变形介质多相流动流固耦合数学模型

变形介质油藏和城市地下水层中由于液体被采出，地层压力下降，有效应力发生变化，使整个含水、含油层的地应力状态改变，多孔介质骨架变形和发生位移，岩石的物性参数（渗透率、孔隙度、压缩系数等）随之变化，这种现象越来越受到人们的注意，本文基于达西定律和岩石力学弹性定律，在以前的科研工作基础上，把岩石骨架变形引入模型中，建立多相流体在变形多孔介质中流动时由于孔隙压力变化耦合数学模型。在此模型中，渗透率、孔隙度、压缩系数均为压力的函数。     

不完全可逆变形介质油藏流体渗流模型及其数值解

由于地层压力变化引起地层变形具有不完全可逆性，导致地层渗透率和孔隙度随压力变化也具有不完全可逆性。本文建立了不完全可逆变形介质油藏流体渗流模型，综合采取了状态方程隐式处理和Richtmyer线性化方法，有效地对不完全可逆变形介质油藏流体渗流问题进行了数值解，并讨论了由储层介质变形的不可逆性对油田开发的影响。     

三重介质复合油藏压力动态特征研究

建立了三重介质复合油藏试井解释模型，采用数值方法对模型进行了求解。讨论了地层的内外渗透率比、内径的大小以、窜流系数、弹性储容比、外边界条件以及表皮系数等参数对于这种类型油藏压力响应动态的影响。表明：当油藏内外区的渗透率不同时，类似于在井的周围存在封闭边界或者定压边界；内区的大小决定着反应外区渗透率影响的压力响应出现的早晚；窜流系数影响着窜流阶段出现的早晚；弹性储容比影响着导数曲线上“凹陷”的深度和宽度；而外边界的影响则由于油藏内外区渗透率的差异而和普通的三重介质油藏不同；表皮系数对压力动态的影响与内外区域渗透率比对压力动态的影响也有着很大的差别。     

河道油藏的自适应网格积分方程粗化算法

本文以河道的观测深度为确定性数据由贝叶斯理论通过随机建模的方法生成横截面为抛物线形状的河道油藏边界面。在粗网格内先统计渗透率在粗化网格的概率分布,然后由渗透率积分方程利用渗透率在粗化网格中的概率分布计算粗化网格的等率渗透率,再利用等效渗透率计算粗化网格的压强分布。计算压强时并将渗透率自适应网格技术应用于河道油藏的粗化算法中。在渗透率或孔隙度变化异常区域自动采用精细网格,用直接解法求解渗透率或孔隙度变化异常区域的压强分布,整个区域还采用了不均匀网格。利用本文方法计算了河道油藏的压强分布,结果表明河道油藏的不均匀自适应网格积分方程粗化算法的解在渗透率或孔隙度异常区的压强分布规律更逼近采用精细网格的解,在其他区域压强分布规律非常逼近粗化算法的解,但计算的速度比采用精细网格提高了100多倍。     

饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型

将基于多孔介质的有效应力原理引入流固耦合渗流中，并根据平衡条件得出了应力场方程；充分分析流固耦合渗流的物理特性，建立起孔隙度和渗透率动态模型；依据流体力学连续性方程，考虑流固耦合情形下多孔介质骨架变形特性和流体的可压缩性，得到了孔隙流体的连续性方程，即渗流场方程。在以上诸方程的基础上辅助以定解条件，建立起了完备的饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型。本文还对模型进行了简化分析，并与经典一维固结理论作定性对比，分析表明，经典的固结理论可认为是本文模型的一种简化。进一步的算例求解和验证工作正在进行中。     

悬浮液调剖剂在油层中渗滤特征研究

论文根据质量守恒建立了固相颗粒运移和沉淀动态方程,通过求解得到悬浮液浓度分布和颗粒滞留量分布关系,研究结果表明,颗粒型调剖剂的沿程浓度逐渐降低,随注入时间增加,同一位置上的调剖剂浓度逐渐升高,多孔介质对固相颗粒的渗滤作用,颗粒滞留主要集中在近井周围。岩石渗透率时变动态模型表明,岩石渗透率比其孔隙度的变化幅度大得多,颗粒型堵剂其少量的滞留即可改变岩石渗透率。相同注入量条件下,随注入速度增加悬浮液浓度增加,同时渗透率降低程度增加,提高注入速度有利于将颗粒挤入到多孔介质较深部位。调剖过程中的注入压力动态主要取决调剖地层系数,随注入速度增加,注入压力逐渐回升,但不同注入速度下注入压力的回升速度不同,对于较高的注入压力,调剖剂很容易提前启动中低渗透层,因此注入速度的选择应在注入设备工作条件下,以油层破裂压力为限制,保证注入压力缓速回升。     

