低渗透平板模型非线性渗流物理模拟实验研究

由于低渗透油藏渗流规律的复杂性,传统的一维小岩芯非线性渗流实验研究并不能完全反映出流体在二维方向上的非线性渗流规律。采用低渗透天然平板露头制作低渗透平板物理模型并进行非线性渗流实验,将实验结果与从平板露头上钻取的小岩芯的非线性渗流现象进行对比,结果表明:低渗透平板物理模型渗流规律表现出非线性特征,其非线性程度比小岩芯更加明显。通过对低渗透平板模型压力系统稳定时间与驱替压力梯度之间的关系分析,进一步验证了低渗透储层非线性渗流特征的存在,并且从微观角度阐明了非线性渗流机理。     

低渗透油藏非线性渗流理论及初步应用

为了更好地描述低渗透多孔介质中的渗流规律,在实验的基础上,提出了随压力梯度变化的渗流能力修正因子,建立了描述低渗透多孔介质的非线性渗流模型,并将该模型应用于黑油模型模拟器中,初步模拟结果与现场数据符合的较好,计算结果表明在油水井附近压力梯度较大的区域,渗流能力修正因子值较大;在远离油水井连线区域,渗流能力修正因子值较小。     

低渗气藏中气体非线性渗流的特征分析

为了对低渗气藏中气体渗流特征有一个清楚和较为准确的认识,采用实验研究的方法,分析了低渗透储层中气体渗流特征。结果表明:在低渗透储层中,气体渗流表现出明显的非线性渗流特征,并且受多种因素影响;有效应力的增加,会导致岩石渗透率降低,气体在地层中渗流越困难;启动压力梯度增大,气体非线性渗流愈明显;滑脱作用越强,越有利于气体的渗流,提高气藏的产能;相同的压力梯度下含水率越高,渗流速度就越低,储层岩石的初始气测渗透率越低。该成果对天然气开采工程具有一定的参考价值和指导意义。     

低渗透非均质油藏径向渗流特征研究

利用实验手段回归出启动压力梯度与渗透率的相关式,并用此式得出非均质油藏的启动压力梯度分布,建立了考虑启动压力梯度的三维三相径向坐标下的渗流数学模型和有限差分方程。有限差分方程中每个网格块上的启动压力梯度可以考虑为不同值,网格块上的启动压力梯度值可由初始化参数场给定,编制了相应的软件,并对比了低渗非均质储层不考虑启动压力梯度、启动压力梯度为常数和启动压力梯度非均匀分布时的压力分布特征。     

大45超低渗透油藏非线性渗流数值模拟

为了评价非线性渗流规律下的井网适应性,以大45超低渗透区块为例,应用研制的非线性渗流数值模拟软件进行数值模拟研究.设计6套井网转注方案研究不同转注时机对油田开发的影响,并优选最优方案.研究表明:非线性渗流数值模拟软件适用于超低渗透油藏;大45油藏现有菱形反九点500 m×100 m井网动用程度低,井网适应性差,需通过井网调整改善油藏动用程度;越早转注,采出程度越高;综合含水率60%左右为最佳转注时机;井网转注提高了地层压力梯度,增大了流动区域,进而改善了油田的开发效果;超低渗透油藏开发过程中,非线性渗流占据了流体渗流的主导地位,以非线性渗流规律为基础的数值模拟软件能够更准确地预测该类型油藏的开发特征.     

低渗透多孔介质中地下水污染研究

为了准确地研究低渗介质中地下水污染问题,在充分考虑地下水在低渗介质中渗流时存在启动压力梯度和动边界的基础上,建立低渗介质中地下水污染和地下水渗流的耦合数学模型。采用有限差分法对耦合模型进行数值求解,并分析了启动压力梯度对地下水污染浓度的影响。结果表明启动压力梯度对地下水污染浓度的分布有着重要的影响。     

启动压力在数值模拟软件中等效模拟的新方法

目前国内外较为成熟的数值模拟软件的内核计算模型都是基于达西定律进行研制开发的。而众多实验室研究和现场实例表明低渗透储层的渗流状况已经不遵循达西定律,因而鉴于此类大型商业软件无法表征低渗透储层存在启动压力的情况,笔者研究了进行等效模拟启动压力梯度的新方法。该方法运用数值模拟软件中“门限压力”关键字,通过设置平衡分区进行等效模拟油层存在启动压力的状况。油田实例证明此方法较好的模拟了低渗透储层的启动状况,对于矿场应用数值模拟进行方案分析具有重要的现实意义。     

