环形裂缝群激发的渗流场之运动学分析

在Ｃａｒｔｅｓｉａｎ 坐标系内,对无限大等厚均质水平地层内上下贯通的有限长直裂缝汇（ 源）激发的渗流场内流体质点的运动学公式（简称“ｔ－ 公式”） 进行了系统和严格的推导和证明。在势流坐标系内,运用平面稳态流速场内流体质点的运动学通式（ 简称“ 平稳场运动学通式”）,给出了ｔ－公式全新的推导过程。对比发现,平稳场运动学通式给出的推导过程非常简洁。运用平稳场运动学通式,结合Ｇａｕｓｓ－Ｌｅｇｅｎｄｒｅ 求积公式,构建了环形裂缝群激发的渗流场内流体质点的运动学近似公式。平稳场运动学通式可作为水驱油技术的理论基础。     

论齐成伟幂比方程作为致密油藏渗流本构方程

岩心渗流测试显示致密油藏渗流是低速非线性渗流,而描写低速非线性渗流本构关系的数学模型已有很多。对已有低速非线性渗流数学模型中引用率较高的姜瑞忠方程、黄延章方程和最新出现的幂比方程进行对比分析,发现:幂比方程为整体可微函数方程,优于两分段可微函数方程形式的姜瑞忠方程和黄延章方程;幂比方程令启动压力梯度似有实无,巧妙地调和了存在启动压力梯度和不存在启动压力梯度两种对立观点,使致密油藏渗流研究不再纠缠于有无启动压力梯度,而姜瑞忠方程和黄延章方程中存在备受争议的启动压力梯度项;幂比方程首次从岩心渗流测试所得数据点的平滑线上拐点的存在,揭示出中速近线性渗流的存在并成功对其描述,而姜瑞忠方程和黄延章方程不具备描述中速近线性渗流的能力。因此,齐成伟幂比方程可作为致密油藏渗流本构方程。     

非线性渗流数值模拟软件研制和推广应用

根据前苏联科学家建立的单相渗流广义达西定律，推广为多孔介质中两相渗流的达西公式，建立了流体非线性渗流的渗流方程、数学模型；用全隐式离散法建立了代数方程；用牛顿——拉夫松迭代、带预处理的多种共轭梯度类解法解代数方程；编制了非线性渗流平面二维二相油藏数值模拟软件。在王场油田潜三段北断块Eq3q3^1 3～6Ⅰ及八面河油田面4区Es3中2 1Ⅱ进行了初步应用，应用效果良好。     

二次压力梯度三孔渗流模型及非线性渗流特征

裂缝孔洞型三孔介质储层渗流的非线性特征十分明显，其渗流模型中的非线性项不应被忽略。针对裂缝孔洞型三孔介质储层，建立了二次梯度不稳定渗流数学模型。利用变量代换，将渗流模型线性化，求得了拉氏空间下的解析解，采用数值反演法得到了实空间的解。利用模型的解，编程绘制了典型的非线性渗流特征曲线，其反映了裂缝孔洞型三孔介质储层溶蚀孔洞和基质分别向裂缝窜流的特殊流动阶段。此外，分析了二次压力梯度非线性系数、溶洞向裂缝窜流的窜流系数、基质向裂缝窜流的窜流系数等对渗流特征曲线的影响。最后，通过对比常规线性渗流模型的渗流特征曲线，定量研究了受不同二次压力梯度非线性系数影响时非线性与线性渗流曲线之间的差异。结果表明，因受二次压力梯度非线性系数的控制，非线性渗流特征曲线明显偏离线性渗流特征曲线，且偏离量随时间和非线性系数的增加而增加。新建立的二次压力梯度三孔渗流模型，可精准描述缝洞型碳酸盐岩储层的渗流特征。     

低渗透油层不能产生高速非达西流——对《低渗透储层容易产生高速非Darcy流吗?》一文的讨论

没有任何一位学者的研究结果显示"低渗透储层容易产生高速非达西流"。Forchheimer公式一直被应用于高速气体渗流,该式经变形可得到气体渗流方程,导出的非达西渗流湍流系数理论方程与经验公式是一致的,进而认为Forchheimer公式中的非达西流湍流系数经验公式是正确的。有学者之所以否定Forchheimer公式中的非达西渗流湍流系数经验公式的正确性,其主要源于错误地描述了湍流阻力系数与雷诺数的函数关系。进一步研究给出了Forchheimer公式的线性化求解非达西渗流湍流系数的方法。     

