无相间物质传递化学驱浓度方程算子分裂隐式解法

为了改进化学驱数学模型 U TCHEM显式求解浓度方程计算速度慢、计算结果精度低的缺点 ,研究了隐式求解组份浓度方程的方法。根据具有无相间物质传递关系的化学驱油藏流体渗流过程满足的相行为 ,推导出了化学驱数学模型 UTCHEM物质守恒方程的等价形式 :饱和度方程和组份浓度方程。利用算子分裂技术将组份浓度方程分裂为扩散方程和对流方程 ,隐式交替求解对流方程和扩散方程得到组份浓度方程的隐式解。扩散方程采用隐式局部一维格式差分离散 ,利用追赶法求解 ;对流方程选用了隐式迎风格式差分 ,并且结合油藏模拟问题的流场是有势场的特点 ,实现了对流方程隐式差分显式求解。所建立的隐式求解浓度方程的方法提高了计算精度 ,可以加大计算时间步长 ,加快计算速度。     

二元复合驱数值模拟隐格式和应用

研究化学采油中聚合物-表面活性剂二元复合驱数值模拟问题。数学模型包含压力方程、组分浓度方程以及基于水相组分浓度方程形成的水相饱和度方程。提出了一种隐式顺序解法。先隐式求解压力方程,再隐式求解水相饱和度方程, 最后隐式求解组分浓度方程; 通过聚合物驱和二元复合驱模拟,对该隐式算法与传统的隐式压力-显式浓度算法进行了比较。 该隐式算法稳定性好,提高计算效率大约30％。     

裂缝性油藏二氧化碳驱的多组分数值计算模型

对于预测油藏二氧化碳驱的效果,黑油模型不再适用,必须采用组分模型。研究了裂缝性油藏二氧化碳驱的
三相多组分数值计算模型,给出了相关的计算方法和公式。采用多重连续介质理论来模拟裂缝性油藏中的输运过程,
每个组分的质量传输包括传导和扩散过程。多相流体的流动采用Darcy 定律来描述;组分的扩散采用Fick 定律来描
述。二氧化碳在岩石颗粒上的吸附及油相重组分在岩石骨架上的沉淀采用非线性等温吸附来描述。用串状毛管模型
来考虑沥青质沉积对储层渗透率的影响。采用积分差分法对各组分的质量守恒方程进行空间离散,并按全隐式格式
通过Newton 迭代法进行求解。根据Soave-Redlich-Kwong 状态方程计算流体的物性。对于油–水–气（二氧化碳）三
相的相平衡计算,分别给出了平衡常数法、闪蒸计算法和最小Gibbs 自由能法的计算公式。     

基于非线性规划的油藏物质平衡计算

物质平衡方程是解释和预测油藏动态的基本方法之一,求解物质平衡也就成了油藏工程师面临的实际问题。
现有油藏物质平衡计算往往借助于成熟商业软件来完成,其计算成本较高,而传统的物质平衡计算进行线性化处理后
常需多次手工试算,计算效率较低。把油藏基本参数作为决策变量,并把物质平衡计算描述为一非线性规划问题,对
这一问题进行规划求解,则可以在已知少数实测油藏压力以及生产数据的情况下,自动求得较准确的油藏基本参数、
水体平均压力变化情况及水侵动态。与前人研究对比后发现,该方法可操作性强,计算结果可靠。     

特高含水期非均质油层动用状况评价方法

特高含水期水驱油藏层间、井间动用程度差异大,需要通过注采系统调整与结构调整等挖潜措施提高薄差油
层的动用程度。基于采收率与波及系数、驱油效率的关系式,引入了驱油效率系数这一概念,用于描述多层非均质油
藏的动用状况,并建立了多层非均质油藏小层驱油效率系数与采收率的关系式,结合数值模拟结果,计算了每个小层
的驱油效率系数。通过分析压裂、堵水、细分注水等结构调整措施前后的驱油效率系数累积分布曲线形态、驱油效率
系数平均值与变异程度的变化,反映油层间动用程度的差异及高低。结果表明,措施后驱油效率系数累积分布曲线向
右偏移、斜率变大、驱油效率系数的变异程度变小、平均值变大,说明非均质油层的动用程度和动用不均匀状况得到明
显改善,实现了对油层动用程度的定量分析。为特高含水期非均质油层动用状况评价提供了一种新方法和理论依据。     

