PEBI网格二维两相流数值模拟

油藏数值模拟中广泛采用的笛卡尔网格在描述地质条件复杂的油藏时存在很大的局限,并且笛卡尔网格有限差分法数值模拟存在严重的网格取向效应。文中采用PEBI网格,吸取了有限元方法的优点,可以逼近任意油藏形状,便于局部加密和应用窗口技术,可以减小网格取向效应;同时吸取有限差分的正交性特点,便于计算机实现。文中给出了控制体有限元方法的差分方程,提出一种三角形划分和PEBI网格自动生成的方法,设计两个模型进行了二维单相流、二维油水两相流数值模拟。计算结果表明,PEBI网格模拟近井问题用较少的网格取得了较高的精度,与解析解吻合较好;在油水流度比较大的情况下,PEBI网格的取向效应比有限差分五点格式明显小。     

PEBI网格二维两相流数值模拟

油藏数值模拟中广泛采用的笛卡尔网格在描述地质条件复杂的油藏时存在很大的局限,并且笛卡尔网格有限差分法数值模拟存在严重的网格取向效应.文中采用PEBI网格,吸取了有限元方法的优点,可以逼近任意油藏形状,便于局部加密和应用窗口技术,可以减小网格取向效应;同时吸取有限差分的正交性特点,便于计算机实现.文中给出了控制体有限元方法的差分方程,提出一种三角形划分和PEBI网格自动生成的方法,设计两个模型进行了二维单相流、二维油水两相流数值模拟.计算结果表明,PEBI网格模拟近井问题用较少的网格取得了较高的精度,与解析解吻合较好;在油水流度比较大的情况下,PEBI网格的取向效应比有限差分五点格式明显小.     

变网格有限差分弹性波方程数值模拟方法

 研究复杂介质中地震波传播规律及地震响应特征，需要在细小网格剖分下进行弹性波方程数值模拟计算，而小网格下的数值模拟计算将带来巨大的计算量问题，采用变网格计算是减少计算量的有效途径。本文给出一种变网格差分计算的实现方法，在局部复杂介质区域采用细网格计算，其余区域采用粗网格计算，在两种网格的过渡区通过改变差分算子和波场插值实现波传播的过渡衔接。理论分析和数值模拟结果表明，变网格时在粗细网格的过渡区不会对地震波传播模拟带来影响，从而达到了既减少计算量又保证计算精度的目的。     

常用油藏模拟软件中局部网格加密和自适应隐式方法的向量化和并行处理

利用较少的计算机内存进行少量计算，局部网格加密和自适应隐式方法就能有效地达到与全加密、全隐式方法类似的精度。这些方法较少用于向量处理，因为它们不易象后者一样向量化。本文讨论建立常用油藏模拟软件中局部网格加密和自适应隐式方法向量化的并行处理算法。自适应隐式方法被认为属于混合隐式的多层局部网格加密的动态模型。这种算法在扩大的第12届SPE比较求解问题中得到了检验。结果表明由于向量化，速度提高5倍。与全隐式、全加密模型比较，局部网络模型需要的计算机内存少于63％，计算时间不到42％，而精度没有明显降低。     

化学驱驱替前缘动态追踪数值模拟研究

将快速自适应组合网格方法用于化学驱动态局部网格加密研究，并在国产化学驱软件ASP上实现了动态局部网格加密，局部加密区域可以降驱替前缘的移动可改变，所研制的动态局部网格加密的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近。而CPU时间比整个模拟区域都采用组网格减少一伴以上，进行化学驱动数值模拟实验，给出了用3种网格系统（组网格，全细网格以及组合网格）模拟得到的生产井含水率，井网格含油饱和度对比曲线以及含油饱和度的产面等值图，数值模拟实验结果还表明、化学驱对网格大小很敏感，采用细网格或动态局部网格加密是必要的。图7表1参7     

起伏地表地震波旅行时混合网格线性插值射线追踪计算方法

为了提高在起伏地表和复杂构造条件下地震波旅行时的计算精度和效率，对完全矩形网格剖分的旅行时线性插值（LTI）方法进行了改进，提出用矩形网和不规则四边形网相结合的方法离散速度模型，对适用于矩形网格的局部旅行时计算公式进一步推导，得到适用于混合网格的局部旅行时计算公式，并证明了该公式可稳定求解。结合分区多步计算技术将该方法扩展为基于混合网格的分区多步LTI方法。数值计算结果表明，该方法不但可以灵活地处理剧烈起伏的地表和构造复杂的速度界面，而且旅行时和射线路径的计算结果能保持较高的精度。     

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块预处理ＯｒｔｈｏＭｉｎ方法的程序实现方法张烈辉贺伟（西南石油学院石油工程系）（四川石油管理局地质勘探开发研究院）在现代油藏数值模拟中，由于全隐式方法、井的隐式处理方法、混合网格嵌套、局部网格加密、热采问题等造成传导率差别很大，从而使方程组ＡＸ＝Ｂ中...     

