等效连续介质模型在低渗透油藏的适应性分析

形成裂缝网络的裂缝性油气藏可用Kazemi模型、WarrenRoot模型和De Swaan模型进行描述,而没有形成裂缝网络的局部裂缝发育油藏就不适合应用这3种模型。针对低渗透油藏存在的局部裂缝特征,利用平行板理论、张量原理和等值渗流阻力原理,建立了裂缝区的等效连续介质模型,在等效连续介质模型的基础上,建立了低渗透油藏三维数值模型,并用黒油模拟程序进行实例计算。研究结果表明：等效连续介质模型可以应用到具有局部裂缝的低渗透油藏数值模拟和动态预测中。     

缝洞型油藏流体流动数学模型及应用进展

缝洞型碳酸盐岩储层由于储集空间多样、非均质性强,流体流动规律复杂,使得常规的连续介质模型及相应的油藏数值模拟和试井研究方法不能完全适用。从储层介质和流体流动的角度,结合油藏数值模拟和试井分析方面的研究现状,回顾了当前此类油藏流体流动数学模型及应用的现状和发展趋势;系统论述了从等效的双重介质方法、三重介质方法,推广的多重介质方法,到非连续介质方法,再到连续介质和非连续介质结合的方法的适用条件和优缺点;指出双重介质、三重介质及推广的多重介质模型是目前研究和应用的主流,但是存在大的、分布相对不连续的溶洞、裂缝时,需要结合非连续介质场理论的离散裂隙网络模型,并考虑缝洞型油藏中溶洞内流体的真实运动规律,这方面的研究和应用还很不成熟。     

基于有限体积法的离散裂缝模型两相流动模拟

正确认识裂缝性油藏流体流动规律是其高效开发的基础，离散裂缝模型因其对裂缝予以显式降维处理，能够大大提高计算效率而逐渐成为当前研究的热点。有限体积法在控制体单元上具有明确的物理意义，能够严格保证局部质量守恒，适用于流场性质不连续的情况。基于Delaunay 三角网的对偶网格构建有限体积控制单元，推导了离散裂缝模型油水两相流动控制方程的有限体积数值计算格式，实现了离散裂缝模型油水两相数值模拟，通过算例验证了该方法的正确性与高效性。研究表明：该方法能够严格保证局部质量守恒，计算过程中收敛性较好，适用于离散裂缝油藏的数值模拟，与单孔隙介质模型计算结果具有很好的一致性，计算效率提高2.5∼3.0 倍。     

双重介质油藏数值模拟并行算法研究

裂缝型碳酸盐岩油藏非均质性极强，数值模拟运算时间长，迫切需要一种切实可行的解决方法。介绍了区域分解法在数值模拟中的应用方法，提供了油藏数值模拟串行算法并行化的一般策略与方法。基于已开发的双重介质油藏数值模拟串行算法及建立的Windows平台PC集群网络并行计算环境，利用消息传递界面（MPI库）实现了并行过程中所有消息的传递功能。通过对国内某实际碳酸盐岩油田的模拟表明，并行后的算法是成功的，2个PC加速比高达1.86，4个PC达到3.46，8个PC达到6.89。通过模拟还发现，并行数值模拟时，存在最佳的子区域规模和数目。该算法解决了大规模碳酸盐岩油藏数值模拟时间长的问题，具有实际的应用价值。     

裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟研究

研究的低渗裂缝性油藏包括基质、天然裂缝及人工裂缝,根据压裂后流体在各系统的渗流特征,建立了考虑高速非达西、启动压力梯度、毛管压力、重力作用的三重介质三维油水两相渗流数值模型,给出了其数值解法。利用研制的低渗裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟器分析了裂缝及储层参数对生产动态的影响。模拟结果表明,基质中启动压力梯度、人工裂缝中导流能力随时间的递减、高速非达西系数、天然裂缝渗透率、裂缝条数及裂缝长度等对压裂水平井生产动态有很大影响。要准确评价水平井压裂效果,在此类油藏压后生产动态模拟时应该考虑这些因素的影响。     

缝洞型油藏储集体分类建模方法研究

为了表征缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样、尺度差异大、空间分布规律复杂的特征，采用"分级分类、岩溶相控、多类型融合"的方法，分别对不同类型缝洞储集体的规模大小、外部几何形态及内部属性特征进行建模，建立了基于岩溶成因的融合原则，实现了不同类型缝洞储集体的融合，并通过新钻井验证了模型可靠性。结果表明，该方法适用于此类强非均质性油藏的地质建模，能够有效表征不同类型储集体及属性参数的空间分布特征。基于模型，细化了XX单元的储量构成，其中，溶洞储量占63.1%，溶蚀孔洞储量占34.5%，大尺度裂缝储量占2.4%。该模型在油藏数值模拟中取得了较好的拟合效果和模拟结果。     

