多相流数值模拟中复杂地质体网格剖分实现技术

考虑到复杂地质体的网格化剖分建模技术对多相流体数值模拟精准度的影响,提出了基于布点法构建任意多边形、任意约束的PEBI(Perpendicular bisection)多约束、交互式网格剖分实现技术与网格生成算法。网格生成过程包括五个方面:布点;三角剖分;查找不合格三角形,调整点布局;生成泰森多边;进行拓扑重构,生成二维、三维PEBI网格。剖分过程中将直井、水平井、断层等各种约束分别概化为点、线、区约束,基于泰森多边形的拓扑重构,完成PEBI网格的生成。将剖分算法耦合到作者前期开发的可视化建模软件TOUGHVISUAL上,并应用于几种典型复杂情况下地质体网格剖分建模,应用结果显示了本文方法的科学实用性和操作简便性。     

三维网格模型局部骨架交互式提取方法研究

利用种子生长算法获取模型拟提取骨架局部区域,然后在局部区域首尾处交互确定出初始截平面,并自动插值出中间的等分截平面,最后求解几何截面与局部区域网格的截交线,将截交线的几何中心(即骨架点)顺序连接即生成局部骨架。实验表明该方法将人机交互与自动插值相结合生成截平面,算法简单,交互方便,易于控制,并且得出的模型局部骨架较精确。     

油藏任意约束平面域PEBI网格的生成算法

针对油藏任意约束平面多边形区域提出了一种实用的局部正交化网格（PEBI）生成算法。首先对边界顶点和区域内部散乱点按扫描方式排序，依次扫描各点生成新的三角形，再扫描新生成的三角形中不满足Delaunay准则的三角形，进而不断的处理这些不合理三角形最终完成整个区域的三角网格化，最后连接每个三角彤的外接圆圆心生成PEBI网格。剖分过程中采用了弹性平滑和对角线交换优化方法，很容易实现局部区域的最优化剖分。通过平面映射法就可以应用到油藏的三维PEBI网格剖分，因此本算法具有很好的可操作性和实用性。     

基于点云数据三维重建方法的研究

由于三维激光扫描仪采集的点云数据是离散的,这些离散的点云数据由于分辨率有限,缺少灵活性,导致无法满足对实际场景重建出具有几何精确性的模型。为解决上述问题,用Delaunay三角化方法构造网格逼近物体的i维表面模型,把离散的点云数据连续化生成表面模型来模拟场景,实验证明该方法有效。     

分段平移相渗曲线方法校准网格粗化效果

网格粗化就是保持粗化前后两个模型的油藏物性与渗流特征尽可能相同,从而保证模型粗化前与粗化后具有相同的开发效果.采用调和平均和算数平均对渗透率进行粗化,发现粗化后的采出程度与含水率的关系曲线与粗化前存在一定的差别.基于油藏工程理论推导得到油、水相对渗透率(Kro/Krw)与含水饱和度(Sw)的关系曲线的斜率与截距和水油比...     

特低渗透油藏压裂水平井和直井联合井网形式研究

针对特低渗透油藏特点,以某实际油藏为基础,进行了合理压裂水平井直井联合井网形式研究;运用典型地质模型和数值模拟方法,采用局部网格非均匀加密和等连通系数法对裂缝网格进行了处理;综合对比分析了压裂直井注水-压裂水平井采油、压裂水平井注水-压裂直井采油、水平井注水-压裂水平井采油、直井注水-水平井采油、直井注水-直井采油、压裂直井注水-压裂直井采油等6种井网在不同井距排距的开发效果,优选合理井网形式.研究结果表明,该特低渗透油藏开发合理井距排距为200m×160m,应用压裂直井注水-压裂水平井采油井网可以取得较好的开发效果.     

多尺度数值模拟的有限点集-网格元法

为了对不均匀介质中物理场进行更有效的多尺度模拟,提出一种称为有限点集-网格元法的数值方法(finite point-grid element method ,FPGEM).FPGEM是对传统有限元方法的改造,它把网格与节点分离成独立的两套覆盖,采用离散的有限点集对物理场进行多尺度逼近,同时采用网格剖分作为介质分布的几何载体;点集和网格各自扮演不同的角色,发挥不同的功能.FPGEM主要的优点是:由于其节点和网格分离,对场的非均匀性及介质非均匀分布具有双重的多尺度模拟的优势,为一些地球物理问题中的多尺度模拟提供了一种更加灵活、自然的计算框架.     

