幂律-牛顿流体圆管分层层流的数值模拟

从流体力学中N－S方程出发，建立了幂律－牛顿流体圆管两相分层层流流动的数学模型。通过幂律－牛顿流体两相分层层流的相互作用的流体力学分析，提出了两相流动界面的耦合条件，从而得到了一组完整描述幂律－牛顿流体两相圆管分层流的数学方程，由于非牛顿流体的N－S方程是非线性，求解析解十分困难。通过巧妙的线性化方法，再通过数值求解幂律－牛顿流体分层流的数学方程，得到了对工程实际应用有重要价值的流动规律。应用幂律－牛顿流体圆管两相分层层流的流动规律，可以实现部分高粘幂律流体的高效输送，其节能效果十分惊人。     

幂律流体同心环空螺旋流数值模拟

环空螺旋流是钻井液在钻井作业中常见的一种流型，怎样方便、快速及高精度地计算其流速场与压力梯度是一个重要工程问题。提出直接利用线性化迭代法求解幂律流体在环空中螺旋流的流场及压力梯度，避免了求解非线性方程组而可能出现迭代发散的问题，该线性化迭代算法真实可信，精确度高。使用线性化迭代算法，仅以求解两个三对角线性方程组为一次循环，运算速度快，占用时间少，精度高，收敛性得到可靠保证，是矿场使用的好方法，为矿场作业中水力参数设计提供了科学依据。     

有限差分法在低渗油藏数值模拟中的应用

在低渗透油藏中存在着启动压力梯度,其渗流不再符合达西定律。本文考虑启动压力梯度及毛管力的影响,建立径向水驱油两相渗流微分方程,并利有限差分法进行数值模拟。对于低渗油藏由于启动压力梯度及毛管力的作用,不仅增大了原油的开采难度,而且降低了原油的最终采收率。因此,低渗透油藏强化注水以扩大生产压差,从而改善开发效果。     

宾汉、幂律流体在偏心环空中流动的计算机仿真

根据1987年Luo和Peden提出的方法,利用数值计算语言MATHCAD并结合现代计算机计算技术,对宾汉、幂律流体在偏心环空中流动做了数值模拟,并与工程上流行的平板模型和当量间距模型进行了比较,指出了它们的不足及使用范围,这种计算方法可以避免盲目使用平板模型和当量间距模型计算所带来的误差.实例计算结果表明,这种计算方法具有精度高、运算时间少、运算速度快、占用计算机存储量小的特点,明显比一般数值计算优越.由这种计算方法与目前工程上应用较广的计算方法相比可以看出,偏心越大,压力梯度越大及流核越大时,平板模型和宾汉简化计算模型、幂律当量间距模型的误差越大,最高分别在14.67%～65.68%、56%～52%以上.在大偏心、小流性指数与小流量时,用该计算方法进行精确计算,可避免因工程设计误差而导致的工程事故.     

小井眼固井一维顶替流理论研究

根据非牛顿流体力学理论,研究了一维顶替两相流流动机理,利用数值计算技术求解了顶替流流场,其理论研究所得的规律符合试验规律,研究结论还纠正了目前流行的2类错误模式,为现场施工提供了可靠的科学设计水力参数的依据。     

基于系统稳定性的复杂断块油藏水驱产量预测

根据不同的采收机理,将油藏系统划分为四个生产阶段.重点分析油藏系统在水驱阶段的内部稳定性和外部稳定性,据此加强对油藏的管理及精细描述.从物理意义方面改进标准Yang氏水驱动态诊断方法,利用油藏系统在水驱阶段的稳定性和改进后的方法对复杂断块油藏进行产油量预测.在进行产量预测时无需计算油藏的孔隙体积,故该方法更适合于含油区...     

小井眼固井一维顶替流理论研究

根据非牛顿流体力学理论 ,研究了一维顶替两相流流动机理 ,利用数值计算技术求解了顶替流流场 ,其理论研究所得的规律符合试验规律 ,研究结论还纠正了目前流行的 2类错误模式 ,为现场施工提供了可靠的科学设计水力参数的依据。     

幂律流体在偏心环空中流动的Hanks稳定性参数

在水平井的钻井和固井作业中,井的环空是偏心环空,而偏心环空不同于圆管和同心环空,它是几何边界不规则的区域,从而给判定非牛顿流体在偏心环空中流动的稳定性带来了巨大的困难。利用幂律流体在偏心环空中流动的数值解,研究汉克斯(Hanks)稳定性参数,得到了如下重要规律:Hanks稳定性参数的最大值和最小值分别在偏心环空的最宽边和最窄边处,符合已有的实验观察结论;Hanks稳定性参数的最大值和最小值总是在靠近钻柱壁的位置处,即层流的失稳点总是从钻柱壁附近开始发生,然后发展到整个环空,这点对钻井和固井是极端不利的;偏心越严重,则在偏心环空的最宽边和最窄边处的最大Hanks稳定性参数相差越大,一般大于5~100倍,这充分地说明了偏心时最宽边处早已是紊流但是最窄边却仍然是层流,符合实验和工程实际情况。表明了汉克斯(Hanks)稳定性参数对水平井的钻井和固井作业中水力参数的科学设计具有重要应用价值。     

流体流经自然岩石裂缝的数值模拟

避开自然裂缝面的复杂数学描述，直接利用正态分布数值生成自然岩石裂缝的宽度，然后利用Reynolds方程对流体流经狭缝的描述，采用先进的线性化方法与数值迭代技术，对变系数的Laplace方程求解，最后与惯常的平板模型计算的流量结果进行了对比，二者相差甚大。本文的研究为裂缝性油气藏开发中矿场设计水力参数提供了科学依据。     

新型水驱动态诊断模型的现场数据例证与分析

引入国外一种新型水驱动态诊断方法。目的是分析、评价上述方法对国内油田的适用性。为此,详细介绍了该方法的数学模型、适用的油藏及开发阶段条件。并用国内已有文献及现场数据作了该方法应用的实例分析。检测用该方法作产量预测、生产动态诊断方面的应用。基于该模型的时间相关性所作出的水驱产量预测结果与实际情况的对比说明该方法具有理论完善、计算简便的优点,恰当的使用该方法将有助于水驱油藏的优化开采。