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。     

碳酸盐岩凝析气藏组分粗化数值模拟方法研究

为了准确模拟复杂孔、洞、缝三重介质碳酸盐岩有水凝析气藏的开发动态，提出了一种适合于该类凝析气藏组分粗化的等效数值模拟方法——调整组分传导系数法。通过建立单个岩块单重介质精细模型，求得组分传导系数(α)随某组分总摩尔分数的变化关系。模型结果分别与地质参数粗化的双重介质模型、地质参数以及组分粗化后的双重介质模型计算结果进行了对比。结果表明，对三重介质碳酸盐岩有水凝析气藏，直接采用地质参数粗化后的双重介质模型模拟偏差较大；而应用地质参数和组分粗化后的双重介质模型可正确地等效模拟。     

缝洞型油藏离散介质网络数值试井模型

针对多重介质试井模型不符合缝洞型油藏网络状分布、非均质性极强的地质特征,建立了新的试井模型,将大尺度溶洞（流体主要的储集空间）视作零维模型,裂缝、孔洞发育的条带状地层（沟通溶洞的渗流通道）作为控制流体流动的一维模型,从而构成离散介质网络（DMN）模型。用有限差分法建立了缝洞型油藏离散介质网络油水两相数值试井模型,对渗流通道的储渗性能、大尺度溶洞的容积和距测试井的距离等因素对测试井压力响应特征的影响进行了研究。结果表明：缝洞型油藏试井压力导数曲线上类似“凹子”的特征是由大尺度溶洞向渗流网络的窜流造成的。实例分析表明,新模型解释结果与缝洞型油藏地质特征一致。     

多裂缝系统垂直裂缝井不稳定渗流分析

高能气体压裂和脉冲压裂能在近井地带形成多条径向裂缝，对此建立了均质油藏和双重介质油藏多裂缝系统垂直裂缝井的物理模型。利用叠加原理，在单裂缝系统压力分布公式的基础上，得到了多裂缝系统垂直裂缝井不稳定渗流压力响应的计算方法，绘制并分析了油藏参数、裂缝条数和裂缝分布影响下的压力动态典型曲线。结果表明：流体在多裂缝系统的流动特征与裂缝条数和裂缝分布有关，当裂缝条数较少并且夹角较大时，压力动态曲线主要分为3个流动阶段：线性流段、椭圆流段和拟径向流段；当裂缝较多或者夹角较小时，由于裂缝之间相互影响，线性流段和椭圆流段之间的过渡段变长，线性流段可能消失；裂缝条数越多，供液能力越强，相同时间下，井底压力下降得越少。     

获得精细数值模拟流动参数的新方法—微观网络模拟

为了解决油藏精细数值模拟的网格流动参数难题,依据地质事件的层次性和结构性特征,将宏观问题的求解转化成对微观对象的研究,应用微观随机网络模拟方法获得了精细数值模拟的网络流动参数;并应用定向渗流理论建立了随机网络模型,方便、灵活地构造出岩石各种类型的孔隙结构特征和润湿性特征,较好地表征多孔介质的微观静态特性;快速、有效地模拟不同静态特征岩石的微观流动参数。通过实例证实微观网络模拟是精细数值模拟获得小规模流动参数的有效方法。     

预应力混凝土连续梁的非线性分析

采用分层法对预应力混凝土梁进行了非线性有限元分析，利用计算机数值计算方法，模拟预应力混凝土多跨连续梁的加载试验全过程，分析预应力混凝土梁的非线性特性，通过各层单元引入对应材料的非线性模型，并采用离散裂缝模型，能较正确地模拟预应力混凝土梁从弹性状态到极限状态的受力特性，算例表明该方法既能使混凝土非线性分析的结构模型得到简化，又能较好地预测预应力混凝土梁的开裂荷载、极限荷载、正截面裂缝开展、荷载挠度曲线关系和钢筋及混凝土的应力变化过程，计算结果与试验结果吻合较好。     

低渗油藏非均质性对采收率的影响因素研究

摘要：低渗透油藏的开发技术已成为我国油气开采领域的重要研究内容，而低渗透油藏非均质性是影响其最终采收率的主要因素。为此，从典型油藏地质模型出发，通过建立油藏数值模拟机理模型，筛选了油层厚度、隔层厚度、渗透率、渗透率各向异性系数为评价指标，分析了单因素及其组合对油藏采收率的影响，研究表明储层渗透率及渗透率各向异性是影响低渗透油藏采收率的最主要因素。研究结果对低渗油藏开发的调整以及后期挖潜等方面具有重要的指导意义。     