缝洞型油藏三重介质数值试井模型

基于多重介质渗流的概念模型和数学模型,建立了缝洞型油藏三重介质数值试井模型.该模型是一般三重介质模型的推广,可以很好地反映缝洞型油藏的各种非均质特征,能灵活处理油藏中各种断层和边界,且允许产量的任意变化.采用基于积分的有限差分方法求解,得到三重介质油藏试井响应曲线,分析了其渗流规律:三重介质不同的渗透性致使在半对数曲线上出现两个台阶、导数曲线上出现两个下凹.分别计算了层状非均质地层模型、直线断层模型、变产量模型、复合模型等几个复杂模型的试井响应.该数值试井模型可以进一步考虑缝洞型油藏中具体的裂缝和溶洞,进而推广至缝洞型油藏的两相流试井.     

高含水期油藏数值模拟技术和方法

高含水期油田剩余油在空间分布上具有高度零散的特点,利用先进的网格技术及精细油藏数值模拟技术是寻找这类剩余油分布的最科学、最实用的技术手段.高含水期油田开发层系多、开采历史长、井况变化大,精细油藏数值模拟要求网格细、模型大、模拟周期长.应用流线法和并行算法可极大地提高模拟速度,缩短模拟周期.提出了分阶段模拟的必要性和方法,阐述了动态跟踪模拟的意义及其特点.     

基于GAST模型的突发水污染事故中污染物输移模拟

突发水污染事故后,高效准确模拟预测是快速采取有效防控措施和制定应急预案的基础。采用基于非均匀网格的图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速的水动力及污染物输移数值模型(GPU accelerated surface water flow and associated transport,GAST)对暴雨山洪或溃坝洪水引起的突发水污染事故中污染物输移规律进行了模拟预测。模型采用Godunov格式的有限体积法求解二维浅水方程和污染物输移方程,采用一种基于HLLC(Harten-Lax-Van Leer-contact)的近似黎曼求解器计算单元网格界面通量,采用二阶高精度格式（monotonic upstream-centred scheme for conservation laws,MUSCL）限坡线性重建和龙格-库塔时间积分法实现了二阶精度,同时采用GPU加速计算技术提高模型计算效率。算例结果表明：采用非均匀网格技术局部细化地形复杂区域生成精细网格,地势平坦区域粗化网格,大幅度减少了计算域网格数量,并且在保证模拟精度的同时,提升了模型计算效率。该模型可...     

吉林地区电网调度仿真系统的设计

针对目前地区电网调度员培训仿真系统存在的问题,开发了适合吉林地区的调度培训仿真系统.文章阐述了DTS的系统概念及设计的基本原则,介绍了吉林DTS的软/硬件平台设计、系统功能以及应用情况.该系统在吉林地区的成功应用,极大提高了调度员的素质,有效的提高了吉林电网的安全、稳定和经济运行水平.     

一种新的构建Voronoi图的栅格方法

鉴于构建复杂发生元的Voronoi图的矢量方法的困难性，提出了一种新的栅格方法．该方法是通过确定每个栅格的归属来定义Voronoi区域．为了减少计算时间，设计了一种搜索某个栅格所属最近发生元的方法，它是根据对于该栅格而言发生元栅格所处的象限位置来计算的．利用了地理信息系统软件Arc／Info的功能模块Grid来实现矢-栅数据、栅-矢数据的转换和图形显示．该方法是实现发生元为任意复杂图形的Voronoi图的一种有效方法，与矢量方法相比只有一个栅格的误差，其计算机时随着栅格变小而增加，但随着发生元所占栅格数量的增加而减小。     

Numerical simulation of two-phase flow in fractured porous media using streamline simulation and IMPES methods and comparing results with a commercial software

Streamline simulation is developed to simulate waterflooding in fractured reservoirs. Conventional reservoir simulation methods for fluid flow simulation in large and complex reservoirs are very costly and time consuming. In streamline method, transport equations are solved on one-dimensional streamlines to reduce the computation time with less memory for simulation. First, pressure equation is solved on an Eulerian grid and streamlines are traced. Defining the "time of flight", saturation equations are mapped and solved on streamlines. Finally, the results are mapped back on Eulerian grid and the process is repeated until the simulation end time. The waterflooding process is considered in a fractured reservoir using the dual porosity model. Afterwards, a computational code is developed to solve the same problem by the IMPES method and the results of streamline simulation are compared to those of the IMPES and a commercial software. Finally, the accuracy and efficiency of streamline simulator for simulation of two-phase flow in fractured reservoirs has been proved.     

