薄互层油藏层间干扰数值模拟研究

层间非均质油藏在多油层合采和笼统注水的条件下,表现出严重的层间矛盾,影响着其开采速度以及最终采收率。因此,针对层间干扰问题,进行了数值模拟研究。针对影响层间干扰的7个主要因素,包括平均渗透率、渗透率级差、平均黏度、层数、单层厚度、井距、压差,设计了3个水平正交试验,分别研究了有隔层情况下正反韵律以及无隔层情况下正反韵律油藏的干扰情况。结果表明,随渗透率级差的升高层间干扰增大,油藏整体采收率明显下降;探讨了各个因素对多层油藏合采层间干扰的影响大小及其变化规律,确定了渗透率级差是层间干扰最主要的影响因素。研究成果为该类油藏进行层系调整及相应开发部署提供了一定的理论依据。     

多级离心泵内动静干扰流场的数值模拟

为了分析离心泵内动静干扰作用和压力脉动特性,基于Fluent软件并运用滑移网格技术求解了三维非稳态Navier-Stokes方程和标准的κ-ε湍流方程,并对内部流场进行了多工况非定常数值模拟。计算得出了离心泵的性能曲线,还得到了内部的压力和速度分布以及在不同流量下的压力脉动时域和频谱特性。计算结果表明,叶轮出流因受到导叶叶片头部的阻挡干扰,导致局部流体出现涡流;各工况下离心泵内压力脉动呈明显的周期性变化规律;叶轮与导叶间动静耦合处的压力脉动主要受叶频的影响,叶频是流道内压力脉动的主频;不同流量下主频相同,但主频振幅稍有不同;旋转叶轮与静止导叶间的动静耦合作用是压力脉动的主要来源。     

油气输送站场内外阴极保护系统间干扰数值模拟

为了研究油气输送站场内、外阴极保护系统间的干扰问题,通过分析系统间干扰与单一阴极保护系统在数学模型和数值处理方法上的差异,采用数值模拟技术对站场内、外阴极保护系统间的干扰进行了研究,并利用室内模拟实验对干扰数学模型和计算方法进行了验证,同时根据实际案例计算分析了系统干扰程度的影响因素和影响规律。数值模拟结果表明：站内阴、阳极电场的叠加电场强度决定了站外管线所受的干扰程度及规律;由于站内阴极保护系统阳极地床类型及设置位置不同,叠加电场的强弱也不同,干扰程度的差异较大;随着站内阴极保护系统输出电流和土壤电阻率增大,叠加电场强度增加,干扰程度增大;站外管道干线的电位控制点应设置在距干扰侧一定距离之外,以避免站外阴极保护系统输出电流产生较大波动。     

黏弹效应改善聚驱效果的数值模拟研究

根据前人实验研究成果，建立黏弹效应本构方程；以临界德博拉数法和临界黏弹流速法作为发生黏弹效应门限的判断方法，建立考虑黏弹效应的数学模型，提出了相应数值计算方法，用编制的软件，结合大庆油田聚合物驱实际，以对比计算方法研究了黏弹效应对聚合物驱油效果的影响。结果表明：聚合物驱油过程中的黏弹现象常发生于注入井与生产井的近井区域，能够起到提高采收率，降低含水率，抑制高渗层水淹的良好驱油效果。对比黏弹模型与原模型的分层吸水，产油，产油量变化，认为利用黏弹效应开发中，低渗层，可使之成为增产主力；生产井附近的黏弹效应可使中，高渗层产油能力反弹，能够提高驱油效果。图1表3参7（黎洪摘）。     

狮子沟油田油藏数值模拟研究

油藏数值模拟是应用数学模型，结合油藏地质学，油藏工程学重现油田开发的实际过程，用来解决油田实际问题。进行油藏数值模拟研究的目的主要是用数学模型原理再现油藏地下真实动态。狮子沟N1油藏目前处于开发的中前期，在开发过程中暴露出含水上升、水淹严重、地层能量不足等方面的问题。本次数值模拟的目的是再现狮子沟N1油藏投产初期到目前的开发历史，对生产动态过程进行拟合，研究油藏油水运动规律并建立预测模型，呈现地下剩余油饱和度场、压力场分布状况。并进行综合调整方案编制和指标预测、对比，寻求改善狮子沟N1油藏开发效果的有效途径。     