数值模拟在低渗裂缝油藏调剖中的研究应用

低渗透裂缝性油藏注水后,注入水容易沿裂缝窜进,油藏含水上升快,在较短时间内就进入高含水阶段。针对靖安油田长6油藏低渗透、裂缝性特点,提出了有针对性的稳产技术对策——预交联颗粒＋交联聚合物复合深部调剖技术。通过油藏数值模拟,确定了调剖剂用量,预测了封堵半径,并评价了调剖效果。在此基础上,对注采井组进行了深部调剖施工方案的设计,通过复合深部调剖技术的现场应用,取得了较好的增油效果。研究成果为低渗透裂缝性油藏控水增油技术的研究和矿场应用做了有益的探索,具有一定的借鉴指导意义。     

缝洞型油藏三重介质数值试井模型影响因素

通过对缝洞型油藏三重介质数值试井模型进行数值求解,分析了各个模型参数对试井曲线的敏感性,确立了数值试井模型的参数体系。这些参数直接对应着油藏渗透性、缝洞大小、长度等物理量,更直观具体。不同的参数对曲线的影响方式不同：原始地层压力和裂缝渗透率影响压力恢复曲线的位置分布,表皮系数、井筒储集系数主要影响早期的曲线形状,基质渗透率等其他参数的影响则反映在曲线上的两个拐弯处,这些结论在曲线拟合求参时具有重要的参考价值。     

考虑高速紊流的含 CO2火山岩气藏数值模拟

针对火山岩气藏裂缝发育, 裂缝内极易形成高速非达西紊流, 而常规气藏的单一介质、 达西渗流理论不适用于此类气藏的问题, 通过对含 CO2火山岩气藏流态实验分析, 根据渗流力学基本原理, 建立了考虑天然气高速非达西紊流渗流特征的双重介质气、 水两相渗流数学模型。模型中气体渗流符合 Forchheimer 二项式方程, 并采用有限差分方法对模型进行求解。利用长岭气田实际单井资料进行数值模拟研究表明： 考虑裂缝高速紊流, 稳产时间变短, 预测期末采出程度降低; 生产压差越大, 高速紊流影响增加, 压差达到 8.9 MPa 后, 影响幅度降低; 考虑生产压差 6.65 MPa时, 预测期末采出程度降低 1.17%。因此, 裂缝性火山岩气藏开发须考虑高速紊流的影响。     

车排子油田火山岩储层三维裂缝定量模型研究

依据地质、地震、测井、试油等资料，基于构造、岩相模型，利用Petrel和Fraca软件，采用序贯指示模拟方法，以地震方差数据体为软数据、单井裂缝分析资料为硬数据，建立了车排子油田车21井区石炭系火山岩储层裂缝发育带模型、大尺度缝模型、小尺度缝模型和相应的流体动力学模型，精细刻画了不同空间尺度裂缝的展布特征和分布规律，实现了裂缝沟通半径的合理预测。研究表明：本区天然裂缝发育以SN向、NEE和NWW方向为主；裂缝分布具有强烈的非均质性，断裂附近裂缝较其它区域更为发育；裂缝供液半径为75m左右；断裂附近是下一步滚动扩边的优选目标区。     

周期性介质切伦柯夫脉塞的粒子模拟

通过对周期性介质切伦柯夫脉塞的分析,采用等效电容的方法将周期性介质等效为均匀的各向异性介质,从而推导出了注波互作用色散方程,并进行了数值模拟。研究发现微波频率和输出功率随着介质膜片宽度的变化而变化,通过调整周期中介质所占的比例(即相当于调整纵向介电常数和横向介电常数)来调整输出频率和功率,从而使研制出高频率微波器件成为可能。     

BD油藏裂缝预测及剩余油研究

江苏BD阜二段油藏为低渗裂缝油藏,水驱开发效果相对较差,多数油水井因高含水停采停注,由于裂缝影响,对剩余油的认识难度较大。针对油田的地质特征和见水状况,重点是利用地震资料模糊识别技术建立数学模型,提取地震特征分析储层的裂缝发育规模,在结合沉积相、裂缝等认识的基础上,重新建立精细地质模型,运用水驱特征曲线及数值模拟等方法测算和模拟目前的剩余油分布现状,现场调整井实施后验证了对剩余油的认识,并取得了一定的效果,为后续的继续调整提供了依据。     

计算机有限元数值模拟在隧道工程设计中的应用

本文阐述了有限元理论在工程设计中的应用，通过软件建立了黄土连拱隧道三维立体模型，并应用有限元软件ANSYS对黄土连拱隧道左右洞开挖时机进行了数值模拟分析，有效地指导了实体工程。有限元技术在工程设计中有着重要应用价值。