地下水压对岩质场地变形特性的影响

在基坑开挖过程中,地下水位不断变化。巨大水头差会导致开挖区周边地下水流动,对基坑周围的建筑物稳定性影响较大。结合多孔介质与孔隙流体理论,建立了场地变形有限元模型。将地层设置为多孔介质材料,分析地下水压对场地变形的影响。研究表明,地下水压对场地变形的影响不能忽略,随着地下水压增加,场地位移、应力和地下水流速也变大。     

低渗透油藏毛细管压力动态效应的数值模拟研究

实验分析和理论研究表明毛细管压力存在动态效应,即其与润湿相流体的饱和度变化率相关,已有的物理实验表明低渗透油藏中的毛细管压力动态效应对于油气渗流存在着较大的影响。该文首先根据23个低渗岩心渗流曲线的数值拟合分析结果,建立了各项物理意义明确的非线性渗流运动方程,然后通过构造三种不同的饱和度变化速率的润湿相流体饱和度时变曲线,利用有限元数值方法模拟了三种饱和度曲线对应下的一维水驱油过程,并在完全基于数学方法较少依赖于物理实验的基础上计算了毛细管压力曲线。数值模拟的结果表明,低渗透油藏中存在较为明显的毛细管压力动态效应,且动态系数与介质的固有渗透率负相关,与润湿相流体的黏滞系数正相关。并通过与达西线性渗流模拟结果的对比表明了低渗油藏中非线性渗流产生的毛细管压力动态效应更为明显,动态系数也更大。     

各种边界条件下复合双孔油藏的井底压力

本文从圆形、复合、双孔介质油藏中Ｌａｐｌａｃｅ空间上，考虑井筒存储（ＣＤ）及其表皮的井底瞬时压力着手，来构造圆形封闭或定压或无限大地层中的无量纲井底压力及其导数的表达式。利用叠加原理给出地层中有单一断层或供给边界，以及河道状油藏，Ｕ形油藏，矩形油藏等井底压力及其导数的双对数图。     

三重介质油藏斜井压力动态特征分析

针对裂缝与井筒连通,同时存在溶洞和裂缝、基岩和裂缝之间发生拟稳态窜流的三重介质,建立了这类三重介质油藏的斜井试井解释模型,采用汇源叠加等方法求得顶底封闭无限大三重介质油藏斜井在拉氏空间中的井底压力响应,绘制了相应的典型无因次压力曲线版图,分析了顶底封闭无限大三重介质油藏斜井的渗流规律,对其压力特征曲线进行了流动阶段的划分,并讨论了影响压力特征曲线的各种因素。所得的结果有利于提高对三重介质油藏斜井渗流规律的认识,为合理地运用斜井开发三重介质油藏提供理论依据。     

双重孔隙介质流固耦合理论模型

介绍了考虑介质变形的双重孔隙介质模型，并给出了双重孔隙介质流固耦合方程的数学推导。     

COUPLING SIMULATION OF SURFACE FLOW AND SUBSURFACE FLOW OVER POROUS MEDIA

Mathematical model of water flow over porous media is developed, the computer program is compiled , and an example is given to verify the validity of the model. The results of the calculation show that the model is very useful and worth going further study in practical engineering.     

A STUDY ON TRANSIENT FLUID FLOW OF HORIZONTAL WELLS IN DUAL-PERMEABILITY MEDIA

To adopt horizontal wells in dual media reservoirs,a good understanding of the related fluid flows is necessary.Most of the recent studies focus on dual porosity media instead of dual permeability media.In this article,through both integral transformation and sink-source superposition,a new Laplace-domain solution is obtained for the slightly-compressible fluid flow in the 3-D dual-permeability media in which the horizontal well is operating in a constant rate of production.Major asymptotic characteristics of diagnosis curves of dimensionless downhole pressure are analyzed by the limited analysis.Effects of parameters of dual-permeability media including mobility ratio κ,storativity ratio ω and inter-porosity flow parameter κ on the downhole pressure are studied by using the Laplace numerical inversion.The new solution obtained in this article includes and improves the previous results and then can be used as a basis for either pressure transient analysis or formation behavior evaluation for the typical reservoir with horizontal wells.     

