低渗透油藏中水平井两相渗流分析

大量实验表明，在低渗透多孔介质中，渗流不再符合线性达西定律，而具有启动压力梯度，本文从Buckley-Leverret不混溶两相渗流驱替理论出发，考虑启动压力梯度的影响，对水平井两相渗流进行分析，得到了椭球形边水油藏中水平井定产时的压力分布公式和定压生产时的产量公式，以及饱和度分布公式。经图示分析得出结论：启动压力梯度不仅增大油藏的生产压差，而且使油藏的无水采收率和水驱采收率减少；增大注入量可以降低启动压力梯度对两相渗流的不利影响，从而提高水驱采收率，因此开发含启动压力梯度油藏，应小井距，大流量，大压差进行注水开发；水平井的两相渗流解析解为数值模拟中水平井的处理提供很好的方法。     

致密油藏体积压裂水平井不稳定压力分析

水平井结合体积压裂改造成为目前开发致密油藏的关键技术。考虑到致密油藏多尺度渗流(基质、天然裂缝和水力裂缝)及多种流动机理(启动压力梯度和应力敏感)相互耦合的复杂渗流过程,该文建立了综合考虑致密油藏启动压力梯度和应力敏感的体积压裂水平井不稳定压力分析模型。通过Laplace变换和摄动变换等求解得到了拉氏空间中的井底压力,应用Stehfest数值反演绘制了相应的压力动态响应曲线。研究结果表明:压力响应曲线可以划分为6个流动阶段,模型的退化结果与Ozkan模型一致,验证了该文模型的正确性,并在此基础上进行了影响因素分析。该文研究结果可为致密油藏体积压裂水平井的不稳定压力分析提供一定的理论依据。     

低渗透油藏非线性渗流理论及数值模拟方法

针对低渗透油藏非线性渗流理论与数值模拟方法方面存在的大量问题,从毛细管模型出发,推导了低渗透油藏非线性渗流新模型,详细解释了新模型中特有的物理参数内涵;并由此建立了低渗透油藏非线性单相渗流理论,与相对渗透率引入渠道流假设一致,将单相非线性新模型推广到两相渗流中,建立了能够同时考虑启动压力梯度、非线性渗流弯曲段连续变化的数值模拟方法。根据所建立的低渗透油藏单相稳态和非稳态渗流理论以及数值模拟方法,开展了达西、拟启动压力梯度和非线性模型的油藏动态对比计算。结果表明:低渗透油藏主要受非线性渗流控制,仅井点的少数网格存在拟线性流动,非线性模型计算的结果介于达西和拟启动线性模型之间。     

束缚水条件下气体在裂缝性页岩多孔介质中的流动特征

页岩气在我国资源丰富,为研究页岩气束缚水条件下的流动规律,分别进行了干燥页岩岩心氮气渗流实验和水存在条件下裂缝性页岩中气体渗流速度变化规律的实验。该文通过对实验结果进行分析可以得到:干燥未饱和水的页岩岩心,气体渗流时存在明显的滑脱效应,且由于滑脱效应的存在气体渗流不存在启动压力梯度;而水存在时的页岩岩心,气体在岩心渗流时由于贾敏效应的存在,渗流过程存在启动压力梯度,给页岩气开发带来困难,且岩心气测渗透率越小,启动压力梯度越大,贾敏效应越明显。该文的研究表明:在纳米尺度下,单相气体的流动不存在启动压力了,反而存在滑脱效应,而水存在时,气体的流动存在明显的启动压力。这种现象表明了:微纳米尺度下流体流动的特殊性质。最后得到了一种计算孔隙-孔喉系统最小喉道数的方法。     

页岩气藏压裂水平井三线性流试井模型研究

为高效合理的开发页岩气藏,该文提出了页岩气藏压裂水平井三线性渗流模型。此模型考虑了页岩气吸附解吸和扩散机理,运用Laplace变换和Duhamel原理,最终求得考虑井筒储存和表皮效应的压裂水平井Laplace空间无因次井底压力解。并通过Stehfest数值反演,绘制相应的无因次压力及导数特征曲线,对其无因次压力导数特征曲线进行了流动阶段的划分和影响因素分析。研究结果有利于提高对页岩气藏压裂井渗流规律的认识,为开发页岩气藏提供理论支持。     

水平井筒变质量分散泡状流压降的理论与实验研究

由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别，可以预知常规水平管流的压降计算方法对于井筒流动来说就需要进行修正或扩展。本文对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程，考虑管壁存在人流或出流对于分层流流型压降的影响，得到水平井筒气液两相变质量流动分散泡状流流型的压降计算方法。同时，设计并建立了水平井筒流体流动模拟实验装置，在轴向为气液两相流动的前提下分别进行了上管壁单孔眼注入和下管壁单孔眼注入的压降实验研究，获得了大量的实验数据。实验数据和理论计算结果吻合很好，这表明该计算方法具有实际应用价值。     

