基于有限体积法的裂缝性油藏两相流动模型

针对裂缝性储层中裂缝分布的强非均质性和多尺度性,提出了一种多尺度离散裂缝两相流动模型的数值求解方法。该方法将n维模型中大尺度裂缝降维处理成n-1维实体,并基于格心形式的有限体积法对模型进行了离散,建立了数值求解格式,这些处理方法对降低求解时间及内存需求有显著影响。该方法具有严格的物理意义,保证了模型在局部范围内仍然遵循守恒定律。通过建立上游权值的有界高阶迎风格式,解决了一阶迎风格式所产生的假扩散现象以及大尺度裂缝与基质-微裂缝界面处饱和度突变引起的非物理振荡。使用IMPES顺序求解法对模型进行求解,通过结果对比证明了模型准确性。     

Application of control volume based finite element method for solving the black-oil fluid equations

This is the second paper of a series where we introduce a control volume based finite element method （CVFEM） to simulate multiphase flow in porous media. This is a fully conservative method able to deal with unstructured grids which can be used for representing any complexity of reservoir geometry and its geological objects in an accurate and efficient manner. In order to deal with the inherent heterogeneity of the reservoirs, all operations related to discretization are performed at the element level in a manner similar to classical finite element method （FEM）. Moreover, the proposed method can effectively reduce the so-called grid orientation effects. In the first paper of this series, we presented this method and its application for incompressible and immiscible two-phase flow simulation in homogeneous and heterogeneous porous media. In this paper, we evaluate the capability of the method in the solution of highly nonlinear and coupled partial differential equations by simulating hydrocarbon reservoirs using the black-oil model. Furthermore, the effect of grid orientation is investigated by simulating a benchmark waterflooding problem. The numerical results show that the formulation presented here is efficient and accurate for solving the bubble point and three-phase coning problems.     

裂缝性底水油藏水平井三维油水两相有限元数值模拟方法

建立了裂缝性底水油藏水平井三维油水二相的数值模型。与以往不同的是，该模型应用有限元方法进行差分离散，并将油水井视为单元的边界进行处理，选用任意形状六面体（曲边）单元和等参元变换以及隐式压力和隐式饱和度交替求解的方法。该模型可用来模拟计算裂缝性油藏（带边水或底水）的直井或水平井以及直井－水平井联合井网的开发问题。本模型对一裂缝性底水油藏水平井开发过程进行模拟计算，获得了一些对实际油藏工程有用的结论。图５表１参４（陈志宏摘     

多孔介质内原油渗流模型及数值计算

数值模拟可为油藏开发及采油设备的更新提供数据参考。采用Fluent计算软件建立了采油井筒及周围地区含泥砂稠油渗流模型,针对不同的渗流情况,对防砂管附近的原油渗流运动进行模拟,计算并分析模拟数据。分析结果认为,在渗流较大的压力作用下,防砂管很容易发生变形断裂等损坏;在流体流出多孔介质区域时,速度增加很明显,在管内容易碰撞,进而在封闭的环境下对防砂管内壁造成侵蚀,影响防砂管的使用寿命;在防砂管的设计中应使防砂管的结构性能沿竖直方向从中心到两端逐渐变强,从而提高防砂管工作的整体平衡性和受力均匀性。     

岩石气水两相渗流的玻璃刻蚀驱替实验与有限元数值模拟对比

岩石微观可视化两相渗流特征研究对于油气田开发具有重要意义。分别采用微观可视化玻璃刻蚀驱替实验和有限元数值模拟对岩石中微观气水两相流体的动态渗流特征进行了研究,并将数值模拟结果与微观玻璃刻蚀驱替实验结果进行了对比验证。结果表明,有限元数值模拟结果与玻璃刻蚀驱替实验结果基本一致。气水两相流驱替实验过程中存在明显的指进现象;驱替结束后,分布在大孔喉和与大孔喉相连的孔隙中的水被驱替,未被驱替的水主要分布在小孔喉、小孔喉控制的大孔隙和孔隙盲端;单相渗流达到稳态后,流动通道中心的流体流速比入口处流体流速大,孔喉半径越大,压力降低越慢。微观玻璃刻蚀驱替实验方法能较好地观测微观指进现象和气体在通过狭窄喉道时的运移跳跃现象,而有限元数值模拟方法则具有成本低、易于操作、实验可重复性高等优点。微观玻璃刻蚀驱替实验与有限元数值模拟相结合研究气水两相渗流效果更佳。     

Evaluation of gas wettability and its effects on fluid distribution and fluid flow in porous media

The special gas wettability phenomenon of reservoir rocks has been recognized by more and more researchers.It has a significant effect on efficient development of unconventional reservoirs.First,based on the preferentially gas-covered ability and surface free energy changes,definition and evaluation methods have been established.Second,a method for altering rock wettability and its mechanisms have been studied,surface oriented phenomena of functional groups with low surface energy are the fundamental reason for gas wettability alteration of rock.Third,the effect of gas wettability on the surface energy,electrical properties and dilatability are investigated.Last,the effects of gas wettability on capillary pressure,oil/gas/water distribution and flow are investigated with capillary tubes and etchedglass network models.The gas wettability theory of reservoir rocks has been initially established,which provides theoretical support for the efficient production of unconventional reservoirs and has great significance.     

特低渗透油藏CO2驱油多相渗流理论模型研究及应用

根据一系列实验成果,对特低渗透油藏CO₂驱油渗流数学描述进行了理论研究,建立了特低渗透油藏CO₂驱油渗流数学模型。该模型能反映特低渗透储层CO₂混相和非混相驱油过程中油和CO₂的混相作用以及水、油、溶剂(CO₂)的相互作用与传输、质量的相互转换,包括对流扩散、质量转换和气、液间的转换,并能反映各相流体的非达西渗流、相对渗透率及有效黏度等特性。运用该模型在扶杨油层进行了注CO₂开发试验,取得了较好效果。     

高阶自适应有限元三维直流电阻率正演方法及其在沁水盆地煤气层压裂监测中的应用

自适应有限元解的精度主要受单元大小和形函数阶数的影响,为了得到高精度的有限元解,需要将网格自适应加密到足够的密度或者在网格中应用较高阶数的形函数,但这会大大增加计算时间,同时消耗大量计算资源.为提高有限元解的精度并节约计算资源,应用h型自适应加密算法并结合高阶形函数实现了三维直流电阻率模型的正演.在程序实现过程中,通过...     

基于DEM数据体的山地地形地类划分方法及在物探经济技术评价中的应用

塔里木盆地山前冲断带地形起伏剧烈,山体风化剥蚀严重且地表类型复杂多样,地震采集前期野外踏勘存在周期长、成本高、不全面等诸多问题,长期制约着油田地震采集项目成本测算和方案优化决策效率。为此,提出了一种通过数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)数据体提取地形特征要素以量化评价炮、检点地形地类的方法,首先利用数理统计方法确定起伏度、坡度2个地形特征要素的最佳计算邻域大小和划分区间,然后引入纵深距离进一步弥补这2个地形特征要素在综合表征地震采集施工难度中的不足。实际应用表明：该方法能够有效提高踏勘精细程度、准确反映施工难度;地形地类划分周期由以往的1周以上缩减至2天以内,从而为客观、公正地开展经济技术一体化评价和优化采集方案提供有力支撑。