煤层气数值模拟信息系统的研究

从我国的煤储层特征出发,分析了适合我国的煤层气数值模拟信息系统需求状况,讨论了系统的设计思路,提出了以C/S为架构的应用系统、数据库和数据服务平台的三层式系统结构,并对系统功能进行了设计。该系统能方便煤储层内流体运移规律的定量描述,能准确进行井和区块产能的预测和评价,为制定合理的开发方案提供理论依据,从而达到经济开采的目的。     

波纹聚结板表面粗糙效应数值模拟研究

为研究波纹聚结板表面粗糙效应对油水分离的影响及机理,通过在聚结板表面设置不同形状粗糙元组对板进行粗糙化,采用FLUENT对粗糙化前后聚结板板间流域两相流体积分数分布及沿程上下壁面压力变化进行模拟。研究结果表明:聚结板表面设置粗糙元后,油水两相分层更明显,在横截面对称轴处,最高点相对于最低点油相体积分数提高约10%;聚结板表面设置半球形及圆柱形粗糙元的油水分层效果接近,且优于设置圆锥形粗糙元,在横截面对称轴Y=0. 014m处,前者较后者体积分数差最高可达约60%;聚结板设置粗糙元处出现了微小的压力波动,上壁面波峰处及下壁面波谷处压力相对于无粗糙元发生了一定程度的向上偏移,其他部分压力不变,加剧了聚结板沿程上下壁面的压力差,提高了油相在板间流动时上下波动碰撞的压差动力。所得结论可为聚结板的结构优化设计提供参考。     

考虑渗流参数时变效应的高渗透油藏数值模拟技术

水驱开发油田进入中高含水期后储层物性时变效应愈发显著,传统数值模拟软件无法精确表征储层物性的动态变化过程.考虑高渗透油藏的渗流参数时变效应,在传统的黑油数值模拟软件中增加了统一的物性时变模拟框架,即以面积加权的达西流速计算瞬时面通量、用曲面插值算法计算任意面通量和饱和度下对应的各相相渗,以模拟任意的物性随冲刷时长的变化过程.将时变数值模拟技术应用于自研模拟器中,对某海上高渗疏松砂岩油藏进行了分析.结果表明,时变数值模拟比常规数模模拟对水驱效率和最终采收率预测更为精确.时变数值模拟技术为油田剩余油研究和挖潜提供了依据,对水驱油藏后期开发预测具有重要意义.     

煤层边界薄层介质干扰反射的模拟研究

美国主要含煤盆地的高分辨率地震记录揭示了与干扰反射有关的潜在复杂问题。由于地质边界条件的差异,这些问题与油气勘探中所遇到的问题有所不同。该模拟研究对一次反射的叠加效应和单个子波叠合和复合反射效应均作了研究。为了提供合适的地球物理模拟参数,运用经过修改的 Lindseth 关于声波阻抗和速度之间线性关系的经验公式,根据密度测井资料提取了速度信息。根据密度和合成声波测井资料生成的合成地震记录与所处理的地震资料完全吻合。用150赫雷克子波与计算模型相褶积,其结果表明,特定的异常复合反射是由一次反射的叠合结果所引起的。由于后继一次反射旅行时的延迟,以及相长或相消干扰的影响,所研究层位的初始反射的特征会被明显地改变。若识别不当,就会导致错误解释。地层模拟技术进一步提高了地震资料解释处理的精度,并显示其与地震资料之间有着密切的关系。这就意味着,有必要运用更精确的分析方法对复杂的高分辨率地震资料进行解释。     

周期注水的油藏数值模拟研究

本文总结了迄今为止国内外周期注水研究取得的主要成果。利用ＶＩＰ模拟器和两层地质模型首次进行了周期注水的油藏数值模拟研究。研究表明，在周期注水改善开发效果中，各种力所起的作用大小不同，毛管力的作用是主要的，弹性力的作用是次要的，重力基本不起作用。     

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。     

油藏数值模拟技术在试井分析中的应用

本文从渗流模型及数值求解方法两方面概述了油藏数值模拟技术现状,针对油藏数值模拟在软件技术上的成熟性,提出了油藏数值模拟技术应用于试井分析,建立数值试井方法和理论这一新方向,并提出了数值试井技术在地质、采油及油藏工程方向上的具体应用。     