层间非均质砾岩油藏水驱油模拟实验

针对砾岩油藏层间非均质性强,开采过程中层间矛盾突出,剖面动用差异大,油藏整体采收率低的特点,以新
疆油田七区克上组砾岩油藏为例,开展了不同非均质程度模型恒压水驱油实验。结果表明：同一组并联水驱油实验
中,渗透率越高的岩芯越先启动,含水率上升越快,无水采收率越低,驱油效率越高;层间渗透率级差越大模型驱油效
率越低,与高渗岩芯相对渗透率级差大于8 的岩芯并联驱替不能启动;粗砂岩和含砾粗砂岩等单模态或双模态孔隙结
构岩芯驱油效率较高,砂砾岩和砾岩等复模态孔隙结构岩芯驱油效率较低;增大并联模型驱替压差后中低渗岩芯驱油
效率增大,含水率上升速度加快。     

非均质储层纳微米聚合物颗粒体系驱油实验研究

为了深入揭示低渗透储层非均质性对聚合物颗粒分散体系驱油效果的影响,采用平板填砂模型和岩芯串、并
联组合实验技术,对纳微米聚合物颗粒分散体系进行了非均质驱油实验研究,并分析了纵向、横向非均质性和渗透率
级差对驱油效果的影响。平板填砂模型模拟实验结果表明,聚合物颗粒分散体系对改善储层纵向非均质性效果更明
显,在纵向非均质模型中提高的采收率比横向非均质模型高9.83%。岩芯组合模拟实验结果表明,随着渗透率级差增
加,聚合物颗粒分散体系提高串、并联岩芯组合模型的采收率均逐渐增大,在相近渗透率级差变化情况下,聚合物分散
体系提高串联岩芯组合模型的采收率增幅为6.65%,而提高并联岩芯组合模型的采收率增幅为9.48%;渗透率级差越
大,高、低渗岩芯的分流量相差越大,聚合物颗粒分散体系调驱后,高渗岩芯的分流量降低,低渗岩芯的分流量增大。     

用流线方法模拟碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱

建立了实用的碱 /表面活性剂 /聚合物三元复合驱数学模型 ,在力求模型简化的同时 ,较为全面地考虑了驱替过程的主要渗流机理 (如界面张力变化、粘度变化、吸附等 )。模型忽略了微乳相的形成 ,适用于低 pH值三元复合驱体系。用流线方法求解该模型 ,在结合边界元方法确定复杂边界条件下稳态渗流场流线分布的基础上 ,对流管内的一维渗流问题求解。应用显式全变差递减 (TVD)法求解饱和度方程 ;求解浓度方程过程中 ,采用Crank Nicolson差分格式进行空间项离散 ,对时间项变量进行了拟线性处理 ,保证了计算的稳定性。新建模型具有输入参数较少、计算快捷的优点 ,并适用于任意形状边界条件下各种井网配置的复合驱驱替动态计算问题。与化学驱软件UTCHEM的计算结果对比 ,证实该模型计算结果可靠、计算速度快、稳定性强 ,具有较强的实用性     

封闭油藏注水开发阶段注采比计算新方法

目前的阶段注采比计算方法只考虑了地层压力或含水率等单个因素的影响,而实际开发中,注采比的大小受
油藏压力、含水率、累积水油比等多因素的影响。针对这一问题,利用累积注水量与累积产油量的半对数关系式,结合
封闭油藏物质平衡方程,推导了阶段注采比与累积产油量、地层压力和含水率的关系式。再利用累积产油量与含水饱
和度的关系式、两种不同相对渗透率与含水饱和度的关系式,推导了两种阶段注采比的计算关系式。最后,实例计算
结果表明：研究的计算方法可用于封闭油藏注水开发的阶段注采比计算与预测。     

基于等效电路模型的频变互连线网络并行仿真技术 

摘要：
针对超大规模集成电路中复杂互连线网络的快速仿真需求,提出并实现了含频变分布参数互连线网络的并行仿真技术.建立频变互连线的等效传输线模型,并借助多端口等效模型将互连线部分与其他电路单元相分离,实现互连线仿真的并行化.互连线采用时域有限差分方法求解,而除去互连线的其他电路则在集成电路模型程序（SPICE）中进行仿真,两者在同一时间步内交换数据.基于该技术开发出并行仿真软件FdSPICE.数值实验证明,该软件计算精度较高,可有效提高复杂互连线网络的仿真效率.