TRANSIENT PRESSURE BEHAVIOR FOR HORIZONTAL WELL IN DOUBLE-POROUS MEDIA

ＴＲＡＮＳＩＥＮＴ　ＰＲＥＳＳＵＲＥ　ＢＥＨＡＶＩＯＲ　ＦＯＲ　ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ　ＷＥＬＬ　ＩＮ　ＤＯＵＢＬＥ－ＰＯＲＯＵＳ　ＭＥＤＩＡＴＲＡＮＳＩＥＮＴＰＲＥＳＳＵＲＥＢＥＨＡＶＩＯＲＦＯＲＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬＷＥＬＬＩＮＤＯＵＢＬＥ－ＰＯＲＯ...     

A variable sorptivity infiltration equation

Horizontal and vertical one-dimensional infiltration are compared when they both occur in a homogeneous isotropic porous body initially at a uniform low water content _n under constant concentration (₀) or constant pressure head (H ₀) conditions. From a consideration of the physics governing infiltration under such conditions, the conclusion is reached that the magnitude of the pressure head gradient atx=0, wherex=0 denotes the infiltration surface in the horizontal case, must be larger than the magnitude of the pressure head gradient atz=0, wherez=0 denotes the infiltration surface in the vertical case, for all finitet>0, so that for the hydraulic head gradient atz=0 to be greater than (1/2K ₀)S _x t ^–1/2 but smaller than [(1/2K ₀)S _x t ^–1/2+1],K ₀ being the hydraulic conductivity at ₀ andS _x the sorptivity during horizontal infiltration. On these grounds, it is further argued that if the sorptivityS _z is introduced for the case of vertical infiltration, then it must be equal toS _x fort=0 only and that it must decrease with time. Results obtained by solving soil-water flow equations for the infiltration conditions defined above, and from experiment, support the above conclusions. An equation for the relationship between cumulative infiltration and time during vertical infiltration is developed after assuming thatS _z decreases with time in an exponential manner. Cumulative infiltration versus time relationships given by this equation are compared with those obtained from the numerical solution of the soil-water flow equation and from experiment.     

A Note to the Variable Sorptivity Infiltration Equation

A simplification for the variable sorptivity infiltration equation of Poulovassilis et al. (1989) is proposed. The resulting equation has three parameters S _x, c and K ₀. From these, S _x and c are considered as fitting parameters and K ₀ as a physical one. The new empirical infiltration equation is tested for precision, parameter time-dependence and applicability for soil surveys. The test was carried out by comparison with reference solutions i.e. infiltration data obtainedexperimentally, analytically or numerically for two different head conditionsat the infiltration surface. A good agreement is observed for all examinedcases. The dependence of the fitting parameters S _x and c on the initialand boundary conditions, as well as the error that arises by taking intoaccount different values of them, are examined. In fine textured soilsparameter c seems to be very small, so that one can easily suppose that the proposed equation reduces to the well-known Philip's infiltration equation (Philip, 1957).     

求解水动力弥散方程的多单元均衡法

本文给出一种多孔介质溶质输运方程的多单元均衡解法。该方法基于多孔介质溶质输运理论和物质守衡原理,在三角形单元的局部座标系中对溶质传输的物质流强度方程进行差分,直接形成未知函数离散后的系数矩阵。方法简易,形式简单,物理意义直观,实用方便。     

双重孔隙介质中水平井两相渗流

本文研究了双重孔隙介质中水平井两相渗流问题,在流线不变的假定下,给出了水驱油二维渗流含水饱和度分布和见水时间公式。由于亲水岩块的吸渗作用,裂缝系统中含水饱和度沿特征线按指数规律下降,从而双重孔隙介质的见水时间较均质介质的较晚,采油量较多。     

彗星式纤维滤料直接过滤的试验研究

论述了将彗星式纤维滤料应用于压力过滤器的中试情况。试验结果表明 ,进水浊度为 1 5～ 6 0NTU ,滤速 2 0～ 80m/h的条件下 ,彗星式纤维滤料过滤器运行稳定。主要技术指标为 :出水浊度≤ 1NTU ,悬浮物去除率≥ 96 1 % ,过滤周期 6 5～ 1 6 5h ,周期产水量 2 6 0～ 5 6 0m3/m2 ,截污量1 8～ 33kg/m3滤料 ,反冲洗耗水率 1 %～ 2 % ,剩余积泥率 0 5 %～ 2 %。     

多孔介质内非牛顿流体沿垂直平板的混合对流

本文研究了非牛顿流体在多孔介质内沿垂直等温平板的混合自然和强迫对流。以幂律型渗流规律和边界层近似为数学模型的主要理论依据,得到了问题的精确相似解和近似积分解。对于同向混合对流,近似解与相似解的误差只有3％;对于反向混合对流,两者之间的误差也不超过10％。本文还发现,流体的非牛顿特性对温度场、速度场及多孔介质内的流态转变范围等均有相当显著的影响。