油藏模拟的新方法——改进的快速自适应组合网格

改进的快速自适应组合网格方法(Flexible Fast Adaptive Composite Grid简称FFAC方法)实质上是利用了多重网格方法原理,用非正常连接法进行处理的区域分解方法.首先FFAC方法由于其网格的加密是在每个网格块内剖分产生的,应用非正常连接的技术来处理相邻网格步长不一致的问题,克服了FAC各子域之间不能相互接触的难题.从而也就可以比较容易地对各种驱替前缘用动态加密网格方式进行模拟.其次,FFAC方法则能够根据实际情况而灵活地采用迭代法和直接解法.第三,FAC各加密网格层和未加密的网格层是重叠的,这样就增加了网格总数,运行时需要更多的内存.FFAC则用嵌套的方法来处理,可以大大节约内存.第四,FFAC方法中各级网格之间边界值的转换通过在组合网格上求余量来实现而取代了FAC方法利用多重网格方法中插值、限制转移的方式,避免了插值、限制转移公式不易确定的难题,大大简化了计算过程.FFAC方法克服了FAC方法的不足之处,使得它的实用性更为广泛.这种算法也可用于并行计算.文中阐述了FFAC法的原理和方法,并提供了算例.     

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     

基于L-M算法的微地震定位方法

由于可引入复杂速度模型,基于振幅叠加网格搜索类定位方法大大提高了微地震定位的可信度。为保证定位精度,常规振幅叠加网格搜索定位方法需对目标区域进行较细网格划分,导致计算效率较低,无法满足压裂实时监测的要求。本文以振幅叠加网格搜索方法为基础,首先对目标区域进行粗网格剖分,然后在能量叠加较高的局部区域采用Levenberg-Marquardt（L-M）反演算法逐次迭代寻找能量叠加最大值点。该方案能够在保证定位精度的情况下大幅提高计算效率,模型试算及实际资料处理证明了方法的有效性。     

射流泵内流场数值计算的结构化网格划分方法

研究射流泵流场计算域的结构化网格划分方法,可通过几何分块和网格光顺处理,保证网格的正交性;研究以射流剪切层为核心的网格疏密控制方案,并分析剪切层网格参数对计算结果的影响。将网格划分方法应用到某型射流泵流场的数值计算中,并与试验结果比较,验证网格的精确性及适应性。结果表明:射流泵计算域的几何结构适合使用扫掠法划分网格,扫掠法有利于加密方案的实施,网格正交性好,关联性强,便于参数化研究;剪切层网格参数对网格数量和质量的影响体现在底层网格尺度(Yj+)和渐变率(δ)方面,外特性的仿真结果对剪切层底层网格尺度不敏感。算例的计算结果表明,该网格划分方法在中心式射流泵流场的预报上具有适用性。     

自适应逐次超松弛在大斜度井泥浆侵入模拟中的应用

为解决泥浆侵入过程中井眼周围孔隙流体分布特征,从而进一步分析储层电性变化,提出利用基于有限差分的自适应逐次超松弛方法(ASOR)对泥浆侵入过程中油水两相流问题进行数值模拟.结果表明,通过自动选择最佳松弛因子,使ASOR对具有复杂边界条件的大型稀疏矩阵求解速度大大提高.与逐次超松弛(SOR)方法相比,ASOR方法在计算时间上可以降低一半;通过计算油水两相流问题,得到泥浆侵入中井眼周围油水分布,结果与实际实验相一致,为斜井的解释与评价提供了理论基础.     

