特殊非牛顿原油水驱开发渗流规律数值模拟方法研究

在水驱油过程中非牛顿原油的视黏度受压力梯度影响,不同压力梯度区间内其变化规律不同。为了理清非牛顿型原油黏度变化及其对渗流特征和水驱规律的影响,以胜利油区孤岛油田水驱稠油为例,结合该油田流变性实验数据,针对流动规律不同于幂律流体及宾汉流体的特殊非牛顿原油,建立了三段式原油视黏度数学表征模型。运用非线性渗流理论和计算机计算技术,在考虑其黏度随压力梯度的特殊变化关系的基础上,建立了二维油水两相渗流数学模型,并采用有限差分方法进行了求解,且研制了相应的油藏数值模拟软件。构建并模拟了水驱不同性质原油的算例,对4种类型原油的模拟结果表明:生产1 000 d时,水驱牛顿原油采油井含水率为93.7%,其他3种非牛顿原油油井含水率分别为91.2%、88.1%和89.8%。水驱牛顿和非牛顿型原油的油井含水率、压力、黏度分布和水驱前缘均有明显的差异。本方法为更准确模拟和预测非牛顿型稠油油藏水驱开发提供了手段。     

水驱粘塑性非牛顿原油渗流特性的数值模拟

针对水驱粘塑性非牛顿原油在地层下呈强非线性渗流特征,建立了描述其流动过程的数学方程; 采用全隐式离散、牛顿－ 拉弗松方法迭代线化,稳定双共轭梯度方法求解,对特定初边条件下二维油藏油水两相流动问题作了数值模拟．结果表明,水驱非牛顿流体驱油效率明显低于水驱牛顿流体     

枣南油田原油非牛顿渗流特性的实验研究

用实验方法研究了枣南孔一段、孔二段原油在油藏岩石中渗流时，渗流速度、流度、视粘度及压力梯度等彼此间的变化关系．实验结果表明，枣南油田地下原油具有非牛顿渗流特性．孔一段、孔二段两种原油具有触变性拟塑型非牛顿流体性质．     

枣南油田原油非牛顿渗流特性的实验研究

用实验方法研究了枣南孔一段、孔二段原油在油藏岩中渗流时、渗流速度、流度、视粘度及压力梯度等彼此间的变化关系。实验结果表明枣南油田地下原油具有非牛顿渗流特性，孔一段孔二段两种原油具有触变性拟塑型非牛顿流体性质。     

中东地区典型Mishrif储层纵向水驱渗流规律

以中东地区B油田为例分析了典型Mishrif组碳酸盐岩储层的纵向渗流规律,在当前注水压差和射孔高差下,底部注入水将窜入顶部高渗层,形成上下两个渗流通道.基于流线模拟,分析了典型底注顶采连通模式下的波及影响因素及定量认识.结果表明:典型底注顶采模式下,顶部和底部采出程度高,中部采出程度低;注水压差越小、射孔高差越大有利于...     

地下水非达西渗流的数值模拟研究

为了更好地研究地下水渗流规律,在分析了地下水的径向渗流的理论与实验规律基础上,根据临界雷诺数,建立了地下水的非达西渗流模型,该模型中将单井控制面积内部视为非达西流,外部为达西流,并应用该模型分析了临界半径对压力分布的影响.研究结果表明:临界半径越大,漏斗面积越大,地面沉降面积越大.     

用有限元法解热水驱油数值模拟问题

在热水驱油中，地下油藏的温度场，油、水的压力场以及它们的饱和度场均随时 间变化，并相互影响。为有效的对场变量进行数值计算。具体地建立了热水驱油的数 学模型并进行了数学处理，提出了适于迭代计算的泛函，并作了有限元离散和构造了 算法，编制了计算程序。通过一定的数值计算，说明有限元法能很好的解决油藏数值 模拟问题。     

微裂缝对低渗储层水驱油渗流规律的影响

微裂缝对低渗储层注水开发有很重要的影响,因此研究和认识微裂缝对开发此类储层具有重要意义.对长6储层5块具有微裂缝的天然岩心进行了室内水驱油实验研究,研究结果表明:①微裂缝对水驱油效率影响不大,但却增大了油水的渗流通道,改善了储层的渗透性;②微裂缝岩心无水驱油效率低,但最终驱油效率与无裂缝岩心相差不大;③微裂缝岩心与无裂缝岩心相比,相渗曲线两相区较窄,含水率上升较快.     