常用油藏模拟软件中局部网格加密和自适应隐式方法的向量化和并…

利用较少的计算机内存进行少量计算，局部网格加密和自适应隐式方法就能有效地达到与全加密、全隐式方法类似的精度。这些方法较少用于向量处理，因为它们不易象后者一样向量化。本文讨论建立常用油藏模拟软件中局部网络加密和自应用隐式方法向量化的并行处理算法，自适应隐式方法被认为属于混合隐式的多层局部网格加密的动态模型。这种算法在扩大的第１２届ＳＰＥ比较求解问题中得到了检验。结果表明由于向量化，速度提高５倍。与全     

压裂气井两相产能动态模拟

目前,对压裂气井的产能预测大部分是建立在单相、稳定或拟稳定渗流的基础上,产能公式大多是解析式,而对非稳态气、水两相渗流压裂气井的产能研究则较薄弱。为此,提出了使用混合PEBI网格对压裂气井产能进行模拟的方法,具有网格节点分布灵活的特点,可以精确地描述裂缝附近的流动状况,避免了常规笛卡尔网格的网格取向效应,同时又满足有限差分方法对网格正交性的要求。将计算结果与现场某气井压裂后产量相比,其吻合程度很高,完全满足现场应用的要求。利用编制的基于混合PEBI网格的压裂气井产能模拟软件对影响压裂气井产能的主要因素进行了研究,结果表明：地层渗透率、裂缝半长以及裂缝导流能力都将显著影响裂缝井的产量。为了获得较好的压裂效果,应在压裂方案编制时充分考虑上述因素的影响,对裂缝参数进行准确的优化设计。     

窗口技术在油藏数值模拟中的应用

将快速自适应组合网格方法(Fast Adaptive Composite Grid，简称FAC方法)用于油藏数值模拟局部网格加密技术中。局部加密区域可以像窗口一样，随实际问题需要灵活地开启和关闭，或改变大小，无需在整个模拟阶段都采用局部加密网格。在实用全隐油藏数值模拟器MURS上实现了窗口技术。数值实验表明，采用窗口技术的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近，并且比整个模拟阶段都进行局部网格加密节约8%的CPU时间，比全细网格节约37％的CPU时间。表明窗口技术切实可行。图4表2参7     

一个可靠的水平井混合网格模型

矩形局部网格加密方法,由于在模拟区域的任何地方均使用相同的坐标体系,因而反映井眼周围的径向流动特征不精细,同时细分网格后造成节点数增大,也限制了模拟的规模和精度.为此,本文采用了一种环绕井眼的混合网格加密方法来模拟水平井井区内的流体流动,即在水平井眼附近采用柱坐标网格,而在远离井眼的模拟区域采用直角坐标网格,从而在模拟上实现了多种坐标体系的结合,既能够较为准确地反映井眼周围流体流动特征,又能大大地减小网格数目、克服常规矩形网格在模拟过程中的不足.文中推导了混合网格的差分,介绍了网格划分及网格的排序,并将这种技术应用于三维三相水平井的模拟程序中,取得了良好的效果.     

化学驱驱替前缘动态追踪数值模拟研究

将快速自适应组合网格方法用于化学驱动态局部网格加密研究,并在国产化学驱软件ASP上实现了动态局部网格加密,局部加密区域可以随驱替前缘的移动而改变。所研制的动态局部网格加密的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近,而CPU时间比整个模拟区域都采用细网格减少一半以上。进行化学驱数值模拟实验,给出了用3种网格系统(粗网格、全细网格以及组合网格)模拟得到的生产井含水率、井网格含油饱和度对比曲线以及含油饱和度的平面等值图。数值模拟实验结果还表明,化学驱对网格大小很敏感,采用细网格或动态局部网格加密是必要的。图7表1参7     

化学驱驱替前缘动态追踪数值模拟研究

将快速自适应组合网格方法用于化学驱动态局部网格加密研究,并在国产化学驱软件ASP上实现了动态局部网格加密,局部加密区域可以随驱替前缘的移动而改变.所研制的动态局部网格加密的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近,而CPU时间比整个模拟区域都采用细网格减少一半以上.进行化学驱数值模拟实验,给出了用3种网格系统(粗网格、全细网格以及组合网格)模拟得到的生产井含水率、井网格含油饱和度对比曲线以及含油饱和度的平面等值图.数值模拟实验结果还表明,化学驱对网格大小很敏感,采用细网格或动态局部网格加密是必要的.图7表1参7     