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     

压裂水平井生产动态模拟器研制

水平井压裂通常是获得经济产量的必要措施，正确预测压裂后水平井的生产动态并进行水平井优化参数设计就显得相当重要。文章结合油藏-裂缝网格系统划分及IMPES差分方法，建立了压裂水平井三维两相生产动态数值模拟模型，模型中将油藏和裂缝当作一个渗流系统处理，针对裂缝划分了不等距油藏-裂缝系统网格，差分后形成大型７对角线性方程组，采用逐次线松弛方法迭代求解，研制开发了水平井压裂数值模拟器，可以模拟不同裂缝条数、裂缝间距以及储层参数和裂缝参数对生产动态的影响。与现场水平井实例对比，证明了模拟器计算结果合理可靠，具有推广和使用价值。     

网格类型对水力旋流器内湍流模拟的适应性分析

网格单元的选用对数值模拟结果的准确性和计算周期有至关重要的影响，前者决定模拟结果是否有效，后者决定模拟成本高低。为深入研究不同网格类型对水力旋流器内强旋转湍流特性数值模拟结果的影响，以实验测量数据为基准，比较分析了5种网格类型对水力旋流器内流动模拟的适应性。研究结果表明：六面体核心网格模拟结果与实验测量值的吻合程度最好，相对误差小于10%,且计算耗时最少；四面体网格因其截断误差是一阶量，导致计算精度最低，但计算耗时相对较少；结构化六面体网格和多面体-六面体核心混合网格计算精度较高，但两者计算耗时较长，特别是划分结构化六面体网格时人工参与量大；多面体网格计算精度较好，收敛速度快且计算耗时仅占同等情况下结构化六面体网格的一半左右。因此，对于水力旋流器内流场模拟而言，六面体核心网格和多面体网格的性价比较高。     

基于时域有限差分亚网格与共形网格技术的随钻电磁波测井响应数值模拟

为适应大斜度井/水平井钻井需求,提高复杂地层随钻电磁波测井响应数值模拟的计算速度和精度,引入了三维柱坐标系亚网格技术及共形网格技术。亚网格技术针对线圈、井眼等精细结构处采用局部自适应细网格剖分,模拟均匀无限厚地层随钻电磁波测井响应;与传统时域有限差分(FDTD)计算结果进行了精确性对比验证;采用三维柱坐标系共形网格算法,模拟随钻电磁波仪器偏心时的测井响应,与阶梯近似、一维半数值解进行对比。均匀无限厚地层亚网格技术模拟结果相对误差控制在0.8%以内,计算时间约为传统FDTD的19%;仪器偏心时,在计算时间保持稳定的前提下,共形网格技术将模拟精度提高至阶梯近似的3.42倍。以上2种算法可为复杂地层的环境校正和随钻快速反演提供支持。     

用改进的逐次逼近解法计算二维井间电磁场

提出了一种计算积分方程的新方法——改进的逐次逼近解法 (MSAM) ,并用该方法计算了轴对称二维井间电磁场。与传统的逐次逼近解法 (SAM)相比 ,该方法收敛性强 ,应用范围广 ,可适用于高电导率对比地层。由于不必进行直接的大型矩阵求逆运算 ,因此与积分方程的直接解法 (IE)相比 ,该方法计算速度更快 ,所需内存更少。采用矩阵求逆方法计算了成层介质中的二维 Green函数 ,并对含 Green函数的积分进行了简化 ,从而加快了计算速度。数值计算结果显示 ,在地层电导率对比度达到 2个数量级时 MSAM仍收敛 ,且计算结果与直接求解积分方程的结果一致 ,因此 MSAM是一种有效的计算轴对称二维井间电磁场的方法     

Optimizing the Process Conditions for the Production of Lube Base Oil From Heavy Distillate

In order to meet the increasing process demand of heavy crude, the deep processing of heavy oils, especially the vacuum residue, may be a best choice. The authors selected ketone-benzol dewaxing, furfural refining, clay finishing (AFC); and furfural refining, ketone-benzol dewaxing, clay finishing (FAC) were selected to process base oils. Elemental analysis, n-d-M method, and ¹H nuclear magnetic resonance were used to investigate the structure characteristics of base oils. Experimental data show that the FAC process conditions are more rigorous than AFC process, the yield of AFC process is higher than that of FAC process, but their base oils have their advantages and disadvantages.     