关键词：
互连线; 频变参数; 并行仿真; 时域有限差分

中图分类号： TN 47
文献标志码： A

 XIE De fu,TANG Min,MA Li zhuang,MAO Jun fa


Abstract：     

黏弹性聚合物驱油藏渗流规律及试井模型探讨

实验测定了不同浓度下高分子聚丙烯酰胺溶液在岩芯和流变仪中的流变性,证实了其在多孔介质中流动时存 在“弹性”,且在中等剪切速率范围内（0.1～100.0 s−1）符合非牛顿幂律渗流模式。基于实验取得的认识,利用黏弹性本 构方程表征聚合物溶液有效黏度,建立了黏弹性聚合物驱油藏的不稳定渗流数学模型,利用有限差分方法求得数值 解,研制了相应的无因次试井图版,并对实测试井资料进行了拟合解释,探讨了弹性对聚合物驱油藏试井曲线形态的 影响。研究表明,弹性虽然会造成近井地层压力大幅上升,但几乎不改变试井曲线形态。因而,在黏弹性聚合物驱油 藏试井分析中,可以忽略弹性的影响,应用非牛顿幂律试井模型求取解释参数。     

聚/表二元体系配制用水水质优化研究

聚/表二元体系配制用水的水质对体系性能有明显的影响,目前国内对该方面研究较少。以聚丙烯酰胺
HTPW – 112（离子聚合物）和表面活性剂DWS – 3（非离子型）配制的聚/表二元体系为例,利用大量的室内实验,逐一评
价矿化度、铁离子含量以及细菌等水质指标对聚/表二元体系黏度的影响,为相似油藏的配聚用水水质优化方法提供
思路。实验表明,当Na+ 含量超过3 900 mg/L 时聚表二元体系黏度上升,对二元体系具有一定的盐增稠性能。单一
Mg2+、Ca2+ 含量大于500 mg/L 体系黏度下降趋势增强,且Mg2+ 的影响程度略强于Ca2+。Fe2+ 含量超过5 mg/L,二元
体系黏度开始大幅降低。SRB 超过5 个/mL、TGB 超过100 个/mL、FB 超过100 个/mL 会使聚表二元体系溶液黏度大
幅降低,细菌的代谢产物是造成黏度降低的重要因素。     

超支化缔合聚合物的制备及驱油性能

针对油田用聚合物的分子主链是线性结构,其耐温抗盐及抗剪切性能不理想,开展了新型聚合物的制备及
性能研究。制备了超支化水溶性缔合聚合物（HPAPAM）,结构经红外光谱（IR）和核磁共振氢谱（1H NMR）表征证实。
HPAPAM 在极稀释浓度区,分子内缔合明显,表观黏度低,随着浓度的增加,分子内缔合逐步转为分子间缔合,增黏性
能提高。与一般缔合聚合物相比,HPAPAM 在吴茵搅拌器（5 档,67 s−1）剪切1 min 后的黏度最终恢复率达95%;受大
分子的超支化效应的影响,HPAPAM 在整个剪切速率范围内表现出幂律流体性质。超支化的分子结构增强分子间的
缔合能力,在总矿化度62 000 mg/L,75,80 ?C条件下老化60 d 的黏度保留率分别为89% 和60%。岩芯驱替实验表明
水驱至含水率98% 后,与原油黏度相当的0.5 PV 聚合物段塞及后续水驱提高17.5% 的原油采收率。研究为油田用新
型聚合物提供了新的认识和选择。     

基于响应面法的海上油藏注气参数设计方法

针对海上低渗油藏注气方案设计受平台环境、油藏特征和工艺条件等众多因素影响而复杂烦琐的问题,将响
应面方法引入水气交替驱方案的设计中。在确定了少量但具有代表性的气驱方案的基础上,通过对其结果的统计分
析,形成了采收率指标与注气时机、水气比、周期注入段塞3 个因素之间的预测模型与响应曲面,并在此基础上开展了
注气参数优化设计。通过该方法可以对研究范围内的气驱方案进行高效地设计、预测和优化,简洁、直观地确定最佳
气驱方案,科学、高效地实现设计目标,提高了海上低渗油藏气驱设计工作的效率和质量。     

