低渗透气藏介质变形-渗流耦合有限元数值模拟

低渗透气藏开发过程中介质变形对储层孔隙度、渗透率及产能的影响不可忽视.综合考虑储层变形、地应力、流体渗流等因素,建立了低渗透气藏介质变形-渗流耦合模型;采用有限元数值模拟技术并开发相应程序对耦合模型进行求解,定量研究开发过程中储层变形及其对储层物性和气藏产能的影响.数值模拟结果表明:非均匀水平地应力造成近井壁区域储层变形及渗透率变化各向异性,产能评价中应综合考虑介质变形的影响.     

低渗透变形介质气藏数值模拟

气田开发实践 和室内实验表明,低渗透气藏岩石孔隙喉道狭窄、连通性差、渗透率较低,加之气液固相间表面吸附力的作用等原因,在低渗透气藏中存在启动压力梯度;随着气藏的开发,储集层岩石的变形对渗透率的影响很大。常规气藏数值模拟技术基于线性的达西定律,无法对启动压力梯度和介质变形的情况予以准确描述。基于前人的研究成果,建立了一个考虑启动压力梯度和介质变形的气藏非线性渗流的数学模型,最后给出了计算实例。结果表明,启动压力梯度和介质变形对气藏开发动态有重要影响。     

考虑介质变形的低渗透气藏数值模拟研究

在室内实验得到的孔隙度变化率和渗透率变化率随有效压力变化规律的基础上,建立了考虑介质变形的低渗透气藏数值模拟模型,并采用IMPES方法进行了求解。研究结果表明,无论是否考虑介质变形,随着稳产期产能的增加,稳产期缩短,稳产期采出程度降低;但考虑介质变形与否对模拟结果有较大影响,当考虑介质变形时,井底流压下降较快,稳产期相对更短,稳产结束时的采出程度也更低。因此,对于变形介质气藏,气井的配产不能太大,否则将严重影响稳产期采出程度。     

天然气水合物分解引起多孔介质变形流固耦合研究

水合物地层变形是天然气水合物开采安全性评价的关键参数。提出了考虑传热、水合物分解相变、多相渗流和地层变形4个物理效应的一维多孔介质中水合物降压分解数学模型,在验证该模型适用性之后进行了粉细砂多孔介质变形敏感性分析。基于基本假设可以得到以下结论：出口压强是影响多孔介质变形的主要因素,出口压强越小,多孔介质最终变形越大,且完成变形所需时间越长。环境温度和多孔介质绝对渗透率对多孔介质最终变形没有影响,但会改变多孔介质完成变形所需时间的长度。     

变形双重介质油藏井筒耦合模型及数值模拟研究

针对双重介质地质特征和油气实际流动过程,同时考虑了双重介质的应力敏感特性以及油藏-井筒耦合流动的影响,将变形双重介质油藏渗流与井筒管流作为整体进行研究,建立了变形双重介质径向油藏与井筒耦合单相流动模型;针对模型方程的强非线性,采用无条件稳定的全隐式方法对模型进行离散,应用Newton迭代方法求解,得到模型数值解;并探讨了依赖产量和形状因子的裂缝压力动态变化规律,给出了压力图版。     

三重介质凝析气藏等效数值模拟方法

为了正确模拟复杂孔、洞、缝三重介质碳酸盐岩凝析气藏的开发动态,在前人研究的基础上,提出了一种适合于该类凝析气藏的等效数值模拟方法.通过单个岩块概念模型,以含孔、洞、缝三重介质的等效单重介质精细模型计算结果为正确结果,以孔、洞所属的岩块系统气采出程度为主要对比指标,建立拟相渗和拟毛管力曲线,对比分析了气藏有水和无水两种情况下不同模型计算结果.结果表明,对于三重介质无水凝析气藏,直接采用双重介质模型可正确等效模拟;对于有水情况,需首先通过单个岩块概念模型模拟建立起拟相渗和毛管压力曲线,然后应用采用拟曲线的双重介质模型可正确等效模拟.     

变形介质地层低渗非达西渗流的油藏数值模拟

低渗油藏液体渗流存在一定启动压差,即只有当压力梯度超过某一阀值后液体才开始流动,其渗流规律不满足达西定律。通常存在着启动压力梯度阀值和地层绝对渗透率随地层压力动态变化的现象,为此建立了变形介质地层低渗非达西渗流的数学模型与数值模型;研制出了变形介质低渗非达西渗流的油藏数值模拟软件,它能模拟其他油藏数值模拟软件不能有效模拟的地层绝对渗透率动态变化和渗流规律不满足达西定律的油水两相三维渗流问题。     

影响变形介质气藏储层渗透率变化的主要因素

在变形介质气藏开采过程中,由于流体的产出,使储层岩石受力发生改变并使储层岩石发生弹塑性变形;而弹塑性变形反过来又影响到储层的渗透率。一般来说,影响变形介质气藏储层岩石渗透率变化的主要因素有内部因素和外部因素两种。内部因素主要包括岩石的弹性模量、泊松比和含水饱和度;外部因素包括上覆岩层压力、水平应力和孔隙流体压力。根据对变形介质气藏储层岩石受各种因素影响的分析,说明了各种因素对渗透率的影响是非常大的,并最终影响到气井的产能。为了给变形介质气藏的合理开采提供理论依据,认为开采前后应充分考虑这些因素对渗透率的影响和对这些因素进行研究。     

