变形双重介质煤层气拟稳态渗流问题

在研究变形双重介质煤层气渗流问题的压力动态特征时,不仅考虑了煤层的双重介质特征和煤层气的吸附特征,而且考虑了介质的变形,还引入渗透率模数建立了变形双重介质拟稳态渗流的定产量内边界的无限大地层及有限封闭地层的数学模型。渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的。对于双重介质拟稳态渗流的数学模型采用直接隐式差分法进行离散,用Newton迭代法求解离散后的非线性方程组,获得了无限大地层及有界封闭地层的双重介质拟稳态渗流模型的数值解。讨论了变形参数和双重介质参数变化时压力的变化规律,给出了不同情况下的典型压力曲线图。这些结果为油田开发提供了理论依据和试井方法。     

单一介质、双重介质中非定常非达西低速渗流问题

本文建立了单一介质、双重介质非定常非达西低速渗流的数学模型。用拉氏变换求出了单一介质、双重介质非定常非达西低速渗流无穷大地层的解及其长时渐近解。在求解过程中,拉氏空间的特解用格林函数表示。用有限积分交换与拉氏交换求得了单一介质、双重介质非定常非达西低速渗流有界地层的解。从长时渐近解可知,当起始压力梯度λ_B较大时,即非达西低速渗流参数D较大时,非达西低速渗流的压力曲线呈凹型,没有直线段。D越大,压力曲线越上凹。     

多重渗透介质油藏非稳态压力特征分析

在多重介质油藏非稳态压力的半对数曲线上,往往会出现多条“直线段”,但是由于其中各种介质的渗透性不同,使得曲线间存在各种差异,理论推导和曲线特征研究证明,在只有一种介质可以渗流的多重介质油藏的非稳态压力的半对数曲线上,才会出现多条相互平行的直线段,而在多种介质同时具有渗透性时,实际上只有最后的系统径向流段才能在半对数曲线上出现直线段,而其他部分则都是曲线。     

双重介质压力恢复曲线研究及其应用(一)

压力恢复曲线是研究裂缝油藏的重要手段之一。鉴于裂缝储集层结构的复杂性,自从五十年代末以来,相继建立了各种简化的地层模型和流动模式,以研究裂缝油藏中的流体流动。双重介质概念的提出,双重介质中单相弱可压缩流体流动方程的建立,以及这种方程在若干均质简单地层中的近似解和精确解的求得,使双重介质压力恢复曲线的研究得到进一步的深化。     

双重介质压裂直井非稳态井底压力分析

精确求取压裂直井非稳态井底压力,有助于实时监控和预测油井产量。基于渗流控制方程,考虑裂缝与基质的窜流,引入双重介质流体交换系数,建立双重介质油藏非定常流的瞬时压力数学模型。通过数学变换方法、数值反演和轴对称变换解相似方法,求取了井底流压的实数域数值解,并对井底流压进行了敏感性因素分析。分析结果表明:压力曲线可以分为早期线性流、中期径向流、晚期球形流、边界控制流四个阶段;裂缝半长和渗透率比主要影响早期线性流,弹性储容比(基质)和交换系数主要影响中期径向流,表皮系数则主要影响晚期球形流。井底压力的动态分析,为油井的合理配产,提供了一定的技术支持。     

直角断层板状双重介质油藏斜井试井模型研究

在Ozkan等人研究思路基础上,利用点源函数的思想建立了顶底封闭板状油藏试井模型并导出了其基本解。通过引入直角断层、双重介质系统及斜井,利用杜哈美叠加原理、镜像反映原理和Stehfest反演算法,建立并求解了直角断层板状双重介质油藏斜井试井模型,得到了考虑井筒储集和表皮效应影响的斜井无因次压力和压力导数与无因次时间的双对数曲线,讨论了该类油藏斜井渗流特征,分析了窜流系数、弹性储容比、井斜角度以及斜井中心到断层距离对井底压力响应图版的影响,为直角断层双重介质油藏中的斜井试井解释提供一定的理论基础。     

