渗透率对含气储层地震响应影响的数值模拟

分析了渗透率对具有斑块气-水饱和特性的砂岩储层的地震响应的作用。从White经典模型出发,基于Johnson模型,分析了不同含气饱和度情况下,地震波衰减和速度频散特性以及渗透率对它们的作用。结果显示:在地震波频带范围内,地震波穿过含气储层会产生明显的衰减和速度频散,且对渗透率的变化非常敏感。用波动方程数值模拟,分析了地震波从不同角度入射时,渗透率对地震反射数据的影响。模拟了地震波垂直入射时,渗透率对地震波衰减和速度频散的影响。对于岩石颗粒相对松散,孔隙比较发育的砂岩储层,地震波垂直入射时,渗透率对地震反射数据有非常明显的影响。在一定条件下,表面接收的地震反射数据对含气储层的渗透率非常敏感。     

水压致裂作用对岩石渗透率影响数值模拟

针对在低渗透油、气田和煤层气开采过程中,水压致裂增透机理应用中的问题.基于流固耦合理论,考虑损伤和应力变化对渗透率的影响,运用岩石破裂过程流固耦合分析系统RFPA,进行了单孔水压致裂过程对岩石渗透率影响的数值模拟研究.实验结果表明,水力压裂过程中水压力不断增加致使裂隙萌生、扩展,岩石破裂失稳;水压力与裂隙长度呈强烈非线性关系;裂隙扩展提高岩体渗透率,渗透率数值上增加1-2个数量级,裂隙扩展过程中主裂隙附近岩体渗透率高于非破坏区岩体渗透率.     

基于分子模拟的HT-PEMFC阴极反应路径及温度影响

目的研究高温质子交换膜(HT-PEM)燃料电池阴极氧还原反应特性,分析不同温度对反应系统能量、键长、键角和反应粒子运动速度的变化规律.方法建立HT-PEM燃料电池阴极催化剂Pt(1 1 1)表面及氧分子模型,运用分子动力学原理,根据密度泛函理论和第一性原理,模拟HT-PEM燃料电池阴极氧分子在催化剂Pt(1 1 1)表面的吸附和4个氢离子依次与氧分子反应等过程.结果氧分子的吸附和第1个氢离子与氧分子反应的时间最长;反应生成物水分子的键长为0.099 nm,H-O-H键角为104.5°,与实际测量值相符.结论各步反应中,键长达到平衡需要的时间比键角达到平衡需要的时间短;随着温度的提高,各个反应粒子运动速度加快,系统能量达到平衡时需要的时间缩短,导致电化学反应速度提高.     

基于油藏数值模拟技术的渗透率级差组合界限研究

摘要：为了减小不同渗透率油层组合开发时层间干扰对于开发效果的影响。本文利用ECLIPSE数值模拟软件,通过概念模型,研究了渗透率级差与开发效果之间的关系,给出了渗透率的级差界限。结果表明：对不同渗透率油层组合开发时,固定最小渗透率,渗透率级差上限为3;固定最大渗透率时,渗透率级差上限为8。     

叶片缺级对浓缩器性能影响的数值模拟研究

采用FLUENT软件对百叶窗煤粉浓缩器进行了气固两相流动的数值模拟研究,并与粒子动态分析仪(PDA)实验结果进行了对比,验证了两相流模型的合理性。对叶片缺级条件下的浓缩器流场进行了数值模拟研究,分析了叶片缺级对浓缩器性能的影响。结果表明,浓缩器缺少末级叶片和次末级叶片时,浓缩器性能降低较大。在浓缩器的实际应用中,要避免浓缩器在缺少末级叶片或同时缺少末级叶片和次末级叶片的条件下运行。     

喷水对天然气发动机性能影响的数值模拟

通过数值模拟的方法研究喷水技术对重型天然气发动机燃烧和排放特性的影响.结果表明,喷水对天然气的低温反应阶段无显著影响,但是在高温反应阶段,OH自由基的生成速率被抑制,使得没有足够的氧化剂氧化CO,燃烧持续期延长,反应温度降低.随着喷水质量的增加,火焰传播速度减慢,致使燃料放热速率减缓,燃烧的持续期延长,最高温度降低,相位推迟.喷水位置距离燃烧室越近,水雾蒸发吸热降低燃烧室温度的作用越明显,这有利于增加进气过程的缸内充量密度.此外,喷水可以显著降低发动机的热负荷,抑制燃烧室内氮氧化物的生成,从而为天然气发动机的当量比燃烧提供可能性.     