水平井筒油水变质量分散流动压降研究

针对水平井筒中油水两相变质量流动,从理论和室内实验两个方面对分散流型下压降进行了研究,着重考虑壁面流体的流入对壁面摩阻系数的影响与不同流型间的转换。根据质量守恒、动量守恒方程,建立了水平井油水两相分散流型下压降预测模型。采用水、白油为实验介质,测量了水平管不同注入比、不同含水率下油水两相流压降值。实验结果分析表明,当含水率为40%时,油水发生反相,管道中流动压降最大,这和Brinkman/Roscoe混合黏度公式计算出的反相点一致。同时,压降模型预测结果与实验结果相比较平均相对误差为13.6%。     

致密油储层压裂水平井产能预测与敏感性因素分析

在体积压裂模式下,致密油储层发育多尺度的不同介质,导致其渗流机理复杂,产量预测难度大。该文针对致密油独特的储层特征,结合实际生产动态特征,分为多生产阶段、多渗流区域,考虑启动压力梯度、压敏效应等非达西因子的影响,遵循质量守恒与势能守恒原理,建立了致密油储层压裂水平井产能预测模型。根据实际生产数据,通过产能模型,可以进行历史拟合,并反演得到相关参数,最终实现单井产能预测。同时,以产能模型为技术手段,分析了压裂水平井在致密油储层中的开发动态,考虑的产能敏感性因素主要包括非达西因子、水平段长度、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力等。实例计算表明,启动压力梯度和压敏效应对产能的影响较大,且压裂水平井产量并不是随着各影响因素值的增加而线性增大,考虑投入产出比,均应该存在一个相对最佳值或者最佳值范围。     

裂缝参数对压裂水平井产能影响规律分析及重要性排序

基于等效井径模型、裂缝内线性流动模型、井筒变质量流动模型,运用势叠加原理,建立了压裂水平井油藏渗流与井筒管流耦合模型.研究分析了裂缝参数对其压裂水平井产能影响规律,并运用灰色关联因素分析方法,给出了裂缝参数对其产能影响的重要性排序方法,解决了压裂水平井裂缝参数重要性排序问题.同时该耦合方法可以推广应用到多分支复杂结构井的油藏渗流与井筒管流的耦合.     

微纳米尺度下页岩气的质量流量特征分析

页岩气流动特征复杂。一些学者已对页岩气渗流进行了探讨,但这些模型大多只包含了页岩气渗流的部分机理。该文基于页岩气藏复杂孔隙结构和页岩气在纳米孔隙表面的滑脱、扩散等现象,通过建立天然气单相流动模型,从质量流量角度,详细阐述了页岩气的流动机理及滑脱、扩散等因素对页岩气流动特征的影响。质量流量的特征研究表明:达西流动产生的流量与地层压力、压力梯度和渗透率成正比;低压下,气体的滑脱效应、扩散效应明显,扩散产生的流量所占比例较大,高压下,渗流以达西流为主;滑脱产生的流量与压力梯度、渗透率成正比,压力梯度和渗透率一定时,滑脱流量为定值,与地层压力无关。扩散对页岩气流动的影响与滑脱相类似:随着地层压力增大,扩散作用明显减弱,扩散产生的流量与压力梯度成正比;扩散流量与渗透率无关,扩散对压力的敏感度大于滑脱。     

THE DYNAMIC EQUATION FOR A SPHERICAL BUBBLE IN UNIFORM SIZED SOLID PARTICLE-LIQUID HOMOGENEOUS SUSPENSION

The momentum equation for solid-liquid two-phase flow proposed by Elghobashi and Abou-Arab is taken as the governing equations for the liquid phase,and the Lagrangian dynamic equation for a spherical particle moving in the liquid flow as the basic equation for the relative motion of the particle in the liquid phase in the paper.The dynamics equation for a bubble in solid-liquid twophase flow is proposed,as well as the simplified equations under two extreme conditions with the relationship between the bubble collapse characteristic time τ_C~* and particle response time τ_(rel)~* being τ_C~*>> τ_(rel)~* and τ_C~* <<τ_(rel)~*.     