双重孔隙介质低速非达西渗流油藏DST段塞流压力动态分析

在分析实际低速非达西双重孔隙介质油藏中途测试(DST)非自喷井渗流规律的基础上,导出了其有效井径数学模型,利用拉氏变换及特殊物理方程理论．导出了该模型的拉氏空间解析解,并利用简便的Stehfest数值算法进行数值反演．得出了实空间解,绘制了无因次样板曲线。可有效地运用于现场DST段塞流试井分析。     

有界双重介质分形油藏的精确解及动态特征

对一类双重介质分形油藏渗流问题进行了研究,根据分解原理和Bessel函数正交性求出了定产量生产时有界封闭地层和有界定压地层的精确解,利用拉氏变换数值反演方法和近似解析解研究了压力动态特征,分析了分形参数,储容系数和窜流系数对压力动态的敏感性。并比较了近似解析解和拉氏数值反演解之间的拟合情况,说明在一般情况下可利用近似解析解进行压力分析,使得近似解析解可在具体试井分析中使用。从而为油藏工程和渗流力学试井分析提供了一种新方法。     

深部调驱后续水驱渗流特征——以蒙古林砂岩油藏为例

深部调驱是改善砂岩油藏开发效果的重要技术之一,但是调驱后地层孔隙结构发生变化,后续水驱渗流规律与常用的化学驱技术又有所不同,剩余油分布认识更为困难。利用已大规模实施深部调驱技术的华北油田蒙古林砂岩油藏调驱井后续注水压降试井资料,采用双对数导数曲线和压力半对数曲线进行解释,并结合油井生产动态深入认识不同类型试井曲线对应的地层渗流特征。建立了砂岩油藏深部调驱后续水驱的渗流模式共5 种类型,分别为无限导流型、有限导流型、双重介质型、凝胶段塞边界型及均质地层型。对于无限导流型和有限导流型渗流特征,需要进行注采井网调整和继续深部调剖;双重介质型压力导数曲线出现“凹”型特征,调驱后适当进行分注措施;凝胶段塞边界型和均质地层型,可以通过解除油井凝胶的堵塞来改善现有低压油井的地层能量状况。     

低渗透油藏非线性渗流压力动态

研究了低渗透油藏中弱压缩液体低速非线性流。这是一种动边界非线性渗流问题,不能求得其模型的严格解析解。运用平均质量守恒的方法求得了模型的近似解。得到了介质中的压力随时间的变化规律和启动压力梯度对压力变化的影响。结果表明：非线性渗流使压力的传播越慢;当时间较长时,井底压力随时间变化由对数规律变成指数规律,随着开发时间的延长,非线性渗流压力动态与线性的差别变大。研究结果为低渗透介质中弱压缩流体非线性流压力动态分析提供了依据。     

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双重介质裂缝型油气藏在我国油气资源中占有十分重要的地位。该类气藏的共渗流机理和储层物理参数的确定都远远比一般单重介质孔隙型气藏更为复杂和困难。双重孔隙中多相流动与固体变形藕合的作用是双重介质油气层中一个特殊的和复杂的物理现象。针对这一现象,建立了考虑这些比较复杂的物理因素的数学模型,包括基本概念（孔渗饱、介质总体积、质量密度、流体速度和流体压力等表达式）和基本方程（流动方程、质量守恒方程、固体守恒方程以及应力平衡方程）等,采用有限元法对这些方程做了数值解,并计算了实例,得到了满意的结果     

变形双重介质油藏井筒耦合模型及数值模拟研究

针对双重介质地质特征和油气实际流动过程,同时考虑了双重介质的应力敏感特性以及油藏-井筒耦合流动的影响,将变形双重介质油藏渗流与井筒管流作为整体进行研究,建立了变形双重介质径向油藏与井筒耦合单相流动模型;针对模型方程的强非线性,采用无条件稳定的全隐式方法对模型进行离散,应用Newton迭代方法求解,得到模型数值解;并探讨了依赖产量和形状因子的裂缝压力动态变化规律,给出了压力图版。     

双重介质压力恢复曲线研究及其应用(二)

双重介质压力恢复曲线形态的特征是由孔隙结构和流动条件的复杂性决定的。半对数坐标系中一条完整的双重介质压力恢复曲线大致可以分成五个部分:续流段、早期直线段、过渡段、晚期直线段、边界反映段(图1)。早期直线段和晚期直线段互相平行,根据其斜率可以求得裂缝流动系数。     