弱凝胶室内驱油实验的数值模拟

为了搞清渤海旅大油田弱凝胶调驱工作参数,在矿场试验的基础上开展了室内驱油物理模拟实验和数值模拟研究。应用CMG STARS模拟器进行厘米级别岩心的数值模拟,在室内水驱实验、弱凝胶调驱、多轮次凝胶调驱等拟合的基础上,结合旅大油田矿场试验研究成果,获取了描述弱凝胶调驱的重要物化参数。综合给出旅大油田矿场级别数值模拟所需物化参数,提高了拟合精度。     

近井带有机伤害解除的数值模拟

近井带温度、压力和组分等条件的变化会导致原油中的胶质、沥青质等有机物在油层孔隙内部沉积,降低渗透率,造成近井带油层伤害,而利用注入有机溶剂浸泡来解除近井带有机污染是一种有效的方法。文中建立了一个利用有机溶剂吞吐解除油层有机伤害的数学模型,并进行了数值求解。同时,针对一个实例,模拟了溶剂注入速度、注入量、闷井时间对渗透率改善效果的影响,并对改善效果进行了预测。矿场应用结果表明,该方法效果较好。     

PDC钻头表面流场的数值模拟

用数值方法解非牛顿流体流动的控制方程来研究PDC钻头表面的泥浆流动,以81/2“钻头为实例计算了钻头表面的流场和压强分布,计算结果和实际情况基本符合.其方法对PDC钻头的布齿设计有实用价值.     

不同渣油掺炼比对催化裂化产物分布影响的数值模拟研究

利用石油大学重质油实验室和清华大学共同开发的渣油催化裂化提升管反应器三维气，固两相数值模拟软件NUMOCORR－Ⅱ，对具有复杂喷嘴分布的燕山石化I催化提升管反应器，进行了不同渣油掺炼比对催化裂化产物分布影响的数值模拟研究，结果表明，当掺渣比增加9％时，轻质油收率下降2．7％，焦炭收率增加0．3％，在掺渣比增加后，若不相应调整操作条件，反应转化率下降，造成轻质油收率明显降低，因此，在增加掺渣比后，优化反应条件，达到最佳反应深度至关重要的。     

叶片式气液分离器的数值模拟研究

利用计算流体力学方法对叶片式气液分离器内的流场进行数值模拟研究,主要研究气相速度以及旋流叶片的倾角对气液分离器压降以及液滴脱除效果的影响。结果表明:气液分离器压降与气相进口速度的平方呈正比;大直径液滴在气液分离器内呈现“V”型分布,且气相速度以及旋流叶片角度对其影响显著,除雾效果高;小直径液滴在气液分离器内呈现较为均匀的分布,相较于气相速度,旋流叶片角度(15°)更能显著影响其脱除效率。     

启动压力梯度等效数值模拟的应用

目前启动压力梯度的数值模拟技术尚不成熟,虽能进行机理分析,但由于运算量过大还未广泛应用于实际油藏开发。鉴于启动压力梯度设置的复杂性,在Eclipse软件的基础上,针对特低渗透油藏启动压力梯度变化大的特点,在不同渗透率级别下应用THPRES关键字设置平衡分区,研究了启动压力梯度等效数值模拟的应用方法。该方法能够大大地减少整体工作量和计算量,可大规模应用于实际区块油藏数值模拟,为合理预测特低渗透油藏开发提供了有力的依据。     

埋地热油管道周围温度场数值模拟

埋地热油管道周围的温度场是热油管道运行的重要参数之一，本文建立了埋地热油管道周围土壤温度场的物理模型，并用ANSYS软件对管道周围的温度场进行数值模拟。通过和实验结果对比表明该方法能准确的计算管道周围温度场的分布，同时也能求解出管道周围中任意点在整个运行周期中的温度变化情况。     

压裂水平井一体化耦合数值模拟方法

随着特低渗透油藏的开发,压裂水平井得到了广泛的应用,并取得了良好的经济效益。但到目前为止,对于人工压裂裂缝、压裂过程中产生的诱导微裂缝尚缺乏有效的手段对其进行模拟,因此也难以准确预测压裂水平井的生产动态。分别从油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒等四个维度的流动模型出发,以各个维度的接触面为链接节点,提出了油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒的相互匹配方法,构建雅克比矩阵,并利用全隐式方法进行求解,实现了对压裂水平井的一体化耦合模拟。实例计算表明:压裂水平井的一体化耦合数值模拟模型能够充分体现油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒多尺度的流动特点,可以更加有效地应用于压裂水平井的动态模拟。