特高含水期油藏非线性渗流数学模型

用Forchheimer运动方程取代常规的达西运动方程,建立特高含水期非线性渗流的径向无因次数学模型,该模型为一组非线性偏微分方程。用Laplace变换、差分离散和Stehfest数值反演等数学算法求解数学模型,编制了模拟计算程序。根据所求结果做出井底流压及产量曲线,并分析特高含水期油藏开采的规律。     

气井控制储量评价方法

评价气井控制储量是调整气田开发井网的重要环节,关系到气井工作效率和气藏最终采收率.针对气体非线性渗流问题,采用Russell拟压力函数和Meunier拟时间函数对气体非线性渗流控制方程组线性化,得到了与液体渗流控制方程组参数一一对应的气体渗流控制方程组.使用Duhamel褶积和拟稳态流动方程导出了简约的广义拟稳态渗流控制方程,反映了封闭气藏中气井在变产量同时变流压条件下的拟稳态生产动态特征,由此建立了利用生产数据评价气井控制储量的计算方法,可用于普通直气井、有水力垂直裂缝的直气井以及普通水平气井.通过实例分析给出了该方法的应用步骤和主要计算公式.     

正确认识气藏高速非达西流湍流系数

文中给出了Forchheimer非达西渗流方程的二项式解。试井实例表明,利用二项式得到的非达西渗流湍流系数计算的产能与经验公式计算结果一致,说明了湍流系数可用于气藏工程产能预测和气藏方案设计。笔者导出的非达西渗流湍流系数理论方程与湍流系数经验公式具有一致性。理论方程分析可知,渗透率越低,非达西渗流湍流系数越高;高渗透储层不一定比低渗透储层更易产生高速非达西流气藏,不能根据非达西渗流的湍流系数来判断,而应根据储层流动的雷诺数高低来判断。     

非线性渗流数值模拟软件研制和推广应用

根据前苏联科学家建立的单相渗流广义达西定律，推广为多孔介质中两相渗流的达西公式，建立了流体非线性渗流的渗流方程、数学模型；用全隐式离散法建立了代数方程；用牛顿一拉夫松迭代、带预处理的多种共轭梯度类解法解代数方程；编制了非线性渗流平面二维二相油藏数值模拟软件。在王场油田潜三段北断块Eq33^1～6Ⅰ及八面河油田面4区Es3中21Ⅱ进行了初步应用，应用效果良好。     

考虑启动压力和二次梯度的压裂井稳态渗流模型

从质量守恒原理出发,推导了考虑启动压力梯度和二次压力梯度非线性单向渗流微分方程.并通过变量代换,将渗流方程线性化,获得单向稳定渗流模型的解析解.再利用保角变换将压裂井复杂的平面流动转化为简单的单向流动,最终获得考虑启动压力梯度和二次压力梯度的压裂井产量公式.通过对比分析可知:只考虑启动压力梯度或二次梯度项所得产能公式都是文中公式的特例;忽略二次梯度项将使计算所得产能偏低,忽略启动梯度项将使计算所得产能偏高,且误差随二次梯度项系数和启动压力梯度的增大而增大.     

弹性油藏中多相渗流的流-固-热耦合数学模型

基于对油藏中三大物理场（流体力场，固体力场及温度场）的系统分析，综合运用渗流力学，岩石力学，热力学理论，建立了一个全新的油藏渗流的流－固热耦合模型，该模型假设岩石骨架是可变形的，油藏内热量按热力学定律自由传递，孔隙流体压力和热应力会导致岩石骨架的变形；反之，岩石骨架的变形又会导致储渗特性和孔隙流体压力的改变，还会导致温度场的改变。建立了安全耦合的流体渗流方程、岩石变形方程和温度场方程，三者之间互含耦合项，互不独立，只能联立求解。给出了模型的数值求解思路。该文所建立的模型实现了油藏中渗流、变形，变温三者间真正意义上的耦合，较之已有的油藏渗流模型更能反映油藏的实际，是对油藏传统渗流理论和流固耦合力学理论的发展，能广泛运用于石油工程许多领域，该模型同时也为编制流－固－耦合应用软件提供了理论依据。     

井眼周围可变形储层流-固耦合数学模型

基于该储层模型假设,运用岩石力学和渗流力学的有关理论和方法,建立了流-固耦合变形的本构方程、几何方程、平衡方程和渗流方程,导出了可变形储层的流-固耦合渗流与变形基本模型.该模型不仅考虑了介质变形对流体质量守恒和孔隙流动压力对介质变形平衡的影响,也考虑了变形对流体流动的影响以及岩石力学性质的动态变化特征.该模型可用于研究井眼周围储层的变形及渗流规律.     