变形介质油藏试井分析方法

在低渗油田的开发中，变形介质对油田开发和试井曲线有一定的影响。基于变形介质的变化规律，建立非线性基本渗流微分方程，对控制方程进行求解，现采用以下两种方法：①对非线性方程进行线性化，然后对线性化控制方程进行近似解析求解；②建立非线性控制方程的数值差分模型，进行数值求解，并在模型中考虑了井筒储存效应和表皮的影响。分析了渗透率变异系数对压力反应的影响，并绘出了相应的试井图版。分析认为变形介质油藏与常规油藏生产动态明显不同。通过数值解与解析解的结果对比，表明近似解析解是适用的。     

双孔介质油藏抽汲井渗流模型及精确解

双重孔隙介质油藏油井抽汲生产将使井底压力变化十分复杂。通过建立了双重孔隙介质油藏圆形封闭地层中心一口抽汲井渗流模型，考虑到非自喷井极易出现段塞流，给出了段塞流段井筒储集系数修改方法。在综合考虑井筒储集效应、漏失量和表皮系数的情况下，应用拉普拉斯变换和贝塞尔函数对渗流模型求解，得到模型在拉普拉斯空间的精确解，由此可计算出抽汲过程中任意时刻的地层压力和井底压力。     

Smoker方程的新近似式

基于近似联立解平衡线和操作线方程组,导出Smoker方程的简化式。与原方程相比,总理论板数的平均误差约为1％。简化式具有足够高的精度可用于有关的设计,以分别计算精馏段和提馏段的理论板数。     

TTI介质逆时偏移成像

本文基于Alkhalifah的P-SV波频散关系,应用声波近似假设推导了横向各向同性介质(TI)中的声波标量方程组,其中每个方程都含有与时间和空间有关的二阶导数项,并且方程中不含有混合导数项,易于利用有限差分法进行数值模拟。文中采用改进的不完全声波近似假设,从而获得了更长的稳定模拟时间,与采用传统声波近似假设相比,波场传播更加稳定。有限差分数值模拟及复杂模型数据的计算结果表明,TI介质中的声波标量方程组能准确地描述准声波在TI介质中的运动学特征,能很好地进行逆时偏移成像。     

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由于煤层气开采过程中,煤体容易变形, 传统的煤层气井各种测试问题的数学模型都假设渗透率为常数，这对于变形介质煤层的压力空间变化和瞬时变化将产生较大误差.通过考虑煤层的双重介质特征和煤层气的吸附特征及介质的变形，引入渗透率模数建立了变形双重介质非稳态渗流模型。渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的，对于双重介质非稳态渗流模型采用正则摄动法和Laplace变换进行求解，并通过拉氏数值反演得到零阶摄动解。对变形参数和双重介质参数变化时压力的变化规律进行了讨论，用新模型绘制的典型压力曲线将得到更加准确的结果，这些结果为煤层气藏开发提供了理论依据和新的试井模型。     

唐氏孔隙介质波动理论修正

唐应吾先生根据拉格朗日运动方程建立了孔隙介质波动方程组，将具有实际意义的孔隙介质物理参数同波动方程弹性参数建立起直接的联系。     

根据约束孔径旅行时计算横向各向同性介质的弹性常数

用井间排列或VSP排列得到的P波和SV波旅行时可以计算控制P波和SV波在横向各向同性介质中传播的弹性常数。该计算过程分两步进行。第一步,用椭圆速度模型来拟合近轴向旅行时。得到了四个椭圆参数,它们分别表示所选轴附近的P波与SV波的直达波速度与正常时差速度。第二步,用椭圆参数解一个由四个方程和四个未知弹性常数组成的方程组。通过解析法求解该方程组,得到的表达式中的弹性常数是直达波速度和正常时差速度的函数。对SH波而言,由于相速度几乎是椭圆的,所对应的弹性常数估值很容易得到。对均匀介质而言,本文介绍的方法可通过层析成象技术由均匀介质推广到非均匀介质。