转速变化对离心泵性能影响的数值模拟

以1200S56型双吸离心泵为研究对象,通过Fluent软件,运用雷诺时均方程和RNGk-ε湍流模型,结合SIMPLEC算法,对其8个转速下的5组相似工况进行三维全流道数值模拟.由模拟结果分析相似工况点上泵内部流场的变化情况,发现在相似工况下泵内部流场高度相似,符合泵的相似理论.由数值模拟结果计算各工况的性能参数,得出数值模拟预测值相对于比例定律计算值的误差.结果显示,转速变化时,泵的效率下降很小,而扬程、功率的相对误差多数都在1％以内,说明比例定律能较好地反映泵的性能参数随转速的变化情况.     

基于数值模拟的液滴式微混合器性能研究

基于有限体积法,建立了直通道、V形通道和U形通道3种不同结构的液滴式微混合器模型,并采用流体体积函数(VOF)和用户自定义标量方程(UDS)模型模拟微混合器的混合过程。模拟结果表明,在经过10 ms混合之后V形微通道的混合效果最好,混合度高达99.5%,但其单位长度消耗的能量最多;U形和V形微混合器均利用弯道对液滴内部造成扰动,从而促进混合并且明显提升了混合效率;直通道微混合器仅靠扩散作用进行混合,混合效率低。     

渗透率及含油饱和度对泡沫性能的影响研究

针对油层渗透率和含油饱和度的不同使同种泡沫体系的起泡能力和封堵能力有较大差异,开展了不同渗透率 和含油饱和度条件下泡沫体系的起泡能力和封堵能力研究。研究依靠室内驱替实验测定压力表读数,计算不同渗透 率和含油饱和度条件下的阻力系数。结果表明：随着渗透率的增加泡沫起泡能力增加、封堵能力变好,当渗透率大于 463 mD 后,渗透率对起泡能力和封堵能力的影响变小;同时随着运移位置的增加阻力系数降低,泡沫体系起泡能力小 于消泡能力,封堵能力变差;而随着含油饱和度的增加泡沫起泡能力和封堵能力逐渐降低,但在不同含油饱和度条件 下降低幅度不同,可以分为3 个阶段：缓慢下降、急剧下降和平衡阶段,在含油饱和度低于33% 情况下,阻力系数高于 23,此时起泡能力强、封堵性能好。为下阶段研究泡沫驱在油田的开展奠定了理论基础。     

喷射率对柴油机性能和排放影响数值模拟研究

为了以较低的成本降低中速大功率船用柴油机的NOx排放,开发了一种可实现靴型燃油喷射规律的调压孔武喷油泵.利用三维CFD软件AVL FIRE v8.5对某大功率中速船用柴油机的缸内流动、混合气形成和燃烧过程进行了模拟计算,分析了调压孔式喷油泵的靴型喷射规律在2种负荷、3种喷油定时下对柴油机性能和排放的影响.结果表明:所用...     

基于渗透率张量的各向异性油藏两相渗流数值模拟

针对油藏中存在的渗透率各向异性问题,建立全渗透率张量的油水两相渗流数学模型,利用有限元方法在空间域上进行离散,采用隐式差分格式在时间域上离散,得到地层中不同位置处的压力和含水饱和度变化规律。结果表明:各向异性油藏中的注水前缘与各向同性油藏有明显不同,主要沿渗透率主值较大的方向推进;渗透率主值较大方向与注采井连线夹角较小,注入水推进较快,生产井见水较早;注入水前缘的前进方向和速度受各向异性地带渗透率主轴方向和渗透率主值的影响,各区域内注入水沿渗透率主值较大的方向驱替速度较快。     

结构变化对气体燃烧器性能影响的数值模拟

对一种普通气体燃烧器和两种采用分级进料技术的新型气体燃烧器进行了燃烧的数值模拟研究，同时进行了数值模拟的可靠性实验。数值计算结果表明，结构差异是燃料气和助燃空气的流场组织不同的原因，表现为不同的燃烧火焰形状及温度分布。模拟结果对于新型气体燃烧器的设计具有指导意义。     

结构变化对气体燃烧器性能影响的数值模拟

对一种普通气体燃烧器和两种采用分级进料技术的新型气体燃烧器进行了燃烧的数值模拟研究,同时进行了数值模拟的可靠性实验。数值计算结果表明,结构差异是燃料气和助燃空气的流场组织不同的原因,表现为不同的燃烧火焰形状及温度分布。模拟结果对于新型气体燃烧器的设计具有指导意义。     

尾喷管对2-stage PDE性能影响的数值模拟

为研究尾喷管长度和扩张角度对两级脉冲爆震发动机凹面腔内激波会聚起爆及推力性能的影响,选取了一系列不同尾喷管长度和扩张角度的2-stage PDE模型进行数值模拟.单次爆震结果表明,尾喷管长度和扩张角度对2-stage PDE凹面腔中的射流碰撞和起爆过程影响很小.凹面腔的壁面压力和单位面积冲量随尾喷管长度增大而增加,且在较长形式的尾喷管中会出现多次激波相交和会聚,但是频率随尾喷管长度增大而减小.尾喷管壁面压力和冲量的轴向分量随扩张角度增大,凹面腔内的激波会聚和起爆频率不变.考虑凹面腔和尾喷管的综合作用,带有45°扩张角的尾喷管的2-stage PDE性能最好.     

