油资源渗流力学运移聚集数值模拟的新进展

研究油资源渗流力学数值模拟的方法和应用.提出数学模型,构造了新的算子分裂隐式迭代格式,先后研究了三维厚层问题、多层(带断层和通道)问题以及多层精细并行计算问题,并对胜利油田东营凹陷和滩海地区等实际问题进行了数值模拟,在油藏位置等方面计算结果与实际情况相吻合.这一研究完整地解决了计算渗流力学和石油地质的困难问题.     

油气运移计算机动态模拟方法研究及其应用

文章论述如何基于合理的机制概念建立一个描述油气二次运移和聚集的数值模拟系统。考虑多方面的控制因素，根据多相流体渗流力学理论，结合盆地演化过程，建立并求解油水二相数值模型，获得油气运移聚集史的定量模拟结果。最后给出一个应用于海拉尔盆地的实例。     

运移聚集并行数值模拟软件系统

为了重建油气盆地的运移聚集演化史,开发了盆地多层油资源运移聚集并行计算数值模拟软件系统,提出了全新的多层油资源运移聚集史数学模型,构造了新的精细并行修正迎风分数步迭代格式,并行算法,并行程序设计,采用交替方向网格剖分的方法,该软件已成功地用于东营凹陷、胜利油田滩海地区的油资源评价,取得了良好的应用效果.     

油气二次运移数值模拟现状及发展趋势

为了解决盆地模拟技术遇到的复杂问题,采用综述的方法系统介绍了目前数值模拟领域的发展现状,并对碎屑岩和碳酸盐岩层系数值模拟方法分别进行了描述,总结出今后油气二次运移的发展主要油3个方面:(1)三维数值模拟技术的发展以及相应的计算机图像显示技术的应用是一大难点;(2)碳酸盐岩层系油气运移模拟的研究是目前急需解决的问题;(3)盆地范围内油气二次运移数值模拟的研究必然带动盆地范围内地质建模研究的发展。盆地二次运移数值模拟技术特别是碳酸盐岩层系数值模拟技术的进一步发展,必将为世界油气勘探作出重大贡献。     

恢复古水动力场定量研究油气运聚

为了更好地对油气二次运移进行定量研究,探讨重建古水动力场方法。以压实为机制,建立了适用于深埋环境的上下供水的层流动方程,提出边界确定方法,采用盆地模拟技术,利用有限单元法求各地质时期古水头的数值解,重现古水动力场演化。以此为基础,可编制盆地各地质历史时期反映油气运移的油、气、水势等值线图,以此直观判断油气运移方向。应用这一方法,对四川盆地阳新统进行了以46个节点为基础的实际模拟评价,获得各地质历史时期油气聚集分区图,为优选勘探区带提供依据。     

油水二相准三维运移聚集模型在沾化凹陷的应用

油气资源二次运移聚集模拟通过模拟盆地油气资源的二次运移和聚集历史,来研究地下油气资源的分布规律,指示出有利勘探目标。采用“油水二相准三维运移聚集模型”,利用全国第二轮油气资源评价结果,对沾化凹陷沙三下段的油气资源进行模拟计算,并对计算结果进行了详细的分析,指出了油气有利的运移路径和方向,为沾化凹陷的地质研究提供了重要的科学依据。同时,采用不同的模拟参数进行计算,并研究了参数对计算结果的影响。     

油水二相准三维运移聚集模型在沾化凹陷的应用

油气资源二次运移聚集模拟通过模拟盆地油气资源的二次运移和聚集历史,来研究地下油气资源的分布规律,指示出有利勘探目标。采用“油水二相准三维运移聚集模型”,利用全国第二轮油气资源评价结果,对沾化凹陷沙三下段的油气资源进行模拟计算,并对计算结果进行了详细的分析,指出了油气有利的运移路径和方向,为沾化凹陷的地质研究提供了重要的科学依据。同时,采用不同的模拟参数进行计算,并研究了参数对计算结果的影响。     