低渗透砂岩渗流启动压力梯度

为了研究低渗透砂岩的启动压力梯度,设计了一种非稳态渗流中测量压力的试验方法。岩心中形成稳定渗流后,关闭驱替泵,测量岩心封闭端的压力衰减曲线。建立了考虑启动压力梯度影响的一维低渗透岩心中液体不稳定渗流的数学模型。用数值有限差分的方法进行求解。封闭端压力衰减曲线的试验结果和理论计算结果吻合较好,从而验证了试验方法和数值模型的可靠性。试验结果表明,启动压力梯度与岩心的气测渗透率之间并不存在负相关的关系;同一块岩心在初始稳定渗流速度大的情况下,岩心的启动压力梯度小。这与产生启动压力梯度的机理的边界层理论解释相符合。     

煤层气在低渗透储层中传输非线性规律研究

考虑气体滑脱效应条件下，建立了煤层气在低渗透储层中渗流的数学模型，采用Laplace变换和留数计算方法进行解析求解，得出了气体非线性渗流的压力分布规律，并将其与达西渗流条件计算的结果进行对比分析，结果表明：滑脱效应对气体非线性渗流过程有较大影响，且随着抽气量的增大，其差别越明显。因此，在低渗透储层中进行煤层气资源化开发计算时，应充分考虑到气体滑脱效应对气体渗流的影响。这不仅对于可为煤层气资源开发潜力的评价和开发工程方案的优化提供科学决策依据，而且对于低渗透油气藏工程开发过程中水平试井数据的确定具有重要的参考价值。     

反映动态启动压力梯度的低渗透油藏渗流模型

基于流体边界层理论,建立了一种描述在低渗透油藏流体非线性渗流特征的新模型,获得了动态启动压力梯 度的连续变化函数。应用考虑动态启动压力梯度的非线性渗流模型,建立了一维单相流体流动的数学模型,并应用全 隐式方法对离散方程进行了线性化处理;对比研究了线性渗流模型、拟线性和反映动态启动压力梯度的非线性渗流模 型下地层压力的分布特征及流体非线性渗流系数对动边界扩展的影响。数值结果表明：受动态启动压力梯度的影响 在近井区域地层压力下降幅度更大,在远井区域的地层压力越高,地层压力下降范围更小;非线性系数数值越小,流体 流动的非线性程度越强,动边界的扩展速度越慢。     

各向异性低渗储层渗流特征分析

各向异性、启动压力梯度和应力敏感现象是低渗油藏最显著的特征。建立了同时考虑以上三因素的低速非达西渗流数学模型,考虑方程强烈的非线性,用近似的解法求出稳定渗流以及不稳定渗流方程的解;根据物质平衡原理,得到了定产量、变产量和定流压生产时动边界的运动规律、地层压力分布特征以及产量变化规律。结果表明,各向异性地层激动区边界以椭圆形式向外拓展,改变了井网合理井排距;启动压力梯度和应力敏感使油井产能降低,边界移动速度变慢,单井控制面积减小,增大了油藏的开采难度。     

论多孔介质中流体流动问题的数值模拟方法

简要介绍了多孔介质中流动问题的数值模拟方法及其发展现状,对各种方法的优劣及适用范围进行了评价。对多孔介质－纯液体耦合流动区域的数值模拟方法及发展现状进行了综合对比。多孔介质模型方法可以用于多孔介质中液体流动问题的数值模拟,并且非常适于进行多孔介质－纯液体耦合流动区域的数值模拟。     

论多孔介质中流体流动问题的数值模拟方法

简要介绍了多孔介质中流动问题的数值模拟方法及其发展现状 ,对各种方法的优劣及适用范围进行了评价。对多孔介质纯流体耦合流动区域的数值模拟方法及发展现状进行了综合对比。多孔介质模型方法可以用于多孔介质中流体流动问题的数值模拟 ,并且非常适于进行多孔介质纯流体耦合流动区域的数值模拟。     