基于Voronoi图和改进引力搜索算法的电动汽车充电站选址定容

电动汽车充电站的选址定容属于多变量、多约束及高维度的非线性数学问题,针对该问题提出一种基于Voronoi图和改进引力搜索算法(Improved Gravity Search Algorithm,IGSA)的选址定容方法.综合考虑主观权值和客观权值,运用层次分析熵权法,建立以建设运行成本、用户充电时间成本及配网损耗成本为...     

基于GIS的数字油藏模型探讨

为了建立一个能沟通油藏地质和油藏开发的数字化模型,从空间数据信息的角度对数字油藏的实现途径进行了研究,提出在地理信息系统（GIS：Geographical Information System）基础上建立数字油藏模型,并在统一的GIS平台上进行油藏地质研究成果展示和开发动态分析。给出基于二维GIS数据模型的数字油藏的基本框架,并讨论了三维GIS数据模型与数字油藏的关系,提出用多层数字高程模型（DEM：Digital ElevationModel）和三维栅格等多种模型联合建立三维GIS数字油藏模块的实现方法,最后指出了GIS平台下进行数字油藏应用与油藏开发分析设计的前景。     

底水稠油油藏水平井热采开发精细数值模拟研究与应用

新海27块为边底水能量充足的稠油油藏,在精细油藏描述成果的基础上,根据测井解释结果、沉积相研究成果,结合实际生产情况,优选建模方法建立新海27块三维地质模型。在此基础上,结合生产动态数据和有关测试资料,开展历史拟合,量化剩余油分布研究,并进行水平井生产参数优化研究。研究成果应用于该块二次开发取得了较好的效果。     

一种有Voronoi剖分约束的启发式穿越算法

针对移动目标在无线传感环境器网络中的穿越问题,提出了一种带有约束条件的启发式穿越算法。该算法首先建立穿越模型,然后基于局部Voronoi图剖分穿越路径,并引入了布尔函数来对穿越路径边进行约束。移动目标根据探测到的局部或全部传感器节点信息,选择暴露度较小且穿行代价较低的穿越路径实现穿越,这使得所提出的算法更加有效并符合客观实际。理论分析和实验结果表明,该算法实用性和可靠性较高。     

一种保护隐私的LBS近邻兴趣点低通信查询方法

针对利用传统匿名框查询兴趣点返回无用结果过多带来的通信量增大问题,提出结合兴趣点分布的匿名框构造方法.首先,LBS服务器构造以所有兴趣点位置为生成元的Voronoi图,该图将全局地图划分成能够表示用户与兴趣点距离远近的划分单元;然后,利用四叉树将整个Voronoi图组织成层次式树型结构,树型结构的叶子节点代表最小的网格单元,每个网格包含覆盖若干个兴趣点;最后,根据用户提供的假位置信息,返回包含用户位置的子树网格单元信息,用户根据网格单元内的兴趣点Voronoi图划分单元可以获取周围兴趣点分布情况,从而构造包含目标兴趣点在内的查询匿名框,达到保护用户位置隐私、查询内容隐私的目标,同时,有目的的兴趣点查询避免了过多无用兴趣点查询信息带来的通信量增大问题.性能分析及实验表明,提出的方法能够增大攻击者对用户隐私信息的不确定性,并具有较低的通信量.     

油藏数值模拟在压裂先导试验参数优化中的应用

根据高尚堡深层高94断块油藏地质特征及开发要求,以高94断块注水井组为研究对象,采用数值模拟网格加密技术,对水力压裂裂缝长度和导流能力进行优化。优化结果显示注水井井排方向平行于裂缝方向最优,最佳水力裂缝半缝长65 m,最佳导流能力40μm^2·cm。现场应用取得了较好的开发效果,为高94断块及其他区块难采储量的有效开发提供了技术保证和借鉴。     

板料拉延成形的数值模拟与网格试验法

为了对板料拉延进行缺陷预测,在分析板料成形数值模拟和网格试验技术的基础上,采用数值模拟进行拉延成形分析,以及网格试验法进行成形缺陷成因判断,并将两者综合应用进行拉延成形缺陷预测和工艺优化的实例中.