渗透性岩层介质油水两相渗流分析

准确模拟油藏中的流体流动过程,提示流体的分布规律,必须考虑由于注水和开采所引起的多相流体的渗流、应力状态的变化和储层变形之间的耦合作用。近年来引起中国学者的极大兴趣,成为油藏工程及相关领域研究的热点问题之一,基于岩石力学、渗流力学、地质力学、计算力学以及流固耦合渗流的基本理论,建立了多孔介质渗流场和应力场耦合的数学模型,采用有限元法进行了程序设计,通过数值模拟方法对渗透岩层介质井眼周围油水两相渗流规律进行了研究,用于解决实际工程问题。     

弱胶结油藏拟三维出砂预测模型及方法

根据有效应力定律和连续介质力学理论,建立了应力场和渗流场耦合作用的弱胶结油藏拟三维出砂预测模型,并应用顺序Galerkin有限元进行了求解.对复杂地质区域网格自动剖分、地层变形或破坏、液化砂运移、出砂动态预测等问题进行了数值模拟研究.结果表明:随着地层破坏和出砂,炮眼和井筒周围应力会重新分布;地层参数的变化受出砂和应力作用的复杂影响;出砂量是一个波动变化的过程--这一现象与现场和室内的观测是基本一致的.研究证明了该模型的可靠性,初步解决了弱胶结砂岩油藏的出砂预测数值模拟问题.     

注氮在采空区的运移特征和数值模拟方法

本文运用渗流力学和扩散动力学理论,对注氮在采空区内运动、扩散特征和影响因素进行分析,提出了氮气在采空区运移和分布的数值模拟方法,并进行了计算和分析.     

透镜状砂岩油藏成藏过程数值模拟 ——以东营凹陷牛35-B砂体为例

为了对透镜状砂岩油藏的成藏机理进行深入研究,利用可压缩多孔介质油水两相渗流的基本原理,对东营凹陷牛35-B砂岩油藏的成藏过程进行了二维数值模拟。模拟考虑了砂体区地层沉积(剥蚀)、地层厚度变化、岩石孔渗条件变化、流体物性变化、毛管压力、相对渗透率、油气生成等一系列过程和参数。模拟再现了石油在砂体中聚集的过程,模拟得到的最终含油饱和度及其分布与现实情况基本吻合。模拟和分析结果表明,围岩和砂体的毛管压力差异是驱动石油在类似牛35-B这样的透镜状砂岩油藏中聚集的根本动力,而这一驱动力是由于围岩和砂体物性上的差异以及石油生成两种因素结合在一起而形成的。     

透镜状砂岩油藏成藏过程数值模拟 ——以东营凹陷牛35-B砂体为例

为了对透镜状砂岩油藏的成藏机理进行深入研究,利用可压缩多孔介质油水两相渗流的基本原理,对东营凹陷牛35-B砂岩油藏的成藏过程进行了二维数值模拟.模拟考虑了砂体区地层沉积(剥蚀)、地层厚度变化、岩石孔渗条件变化、流体物性变化、毛管压力、相对渗透率、油气生成等一系列过程和参数.模拟再现了石油在砂体中聚集的过程,模拟得到的最终含油饱和度及其分布与现实情况基本吻合.模拟和分析结果表明,围岩和砂体的毛管压力差异是驱动石油在类似牛35-B这样的透镜状砂岩油藏中聚集的根本动力,而这一驱动力是由于围岩和砂体物性上的差异以及石油生成两种因素结合在一起而形成的.     

具有分形特性的油藏渗流理论进展概述

近年来,由国外科学家在上世纪80年代创立的分形几何在诸多学科中已得到广泛应用。而今非线性分形理论逐渐被应用于油藏数值模拟中。国外科学家和油藏工程师最先在渗流力学中引入分形维数和分形指数来描述多孔介质及其孔缝的分形特征,打破了采用均质或拟均质假设处理方法近似反应裂缝型多孔介质性质的传统方法,进而产生了应用分形特性描述油藏的分形特征和非均质性的分形油藏理论。应用分形理论建立的油藏数值模型与经典模型相比,虽然分形油藏渗流模型较为复杂,但更能贴近自然、真实的油藏,能够更有效地反映实际油藏的复杂性。     