岩溶区地下工程裂隙渗流突水数值模拟研究

随着岩溶区地下工程的大量建设,岩溶裂隙突水频发并逐渐成为制约地下空间建设发展的瓶颈问题.采用简化的裂隙非饱和渗流计算方法,通过多场耦合分析数值模拟软件COMSOL Multiphysics研究了裂隙岩体的非饱和渗流特征及裂隙对渗流的影响.通过对复杂的溶洞-裂隙系统进行科学简化,建立了一种岩溶区地下工程裂隙导通突水模型,并采用此模型开展了裂隙渗流突水数值计算.结果表明:裂隙对岩体渗流产生显著影响并会造成渗流强烈的各向异性;地下水大都将沿着优势渗流通道运移,而较少渗流到其他阻渗性强区域,因而形成相对集中的突水点.研究结果可为岩裂隙渗流和连通提供思路,为岩溶区裂隙突水理论和防治提供参考.     

非牛顿多方渗流方程解的有界性估计

首先利用对数索伯列夫不等式,经过较为复杂的运算,构造了一个特殊的一阶常微分方程,然后利用一阶常微分方程解对初值的依赖性,对具有Lr初值的非牛顿多方渗流方程的齐边值问题给出了解的有界性估计.     

非牛顿多方渗流方程解的存在性

讨论了非牛顿多方渗流方程ut=div(｜ um｜p-2 um)Cauchy问题在01,u0∈C∞(RN)且允许u0有一定增长性时解的存在性.这个证明是通过上下解方法证明初边值问题解有界,进而得到为证明解序列有紧性所需要的估计.     

裂缝油藏水驱油渗流机理

使用二维玻璃微模型研究了强水湿条件下裂缝油藏不同形态的裂缝、裂缝方向性等对水驱油时油水运移的渗流机理及用图象分析法定量研究了裂缝油藏微模型中不同的静水压力对水驱油效果的影响.     

非牛顿多方渗流方程的Harnack不等式

研究了非牛顿多方渗流方程ｕ＿ｉ＝ｄｉｖ（｜ｕ￣ｍ｜￣（ｐ－２）ｕ￣ｍ），这里ｍ＞０，ｐ＞１是给定常数，并且证明了Ｈａｒｎａｃｋ不等式。     

一种新的计算三元复合驱渗流规律的方法

为突破三元复合驱渗流规律研究瓶颈,提出以流度变化来代替三元复合驱驱油过程中黏度变化对渗流规律的影响,简化渗流运动方程,利用稳态法和非稳态法实验数据拟合方程参数.通过该方法可处理得到两相流度曲线,并推导出考虑流度变化下的无因次采液、采油指数计算方程.通过实例验证及方法对比,发现该方法计算简便,准确性较高.该方法的优点是避...     

深立井地面注浆浆液渗流规律数值模拟与应用

为研究深立井基岩段地面预注浆浆液渗流规律,以淮南某矿改扩建工程第二副井基岩段地面预注浆工程作为研究对象,将浆液裂隙流等效为多孔介质渗流,建立考虑注浆压力与岩石变形耦合效应的流固耦合注浆模型,运用数值模拟方法,分析裂隙基岩段地面预注浆浆液扩散半径和注浆压力与岩石渗透系数之间的关系。结果表明在其他因素保持不变的情况下,多孔注浆注入浆液量和浆液的扩散半径随注浆压力和渗透系数的增加而逐渐增加。揭示深立井裂隙基岩段地面预注浆浆液渗流规律,并成功应用于工程实践,为今后类似工程注浆参数设计与优化提供了参考。     