储层流固耦合的数学模型及其有限元方程

利用有限元方法,建立了一个描述可变形饱和储层中流体流动的数值模型。该模型由一组完全耦合的控制方程组成,包括岩石骨架的平衡方程和流体在多孔介质中流动的连续性方程,模型中采用了基于Mohr-Coulomb屈服面的弹塑性本构关系。利用有限元方法得到了控制方程中未知的位移和流体压力在几何域上的耦合解。用全隐式数值格式对上述方程在时间域上进行求解,得到了完全耦合的有限元离散方程,并研究了该数值模型的稳定条件。该模型在石油工程中有广泛的应用,为可变形饱和油藏流固耦合渗流的数值模拟奠定了理论基础。     

A new rigorous two-phase kinetic model for accurate prediction of the asphaltene deposition rate during the oil flow in porous media of petroleum reservoirs

Asphaltene formation and deposition in oil reservoirs are the most important problems in petroleum industry. A new rigorous two-phase kinetic model for simulation of flow behavior considering the asphaltene deposition process is presented in this work. All governing equations considering the proposed new adsorption kinetic model are solved by finite difference method. The presented model is validated using the most accurate available data and different oil samples. The proposed approach can be used for accurate evaluation of the effect of asphaltene deposition on the oil flowing condition in porous media of petroleum reservoirs.     

An Experimental-based Numerical Simulation of Two Phase Flow Through Porous Media: A Comparative Study on Finite Element and Finite Difference Schemes

In this study, the nonlinear partial differential equations governing two phase flow through porous media are solved using two different methods, namely, finite difference and finite element. The capillary pressure term is considered in the mathematical model. The numerical results on a 2-D test case are then compared with the experimental drainage process and water flooding performed on a glass type micromodel. Based on the obtained results, finite difference technique needs less computational time for solving governing equations of two phase flow, but findings of this method show less agreement with the experimental data. The finite element scheme was found to be more adequate and its results are matched well with the obtained experimental data.     

DST段塞流的非线性模型及新型典型曲线拟合法

本文考虑了不稳定渗流扩散方程的非线性项，建立了段塞测试的非线性模型，研制了新型典型曲线，并进行了实例应用。     

油,水二相流固耦合渗流的数学模型

为了正确模拟油藏中流体流动的动态过程，必须考虑由于注水和开采而引起的多相流体的流动、应力状态的变化和储集层变形之间复杂的相互作用。但由于这种问题的控制方程是三维非线性耦合方程，因此，很难模拟这种耦合作用。利用广义的Ｂｉｏｔ理论建立了一个完全耦合的数学模型，它描述可变形油藏中岩石变形和油水流动的这种相互作用。模型中假设岩石骨架具有弹塑性特性，流体是可压缩的。以岩石骨架位移和油水压力为未知变量所建立的控制方程，包括岩石骨架的平衡方程和流体（油、水）的连续性方程。所建立的流固耦合模型在石油工程，特别是在油藏数值模拟中有广泛的应用。参８（陈志宏摘     

两性疏水缔合聚丙烯酰胺(AHAPAM)溶液孔隙介质流动行为研究

研究了AHAPAM溶液孔隙介质内流动过程的宏观与微观运移,及其在该过程中的聚集态变化和孔隙内溶液分布及变化特征;对流动过程中影响溶液黏弹性的因素进行分类和讨论.压力变化趋势表明,AHAPAM溶液孔隙介质传播分阶段进行,有效黏度前锋流速远低于体积流速;孔隙内溶液的波及效率和深度大于传统PAM溶液,且在剪切变稀区仍可提高波及效率.孔隙流动前后的溶液性质研究表明,入口效应、吸附和剪切作用是溶液黏度降低的主要原因,其中吸附逐渐达到饱和,剪切和入口效应稳定存在.孔隙内聚合物分布研究表明,溶液在孔隙介质中的微观运移不受压力影响,虽然速度缓慢,但可进一步提高波及能力.