潜江凹陷下第三系粘土矿物特征及控制因素

针对江汉盐湖盆地油气生成和运移聚集、成藏模式和油藏特征等具有特殊性，而且砂泥岩的粘土矿物组成及分布特征也不同于中国陆相淡水盆地等问题，运用x光衍射、扫描电镜、电子探针技术对江汉盆地潜江凹陷粘土矿物种类、形态、化学成分、分布及古水介质进行了研究，阐明了江汉盆地潜江凹陷下第三系粘土矿物的特征主要受盐湖沉积总环境的控制，局部地区与成岩作用、构造活动和沉积物源有关。     

疏松砂岩油藏流固耦合流动模拟研究

现有商品化黑油数值模拟器的数学模型未考虑疏松砂岩油藏因适度出砂导致油层孔隙度和渗透率大幅度提高的特征,忽略了介质形变对油藏开发动态的影响,导致疏松砂岩油藏开发方案设计和开发指标动态预测可能存在不可靠性。基于渗流力学和岩石力学理论,建立了一个疏松砂岩油藏耦合多相流渗流数学模型,模型考虑了应变引起的渗透率和孔隙度随地层压力变化的影响,采用显式耦合方法进行流固耦合处理。对耦合数学模型进行有限差分数值求解,改写了BOAST II程序源码,并对某疏松砂岩油藏进行了流固耦合模拟实例研究。模拟计算结果表明:①考虑流固耦合和不考虑流固耦合计算预测开发指标存在较大差别;②前者预测的原油采出程度高于后者预测的原油采出程度;③由于疏松砂岩油藏普遍为高渗储层,使得两种模拟计算在前期差别比较显著,在后期差别逐步不明显。该理论和研究方法较好地解决目前常规油藏数值模拟对疏松砂岩油藏的不适应和局限性问题,为该类油藏合理开发提供一定的借鉴和指导作用。     

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。     

塔中地区油气资源评价

系统评价了塔里木盆地塔中地区的烃源岩,采用盆地数值模拟方法定量计算了塔中地区的生、排烃数量。研究表明,塔中地区的油气运移聚集主要发生于早古生代和晚古生代的几次构造运动期间,聚集的油气曾遭受过严重的破坏,塔中地区的构造演化对塔中地区的油气聚集起着至关重要的作用。寒武系和下奥陶统烃源岩生排油时间较早,因此对现今已发现的油藏贡献不大,而晚排出的天然气有利于聚集;中上奥陶统烃源岩生排油延续时间较长,对塔中的油气聚集有实质性的贡献。     

裂缝性油藏有限元数值模拟

本文基于DFN模型研究裂缝性油藏渗流机理,推导其全耦合矩阵形式的有限元解法,建立了基于压力,饱和度的有限元方程。对具有控制油藏渗流的大裂缝特性进行研究,考虑基质毛管力,忽略裂缝中毛管力影响,采用四边形网格,针对DFN模型的渗流问题进行了模拟计算,得到油藏渗流动态结果,为裂缝性油藏的优化开发及精细油藏数值模拟提供理论依据。     

油藏模拟实时监控

利用VisualC^ 多线程的功能，开发了基于油藏数值模拟和实际动态参数的、具有实时监控功能的油藏数值模拟软件；将一个复杂的油田问题划分为几个简单的并行问题，实现了模拟计算过程中的计算、监控、动画等的并行功能，并对计算过程实施了动态监控，该软件节约了模拟过程中拟合时间，形象地展示油田开过程中油水等在地下的运移情况，用户只需通过简单的菜单操作，就可实现串行操作所不能实现的功能。     

储层建模及数值模拟三维网格化技术研究

一个合理的三维网格是正确地质体模型的躯体和精髓,决定着地质模型的复杂程度和准确程度。保持地质特征的网格化技术研究对于我国陆相油气田二次开发剩余油认识具有重要意义。然而商业化建模软件和油藏数值模拟软件没有针对油藏中后期开发油藏精细描述的三维网格化的合理解决方案,建模及数值模拟的效果往往无法满足实际应用。本文以储层建模及油藏数值模拟软件最为常用的网格形式结构化网格作为主要研究对象,以老油田二次开发油藏精细描述为出发点,最大程度的保持地质特征来进行网格化。保持地质意义的网格化技术为储层精细建模和油藏中后期剩余油预测提供了技术保障。