含天然微裂缝变形介质油藏数值模拟方法

在微裂缝油藏开发过程中 ,油藏流体压力的上升或下降会导致微裂缝的张开或闭合 ,油藏的绝对渗透率随之发生变化 ,而且微裂缝的存在使油藏渗透率呈现较强的各向异性 ,从而影响油藏的开发。针对这些特性 ,分析了微裂缝的存在对油藏绝对渗透率大小和主轴方向的影响 ,建立了含天然微裂缝低渗透油藏的三维、三相数学模型及数值模拟模型 ,并在此基础上研制出了油藏模拟软件。运用该软件进行了典型油藏单元的实例计算 ,结果表明 ,开采初期微裂缝油藏日产油量比常规油藏高 ,而后期则比常规油藏低 ,且采出程度总比常规油藏高     

天然气管道瞬变流动数值模拟新算法

针对管道中介质瞬变流动的非线性偏微分方程组难以解析求解的问题,由质量、动量、能量三个偏微分方程构成的控制方程组,应用TVD/Godunov混合算法数值模拟天然气管道中气体的瞬变流动,摒弃了传统的差分方法对动量方程非线性对流项的线性化处理,而直接处理非线性对流项,从而大大提高了算法的稳定性和管道瞬变流动的仿真精度。算法采用了时间分裂法描述不完全堵塞管道,没有作等温假设,进一步增进了数值模拟的精度与合理性,获得了理想精度的计算结果。     

旋流器结构对内流场影响的数值研究

用有限差分法对旋流器内流场进行了数值模拟,采用各向异性的湍流模型能够正确模拟旋流湍流流场。通过对速度场、压力场的分析发现,径向压力梯度是由切向速度的作用产生的,而径向压力梯度正是驱使油滴向轴心方向运移的动力。提出了根据管中心的压力和轴向速度的变化决定旋流器长度的方法。旋流器小锥角的角度越大,分离段越长,越有利于提高分离效率     

多孔介质中低速气体的非线性渗流

在多孔介质中,通过对低速渗流气体的摩阻系数f 与雷诺数Re 的实验关系分析得出,随着雷诺数减小,气体的渗流规律表现出由遵从达西线性关系连续转变为非线性关系,其转变所对应的雷诺数Rec = (1. 0 ～ 4. 4) ×10- 4 。由动力学分析可知,低速渗流气体出现的非线性现象是由气体分子与孔隙壁的作用引起, 并给出了相应条件下渗流速度V 与压力梯度Δp/ΔL 的关系。     

双相介质中储层波场特征数值模拟研究

根据双相介质弹性波方程,并对弹性波方程进行分离得到了膨胀波方程。利用高阶差分对膨胀波方程进行数值模拟,边界处理采用完全匹配层的吸收边界条件,算法实现了任意高阶差分和自动加载边界条件的纵波方程正演模拟。计算结果表明,在双相各向同性介质中存在快纵波、慢纵波,两种纵波有明显的区别,快纵波的速度远大于慢纵波的速度。在分界面上,快纵波要产生透射快纵波、透射转换慢纵波,反射快纵波、反射转换慢纵波。慢纵波具有很强的衰减性,耗散系数越小,慢纵波越明显,反之亦然。该算法的高阶差分形式可以显著地降低数值频散,有效提高地震波正演计算的精度,适应性好,操作简便灵活。     

核聚变装置中双活塞轻气枪弹丸发射过程的数值模拟

分析了单活塞轻气枪的缺点，用特征线法模拟了双活塞轻气枪的弹丸发射过程，并将计算结果与单活塞轻气枪作了比较，说明双活塞轻气枪在弹丸受力方面的优点，文中还讨论了一些重要参数对双活塞轻气枪性能的影响，说明合理匹配参数之间关系的重要性，为双活塞轻气枪的设计和优化提供了理论依据。     

多重介质流动传热的数值模拟

给出了轴对称空间多重流场与固体介质传热的数学模型和计算方法 .计算方法中 ,对流项用迎风差分格式 ,扩散项用交替方向差分方法 ,二者用分步杂交方法处理 .最后对实例进行了计算 .