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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。     

试论H_2S浓度为15％～5O％的酸气制硫方法

通过适当简化的计算模型,研究了H_2S浓度为15％～50％的酸气制硫方法,获得如下主要认识:(1)15％～25％用常规分流克劳斯法,直流克劳斯法一般可以45％作为H_2S浓度的下限,根据常用炉壁材料的耐温性能,25％～45％宜使用非常规分流克劳斯法;(2)非常规分流克劳斯法的H_2S总转化率低于直流法而高于常规分流法。     

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??Through an appropriately simpllfied calculation model,the sulfur-making method of sour containing l5%??50% H₂S has been studied,and two main understandings have been obtained as fol-lowing:(1)the conventional divided-flow Claus Process can be used for the H₂S concentration of l5% ??25%,the direct-flow Claus Process may be used for the sour gas of 49% H₂S as its concentration lower limit in general,accordmg to the thermal stability of commonly used material of furnace wall,25%??45% H₂S is suitablely used for non-conventional divided-flow Claus Process;(2)the total conversion rate of H₂S of non-conventional Claus Process is lower than direct-flow process but higer than conventional divided-flow process.     

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     

国产高强管线钢失效判定曲线研究

为了研究国产高强度管线钢的失效行为,分别对X80、X80HD和X90三种国产高强度管线钢取四种典型试样,即紧凑拉伸试样（CT）,中心裂纹板试样(CCP）,双边裂纹板试样(DECP）和单边裂纹板试样(SECP）,通过有限元计算,绘制了不同裂纹尺寸下的平面应力状态和平面应变状态下的失效评定曲线（Failure Assessment Curve,简称FAC）。研究结果表明,大多数情况下,R6第四版通用曲线比较保守,但是对DECP试样显得不保守,为此提出了针对高强管线钢的修正评定曲线。     

Combined use of the equivalent point method and a multicomponent time-temperature integrator in thermal process evaluation: influence of kinetic characteristics and reference temperature

Possibilities for and restrictions to the combined use of a multi component time-temperature integrator (TTI) and the equivalent point method (EPM) to quantify the impact of a thermal process were considered in this theoretical study. The impact on Clostridium botulinum spores, chosen as target quality attribute in this study can be represented fairly by an ‘equivalent point’ when the activation energies of the constituents making up the multicomponent TTI are close to the activation energy of the target quality attribute (error 1%) but substantial errors (up to 60%) may arise when the activation energies of target and multicomponent TTI constituents differ largely. By reconsidering the temperature histories with three different reference temperatures (∞, 423K, 394.1 K). the importance of this rescaling parameter was found to be negligible. The combined use of a multicomponent TTI and the EPM to quantify the impact of a thermal process will require careful verification.     

油藏模拟的新方法——改进的快速自适应组合网格

改进的快速自适应组合网格方法（ＦｌｅｘｉｂｌｅＦａｓｔＡｄａｐｔｉｖｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＧｒｉｄ简称ＦＦＡＣ方法）实质上是利用了多重网格方法原理,用非正常连接法进行处理的区域分解方法。首先ＦＦＡＣ方法由于其网格的加密是在每个网格块内剖分产生的,应用非正常连接的技术来处理相邻网格步长不一致的问题,克服了ＦＡＣ各子域之间不能相互接触的难题。从而也就可以比较容易地对各种驱替前缘用动态加密网格方式进行模拟。其次,ＦＦＡＣ方法则能够根据实际情况而灵活地采用迭代法和直接解法。第三,ＦＡＣ各加密网格层和未加密的网格层是重叠的,这样就增加了网格总数,运行时需要更多的内存。ＦＦＡＣ则用嵌套的方法来处理,可以大大节约内存。第四,ＦＦＡＣ方法中各级网格之间边界值的转换通过在组合网格上求余量来实现而取代了ＦＡＣ方法利用多重网格方法中插值、限制转移的方式,避免了插值、限制转移公式不易确定的难题,大大简化了计算过程。ＦＦＡＣ方法克服了ＦＡＣ方法的不足之处,使得它的实用性更为广泛。这种算法也可用于并行计算。文中阐述了ＦＦＡＣ法的原理和方法,并提供了算例。