双重各向异性介质的数值模拟方法研究

双重各向异性是多孔介质的一个基本性质,它对油藏流体的流动以及油气藏开发都有一定的影响,中首先建立了双重向向异性介质的渗流数学模型,然后给出了它的数值模拟差分方法,并编制了双重各向异性介质的两相三维油藏数值模拟软件（ daSIM),最后给出的5点井网计算实例显示了岩石双重各向异性对油气渗流规律的影响。     

异常高压气藏流固耦合的数值模拟

异常高压气藏具有比常规气藏更强的流固耦合效应,因而研究异常高压气藏流固耦合效应对于模拟气藏开采,指导气田生产具有十分重要的现实意义。为此,在气藏储层岩石应力、应变分析的基础上,结合修正的Terzaghi有效应力原理和岩石骨架本构关系,建立了异常高压气藏储层岩石骨架变形的数学模型;将固相平衡方程和流体流动方程组合,建立了异常高压气藏流固耦合模型。采用空间8节点等参元对圆柱形封闭地层进行了网格划分,基于Galerkin有限元法对流固耦合变形场、渗流场方程进行了空间域离散,并利用全隐式数值格式对半离散微分方程进行了时间域上的离散,建立了以位移和流体压力为未知变量的流固耦合有限元数值模型,并采用两场交替迭代的方法得到了控制方程在几何域上的耦合解。实例分析的结果表明,所建立的流固耦合模型比传统非耦合模型更能精确地描述异常高压气藏流体渗流与岩石变形的特征,与工程实际相符合,计算程序的精度高、可靠性强。     

黑油模型自动历史拟合的一种方法

根据最优化理论和并行计算方法的特点,提出了三维三相黑油模型自动历史拟合的一种方法。在此基础上,对一个常规的数值模拟软件进行了改造,使其具有自动历史拟合功能。对实际数据进行了计算,结果验证了本算法求解的可靠性。     

千米桥潜山凝析气藏数值模拟开采机理研究

1998年底大港油田发现了千米桥潜山凝析气藏。该气藏投产后,初期产量较高,但随着生产的继续进行,产量和压力不断下降,气油比和含水量上升很快:这些情况反映了千米桥潜山凝析气藏的复杂性。该项研究在流体相态评价的基础上,首先建立了单井模型。然后针对气藏开发过程中出现的问题,运用单井模型和油藏数值模拟技术对气藏产量的递减规律、气油比和水气比的变化规律、基质和裂缝间的渗流关系进行了分析。根据分析结果认为,裂缝系统在整个开发过程中起主要作用。建议对带有边底水的这类气藏的开采速度不宜过高,同时必须控制底水锥进的速度。     

准噶尔盆地风城油田油藏数值模拟

采用ＳＩＭＢＥＳＴⅡ黑油模型对风城油藏进行了数值模拟。对油藏的产油量、产水量、储量和压力进行了拟合并对水锥进行了定量描述，模拟结果认为，风城油藏由于受裂缝的影响，油藏底水锥进十分严重，但锥体一般不大；可采剩余储量主要分布在风３０５、风３井区的基质中，而裂隙中剩余储量甚少。这一研究成果为拟定二次开发方案提供了科学依据。     

多相渗流的数学模型研究

通过理论分析,指出现用渗流数学模型存在的问题,并进一步提出了两个新的渗流数学模型。新模型比旧模型更合理、更简单。     

稠油蒸汽驱阶段最佳采注比和最佳注汽速度确定方法的探讨

利用辽河油区稠油蒸汽驱数值模拟结果,总结出蒸汽驱阶段油汽比和采出程度随采注比的变化规律,并给出了满足经济界限前提下的最佳注汽速度和最佳采注比的确定方法,可供现场应用参考。     

双相孔隙介质中动电效应定量研究

首先介绍了描述动电现象的Ｓｔｅｒｎ双电层模型,接着由一般通量－－力关系导出了动电效应的声电耦合关系,然后用实际地层资料计算了动态耦合系数,分析了耦合系数与和地层参数的相关关系,最后发现,动电效应可用于解决强水淹油层的识别问题。     

套损低压区压力界限研究

在深入调查分析大庆油田南二区西部套损特征的基础上，在该区建立了15个标桩测量点，对大地三雏形变进行监测，来研究地层形变与地层压力关系。根据实际地质参数，建立16km2、10400个节点的地质模型，对三维位移场进行了历史拟合和连续3年动态模拟计算，计算结果和实际监测数据一致。为此，分3个不同地质构造区块，即地层倾角大于产的开发区块、地层倾角小于产的开发区块以及断层密集分布（间距小于600m）开发区块，来确定在防止单井套管损坏条件下，套损低压区可恢复的地层压力界限表达式。该方法操作简单，便于动态管理。该方法在其它开发区块中应用后，经实践检验切实可行。     

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针对靖边区下古生界碳酸盐岩储层非均质性强的主要矛盾,以随机模拟建模为主要方法,对和气田靖边区地质研究和气藏描述成果进行量化转变,形成了包括构造模型、物性模糊和流体分布模型的长庆气田靖边区整体地质模型;以此模型为基础,进行储量的风险估计、归纳气井产能与地质情况的关系、提供井位优选的参考依据及提供气藏数值模拟的网络参数场。