数值模拟黏弹性聚合物溶液在突扩收缩孔道中的流动特征

三次采油技术的实践表明,聚合物驱技术既能扩大波及系数,又能提高驱油效率.为了从理论上清楚地认识黏弹性聚合物溶液的微观渗流特征,提出了用同位有限体积法对黏弹性聚合物溶液在简化油藏微观孔道模型中的流动特征进行数值模拟,建立了黏弹性聚合物溶液在突扩收缩流道内流动的数学模型,利用有限体积方法对数学模型进行离散求解,得到了流函数...     

基于储层构型的流动单元划分及对开发的影响

三角洲沉积储层非均质性强,储层内部渗流特征复杂,制约油藏高效开发。以南湖油田E1 f 43 油藏为例,采用
基于储层构型的渗流屏障识别技术及基于多参数聚类分析和逐步判别的流动单元划分方法,结合开发动态资料,开展
了渗流屏障分布规律和储层流动单元发育特征研究,分析了不同类型流动单元组合模式的连通关系,总结了渗流屏障
和渗流差异对开发的影响。结果表明：（1）研究区发育连片状和条带状2 种储层砂体类型,其中,条带状储层因注采井
砂体分别存在于砂体和渗流屏障内而产生注水不受效,剩余油富集;（2）研究区发育5 类流动单元,以II～III 类为主;
（3）储层连通砂体内部存在5 种不同的流动单元组合模式,不同模式下的储层砂体连通关系存在差异,连通砂体内不
同流动单元间形成渗流差异界面,使连通体内形成弱连通或差连通关系,制约油藏开发,造成剩余油大量富集。     

扇三角洲水下分流河道砂体注采井网优化

高含水老油田经过长期注水开发,油水关系分布进一步复杂化,随着油气藏开发的不断深入,剩余油分布越
来越分散,相关地质研究越来越细。剩余油分布不但受储层物性、砂体分布、构造的影响,同时也受注采井网与砂体配
置关系的影响,因此注采井网与砂体如何进行配置的研究成为老油田进一步提高采收率的关键因素之一。以冀东高
深南某断块为例,建立了扇三角洲前缘砂体地质模型,在搞清扇三角洲前缘水下分流河道的基础上,应用数值模拟研
究了水下分流河道砂体与储层物源方向对注采井网、井位的影响,提出了扇三角洲前缘水下分流河道储层类型的注采
井网部署优化方案。     

热水对超低渗储集层微观孔喉结构的影响

热水驱是提高超低渗储集层采收率的重要储备技术之一。利用离心法测定了同一超低渗岩芯经40～180 ℃热
水作用后的毛管力曲线,并在此基础上分析计算了热水对孔喉大小、分布以及特征参数的影响。结果表明,热水温度
升高可使毛管力降低,最小湿相饱和度减小,并令半径小于0.03 µm 的小孔喉数量大幅减少,半径在0.03～0.81 µm 的
中等孔喉及半径大于3.22µm 大孔喉数量增多,最大连通孔喉半径增大,孔喉分选性增强,同时各种变化在热水温度
达到120 ℃以前更为明显。利用扫描电镜法对经不同温度热水作用后的超低渗岩芯块的微观孔喉形貌进行了定点扫
描,结果证实了孔喉尺寸会在热水的作用下发生改变,并观察到了微粒的运移。     

港西三区聚合物/表活剂二元驱注入方式优化研究

化学剂注入方式对提高油藏采收率幅度有着重大的指导作用。为了确定大港油田港西三区油藏最佳的化学剂注入方式,提高其开发效果。针对均质和非均质多孔介质模型,分别设计了7种注入方式的室内流动实验。结果表明:与聚合物驱、表活剂驱相比聚合物/表活剂二元驱注入方式提高采收率的幅度更大;二元驱在均质模型中,其提高采收率幅度为18.1%,高于其他注入方式;在非均质模型中,为21.93%,高于其他注入方式;其在非均质模型高于非均质模型3.83%,更适合于非均质模型。聚合物、表活剂小断塞交替注入方式能够有效降低注入压力。对于改善港西三区油藏采油效果的调整措施,首选二元驱注入方式,其次采用聚合物、表活剂小断塞交替注入方式。