车窗对车辆侧向气动性能影响的数值模拟

采用基于Spalart-Allmaras方程的分离涡模拟(DES)数值模拟方法,就车窗外形对车辆侧向气动性能及流场结构的影响进行分析计算。研究结果表明:车窗对车辆侧向气动性能有较大的影响:和粘帖车窗车体相比,采用凹陷车窗的车辆侧向力系数由0.71变为1.20,升力系数由1.28变为1.74,倾覆力矩系数由-0.27变为-0.63;受凹陷车窗影响,车体顶部气流速度下降,背风区脱落涡被吸附到车窗附近,此处涡核线较多且杂乱;远处涡核较长,脱落涡直径较大;而粘帖车窗车体顶部气流流速较高,背风区脱落涡尺寸较大,且位于靠近车体的部位。数量较多,尺寸较小。     

回采工作面煤体渗透率与应力分布规律数值模拟研究

利用大型有限元分析软件ANSYS对工作面进行应力模拟,得出沿工作面法线方向应力分布规律,并进一步分析应力变化对煤层透气性系数的影响,为瓦斯治理及煤和瓦斯突出预测提供技术支持。     

特低渗透油藏变渗透率场油藏数值模拟研究

根据流体在特低渗透多孔介质中的渗流特征,考虑储层渗透率随压力梯度的变化规律,建立了变渗透率渗流油藏数学模型。在黑油模型基础上,提出了特低渗透油藏变渗透率数值模拟方法,并对吉林油田红75特低渗透区块进行数值模拟计算。模拟结果表明:在特低渗透油藏开发过程中,拟线性渗流仅发生在井筒及人工压裂缝附近小部分区域内,地层大部分区域内发生变渗透率渗流,变渗透率渗流占地层渗流的主导地位。以变渗透率渗流油藏数学模型为基础的数值模拟方法能够更准确地预测特低渗透油藏的动态开发特征。     

纤维过滤介质渗透率及压力损失数值模拟

针对纤维过滤介质纤维杂乱无章分布的特性,采用计算机模拟生产接近真实过滤介质的随机排列的三维纤维微观结构,对其内部流场进行数值模拟,得出纤维过滤介质内部流场三维压力及速度分布曲线图.通过大量计算及回归分析,获得随机排列纤维过滤介质无因次压降和渗透率拟合关联式.研究结果表明:随着迎面风速的增大,过滤介质压力损失线性增加;过滤介质压降随着填充密度的增大而非线性增加;随机排列纤维过滤介质无因次压降的计算结果与Davies及Jackson的计算结果非常吻合.     

低渗透多孔介质变渗透率数值模拟方法

 根据流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了低渗透多孔介质数学模型,通过引入无因次渗透率变化系数描述低速非达西渗流规律,并基于黑油模型数值模拟系统,开发了低渗透多孔介质变渗透率数值模拟软件。采用矿场实际数据,分别使用达西渗流、考虑启动压力梯度为常数的拟线性渗流和变渗透率渗流模型,对五点井网进行模拟计算,对比分析了不同渗流规律下的油井产油量、含水率、含油饱和度及不同时间的地层渗透率分布。结果表明,变渗透率渗流模型计算的油井产油量、含水率和含油饱和度分布介于达西渗流和拟启动压力梯度渗流模拟结果之间,油水井附近地层渗流能力强,远离主流线地层渗流能力弱;井距越小,地层渗流能力越强;流体在低渗透多孔介质的渗流过程中,达西渗流仅发生在井筒附近小面积区域内,地层大部分区域发生变渗透率渗流,且占据了地层渗流的主导地位,变渗透率数值模拟方法弥补了其他方法未考虑渗透率变化因素的不足,变渗透率数值模拟软件能够更准确地预测流体在低渗透多孔介质中的流动特征。     

考虑储层渗透率时变的深部封堵数值模拟技术

现有的数模技术不能对储层渗透率时变机理合理表征;主流数模软件虽功能丰富,但滞后于迅速发展的深部封堵体系研制.针对这两个问题,在黑油模型的基础上,整合储层渗透率时变模块和一种新型深部封堵体系的表征模块,建立综合数学模型,编制了相应的数值模拟软件.算例分析表明,渗透率时变对开发效果影响显著,新型封堵体系能够较好地起到稳油控水,提高采收率的作用.