一阶弹性波方程的变网格高阶有限差分数值模拟

 使用可变网格的有限差分法进行地震模拟有许多独特的优点，主要表现为对地质模型的离散化更为合理，在低速带和复杂构造区域，可将局部网格划分得相对精细些，不仅提高了模拟精度，消除了因采样不足导致的频散现象，而且可以减少计算机内存需求，保持模型计算的灵活性。本文提出一种新的基于高阶交错网格技术的弹性波数值模拟方法，通过改变网格的空间步长实现了局部网格加密技术，弥补了常规网格的缺陷和不足。试算结果表明，本文提出的算法稳定性较好，且能够提高模拟精度，减少计算时间，提高计算效率。     

快速自应局部网加密方法在气藏数值模拟中的应用

快速自适应组合网格方法（简称ＦＡＣ）是近年崛起的解大型计算问题的新技术。局部网加密方法也是当今油气藏数值模拟的一项新技术，既能节约计算量与存贮量，又能提高模拟精度。但是由局部网生成的矩阵丧失对角占优性和带形规律，计算颇为困难。本文介绍的ＦＡＣ是８０年代计算数学成果，通过全局粗网格解与局部细网格解之间交替迭代，最终得到局部加密网的解。计算实例表明，在气藏模拟中使用ＦＡＣ算法可以提高模拟精度，降低计算     

频率-空间域非均质声波有限差分模拟

为准确高效地模拟声波在非均匀介质中的传播,文中构建了利用交错网格和混合网格进行频率-空间域非均质声波方程有限差分模拟的一般框架。分别推导了交错网格和混合网格有限差分格式并推广到高阶形式,采用加权平均思想对质量加速度项进行近似,运用最佳匹配层(PML)吸收边界条件有效压制人工边界反射。通过层状模型验证了所提方法的准确性,利用Marmousi模型证明了所提方法的稳定性。数值试验结果表明相同空间剖分精度下,混合网格和四阶交错网格数值模拟精度远高于二阶交错网格,混合网格模拟精度虽略低于四阶交错网格,但计算效率却明显高于四阶交错网格,因此混合网格法可作为频率域非均质声波正演模拟的首选方法。     

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快速自适应组合网格方法（简称ＦＡＣ）是近年崛起的解大型计算问题的新技术。局部网加密方法也是当今油气藏数值模拟的一项新技术，既能节约计算量与存贮量，又能提高模拟精度。但是由局部网生成的矩阵丧失对角占优性和带形规律，计算颇为困难。本文介绍的ＦＡＣ是８０年代计算数学新成果，通过全局粗网格解与局部细网格解之间交替迭代，最终得到局部加密网的解。计算实例表明，在气藏模拟中使用ＦＡＣ算法可以提高模拟精度，降低计算成本，而且编程简单，具有自适应功能。     

水平井热采油藏数值模型

建立了一个可用于水平井计蒸汽开采的三维三相多组份热采及化学添加剂油藏数值模型.它将水平井筒流动方程进行了水动力学处理,考虑了层流与紊流两种情况,并将全隐式井筒方程与油藏方程相联立,采用自适应隐式格式及先进的数值解法求解.网格系统可以是直角座标、径向座标,也可以采用局部加密网格及混合杂交网格.运用该软件,对辽河油田冷家特稠油油藏采用水平井热采进行了模拟计算.     

底水凝析气藏薄油环开采数值模拟方法研究

分析了薄油环分布特征及现有油藏模拟网格技术特点,引入顺层网格和水平网格,论述了混合网格建模方法。利用顺层网格描述气藏分布,用水平网格描述油环分布,并将两种网格有效地耦合到一个网格系统中。混合网格模型中顺层网格在油气界面处为水平尖灭,与水平网格重合,实现在几何形状上的耦合。采用非相邻网格传导系数模型计算从水平网格向顺层网格间的流体流动传导系数,实现流体流动的耦合。混合网格建立方法可以有效地避免顺层网格呈锯齿状描述油环的分布特点,减少描述油环分布的网格数量,提高数值模拟计算效率;也可有效地模拟薄油环开采动态特征及底水锥进薄油环动态过程,模拟结果更加合理。     

混合PEBI网格精细油藏数值模拟应用研究

针对原有的PEBI网格在精细油藏数值模拟中出现的问题,提出了综合运用径向网格和PEBI网格的混合PEBI算法.混合PEBI算法将整个研究区域分成两个区域:油井区和油藏区.在油井区采用径向网格,可以在充分把握油井附近流动状态的同时实现网格体积由小到大的快速变化;在油藏区采用PEBI网格,可以很好地逼近复杂油藏形态.混合PEBI网格具有计算效率高、稳定性好、运用灵活等特点,能适应精细油藏数值模拟的需要.用2个三维、多相数值试井计算实例对混合网格的优良性能进行了验证.