微生物驱数值模拟研究进展

基于微生物驱采油机理,从数学模型和软件应用2个方面介绍和总结微生物驱数值模拟研究现状。由于经典微生物驱油模型(Islam模型、Zhang模型和Chang模型)不包含代谢产物组分,分别从产物主要以生物表面活性剂、生物聚合物以及其他产物模型来阐述现存模型的优缺点;主要从MTS,UTCHEM,CMG-STARS,ECLIPSE和MRST这5个方面总结微生物驱数值模拟的软件应用。当前微生物驱数学模型无法准确体现实际微生物驱油过程,均存在些许不足。因此,今后研究的重点和趋势为:1)建立完善的多孔介质空间模型来准确描述多孔介质内部孔隙结构;2)系统地研究微生物的形状尺寸对微生物运移和驱油的影响;3)建立多因素、多组分耦合影响下的微生物驱数学模型。     

两类典型非牛顿驱油剂的渗流特性

为考察不同流变性质的驱油剂在油藏中的渗流规律,基于孔喉作为实际油藏多孔介质最基本的流通单元和孔隙尺度随机分布的特点,提出了多孔介质的微观简化模型--二维随机变截面微管束.采用数值方法研究了粘弹型驱油剂和幂律型驱油剂在单个孔喉和多孔介质微观简化模型中的流动特性.结果表明,对于粘弹型驱油剂,只有当注入强度达到一定值时,粘弹效应才能明显地体现出来,渗流阻力随粘弹性的增强而增加,随孔隙尺度和非均匀程度的减小而增加.对于幂律型驱油剂,其渗流阻力随流体非牛顿性的增强而降低,随孔隙尺度和非均匀程度的变化规律与粘弹型驱油剂大体一致,但是在数值上远小于后者.对比分析驱油剂在岩心中的渗流规律发现,二维随机变截面微管束可作为多孔介质的简化模型,以此作为研究驱油剂渗流机理的基础模型可以避免岩心试验中多因素的综合作用,体现单一因素如流变性、孔隙介质结构和非均质性对驱油剂渗流特性的影响.     

两类典型非牛顿驱油剂的渗流特性

为考察不同流变性质的驱油剂在油藏中的渗流规律,基于孔喉作为实际油藏多孔介质最基本的流通单元和孔隙尺度随机分布的特点,提出了多孔介质的微观简化模型--二维随机变截面微管束.采用数值方法研究了粘弹型驱油剂和幂律型驱油剂在单个孔喉和多孔介质微观简化模型中的流动特性.结果表明,对于粘弹型驱油剂,只有当注入强度达到一定值时,粘弹效应才能明显地体现出来,渗流阻力随粘弹性的增强而增加,随孔隙尺度和非均匀程度的减小而增加.对于幂律型驱油剂,其渗流阻力随流体非牛顿性的增强而降低,随孔隙尺度和非均匀程度的变化规律与粘弹型驱油剂大体一致,但是在数值上远小于后者.对比分析驱油剂在岩心中的渗流规律发现,二维随机变截面微管束可作为多孔介质的简化模型,以此作为研究驱油剂渗流机理的基础模型可以避免岩心试验中多因素的综合作用,体现单一因素如流变性、孔隙介质结构和非均质性对驱油剂渗流特性的影响.     

孔隙介质渗流微观数值模拟

论述了孔隙介质渗流宏微观研究之间的联系,以及微观渗流研究的重要意义。综述了国内外有关渗流微观结构模拟方面的研究问题和当前主要研究方法,分析了各种微观物理模型及相应的各种数学模型的研究特点和研究手段。比较了孔隙结构研究的随机模拟方法和全局升尺度法,指出了两种方法的优缺点,最后对孔隙介质微观渗流研究的发展趋势进行了展望。     

非均质混凝土损伤规律的数值模拟研究

应用ANSYS中的参数语言建立混凝土随机骨料结构模型,并对该模型在单轴受拉、单轴受压及双轴拉压组合下的加载过程进行较详细的数值模拟,分析加载过程中变形场应力应变变化情况,进一步揭示了混凝土的损伤机理并证明了模型用于模拟混凝土试验的合理性。