平面充分掺气散裂射流研究

水利水电工程中，高速挑流水舌在空气中的掺气及空气对其水流结构有很大影响，随着对消能与雾化问题认识的深入，这种影响愈来愈有必要加以深入研究并在工程中加以考虑。本文对平面充分掺气散裂射流的挑距进行了分析，并对其空中消能率随初始挑角，初始佛汝得数及初始含水浓度的变化进行了探讨。     

气固两相射流的数值研究

本文根据ＰＳＩ－Ｃｅｌｌ模型，用差分法计算，分析了喷嘴内的气固两相流动和喷嘴外的自由射流，不计颗粒间的相互作用，粒子自旋，粒子和固壁间的碰撞模型为非规则模型，并将部分计算结果与实验作了比较，吻合良好，计算结果表明在气－固两相射流中，粒径大的粒子比密度小的粒子其轴线速度衰减得慢，而密度的变化却对粒子的扩散快慢影响不大。     

油-水两相流流型转换研究

本文根据钢管内油—水两相流流型特征，建立了新的油—水两相管流流型的转换准则。它包括：分层流型的稳定性准则、分散流型和混合流型的转换边界及反相界线。流型转换准则得到了白油—水和柴油—水两相流的流型实验验证，而与有机玻璃管里的油—水两相流型的分布有一定的差异，这种差异与P．Angli的不同管材时的流型对比实验结论一致。这些都表明本文的流型转换准则能很好的预测钢管内的油—水两相流流型，这对于油田混钻管路的设计和运行具有十分重要的经济价值。     

紊流场中固体颗粒运动轨迹的Lagrangian模型

本文用标准稳态K-ε双方程二阶湍流封闭模型模拟流场,在全面考虑固体颗粒受力情况的基础上,用跟踪颗粒运动的Lagrangian方法描述球形固体颗粒运动,数值求解了紊流场和颗粒运动轨迹。数值计算结果与实验结果相比是令人满意的。     

SIMULATION OF THE ATOMIZED FLOW BY SLIT TYPE BUCKET ENERGY DISSIPATOR

1.INTRODUCTION Inhydroelectricengineeringifwaterdischar gesfromtheflipbucketatcertainhighspeed,at omizedflowwouldformowingtothespreadingof theaeratedjetandsplashingasthisaeratedjetim pingeswiththewaterdownstream.Thisatomized flowmaythreatenthesafetyofthehydroelectric engineering,sometimesevencausescertainharm sincethisflowmightproduceheavyrainaswellas heavyfoginacertainareajustdownstreamofthe damundertheinfluenceofupstreamwindand downstreamtopography.Thepurposetostudythe atomizedflowisjust…     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON SOUND SPEED PROPAGATING THROUGH HIGH SPEED AERATED FLOW IN OPEN CHANNEL

An experiment concerning the sound propaga-tion in aerated open channel flow was designed and conductedin a variable slope chute. The acquisition of sound data wasdone by the hydro-phones installed into the bottom wall of thechute. The data were analyzed and processed by the tape re-corder and a 3562A analyzer. The primary experimetal resultsindicated that the sound speed in aerated flow is varied with the air concentration and highly lower than each of the soundspeed in pure water or air. As released by the derived theoryformula, the minimum sound of 24m/s in aerated flow hap-pened when the air concentration achieved to 50%. This resultshows that the compressibility of high speed aerated flowshould be considered when the air concentration is near to50%. A criterion of compressibility of high speed aerated flowwas also giv. En in this paper.     

雾化水流计算模式

本文描述了雾化水流现象并提出了雾化水流的一个计算模型。得出了雾化水流影响领域的各种不同的计算公式和方法。     

LIQUID-GAS TWO PHASE FLOW RATES METERING BY DUAL PRESSURE DIFFERENTIAL MEASUREMENTS

The measurement of the overall mass flow rates in a two phase, gas/liquid pipeline is considered on the basis of dual pressure differential measurements for a combined contraction/frictional pipe type of flow meter and a numerical model to predict overall mass flow rates from pressure differentials measured from this type of flow meter is presented. The experiments generally conform with the predictions of the flow rates prediction model. Whilst the practicability of such metering of two phase flows is clearly demonstrated, application of the method would require careful calibration to allow for the influence of nozzle coefficients, pipe Reynolds number and void fraction upon the one dimensional compressible flow equations through wall friction factor and interphase slip effects.     

海洋平台桩基冲刷的数值研究

该文基于湍流与两相流理论,数值研究了海洋平台桩基冲刷的机理及其过程。分析了桩基周围的流场分布,重点讨论了圆柱扰流的压力及速度分布,并对桩基周围海床面上的泥沙随冲刷时间的变化进行分析,最后对冲刷坑的深度进行研究。研究结果表明:桩基周围的冲刷过程开始于圆柱两侧,上游先被冲断,最后下游逐渐被冲刷。