方程的微分结构,提出将“在满足总油气产量要求的情况下,使人工补充能量和油藏自身天然能量的剩余减少得最慢,或者说使这些能量随时间的变化率达到最小”作为优化配产的目标,并把所获得的油气藏能量方程应用于配产问题,建立了新的数学模型。利用拉格朗日求极值方法,求解数学模型,得到简捷结果,并将这一结果概括为“均能开采”以指导在多井之间的配产实践。为优化配产提供了新途径。     

岩体力学参数反演的代理蜜獾优化方法

针对复杂地下工程岩体力学参数反演时因大量调用数值计算模型导致计算耗时大的问题,提出一种新的仿生优化代理反演方法,即蜜獾优化算法-高斯过程回归-三维快速拉格朗日数值计算(honey badger algorithm-Gaussian process regression-FLAC^3D,HBA-GPR-FLAC^3D)方法。该方法将围岩的实测位移与数值计算结果间的误差作为目标函数,将岩体力学参数作为优化变量,利用全局寻优性能优异的HBA搜索目标函数全局极小值,并采用牛顿优化算法进行当前最优算子邻域的局部寻优,局部寻优中采用GPR代理模型而非基于FLAC^3D计算所构建的目标函数作为算子适应度评价工具。研究表明,与基于单纯仿生优化算法的反演方法相比,在达到相同计算精度条件下,所提出方法的数值模型调用次数显著降低,适用于单次数值计算较为耗时的复杂地下工程岩体力学参数快速识别。     

管道纺纱主要工艺参数的优化

管道纺纱是一种新研究出来的自由端纺纱方法,要能实际纺纱还必须合理地选择其工艺参数.本文分析了影响管道纺纱的主要工艺参数.采用二次旋转组合设计方法,通过实验,建立了主要工艺参数与成纱强力的数学模型,确定了相应的约束条件.并采用惩罚函数法进行优化计算,求得最佳工艺条件.再根据优化计算出来的工艺条件,在管道纺纱单头试验机上实际纺制28tex纯棉纱.不仅能稳定地纺纱,而且其纱强力与优化计算结果基本一致.