具有井简储集的变形介质双渗模型的压力分析

为更好地研究碳酸盐油藏和低渗油的渗流问题，引入渗透率模数，考虑应力敏感地层中介质的变形，介质的双孔隙度、双渗秀率特征，同时考虑井筒储集的影响，建立新的数学模型。渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的，模型采用Douglas—Jones预估-校正法获得了无限大地层及有界封闭地层的数值解，形成了新的理论图版，并利用这些图版对模型中的有关参数进行了敏感性分析。     

考虑二次梯度项影响的三孔双渗模型渗流特征

传统的试井模型与物质平衡方程都是不一致的.在非线性偏微分方程中,根据弱可压缩液体的假设,忽略二次梯度项,在试井较长时间内将产生误差.由于二次梯度项的存在,描述多孔介质微可压缩液体流动的压力分布的偏微分方程是非线性的.本文对三重介质渗流特征系统,保留了非线性偏微分方程中的所有项,没有忽略二次梯度项,建立了由基岩系统、裂缝系统及溶洞系统组成的考虑井筒储集和表皮效应对压力影响的三孔双渗模型.采用一阶向前差分,二阶中心差分的方法获得了此类三重介质模型的差分方程,用解非线性方程组的Newton迭代法求得了方程组的数值解.分别讨论了三重介质的参数变化时的无因次压力的变化规律,做出了典型无因次压力曲线图.     

煤层气三孔双渗流动模型及压力分析

通过对美国Antrim页岩气藏及一些别的低阶煤层的研究表明,在基质颗粒中也有相当一部分自由气存在。本文建立了低阶煤层中单相煤层气三孔双渗流动的试井模型,并获得了模型在拉氏空间上的解析解以及模型的数值解,讨论了储层外边界条件、弹性储容比、窜流系数以及吸附系数等参数对于压力动态响应的影响。结果表明：外边界条件决定着早期过渡段出现的早晚;窜流系数和弹性储容比影响窜流阶段出现的早晚;而吸附系数对晚期过渡段影响明显。     

多孔介质自发渗吸研究进展

自发渗吸是发生在多孔介质里的一种常见自然现象, 存在于众多工程应用和自然科学领域, 多孔介质 中自发渗吸的基本静力学和动力学问题已成为当前国际研究的热点课题之一. 本文综述了传统理论研究中的 Lucas{Washburn(LW) 模型, Terzaghi 模型, Handy 模型, Mattax 和Kyte 无因次时间标度模型, Aronofsky 归 一化采收率标度模型以及近十年最新研究进展, 分析了渗吸机理判别参数研究, 简述了数值模拟研究及渗吸率 影响机理的实验研究现状, 总结了基于分形理论研究多孔介质自发渗吸的最新进展, 并展望了多孔介质以及裂 缝性双重多孔介质中牛顿流体和非牛顿流体自发渗吸研究的方向和课题.      

变形双重介质广义流动分析

对于碳酸盐油藏和低渗油藏的渗流问题,传统的研究方法都是假设地层渗透率是常数,这样的假设,对于地层渗透率是压力敏感的情况,对压力的空间变化和瞬时变化将导致较大的误差.本文研究了应力敏感地层中双重介质渗流问题的压力不稳定响应,不仅考虑了储层的双重介质特征,而且考虑了应力敏感地层中介质的变形,建立了应力敏感地层双重介质的数学模型,渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的,采用Douglas-Jones预估-校正法获得了只有裂缝发生形变定产量生产时无限大地层的数值解及定产量生产岩块与裂缝同时发生形变时无限大地层的数值解,并探讨了变形参数和双重介质参数变化时压力的变化规律,给出几种情况下典型压力曲线图版,这些结果可用于实际试井分析.     

两相介质剪切变形的实验研究

对(Mgx,Ni1-x)2GeO4橄榄石尖晶石两相混合物进行了剪切变形实验．实验在Paterson内伺服控制气体介质试验机中进行,围压为400MPa,温度为T＝1473K,应变率在10^—4到10^—5之间．剪切实验所用试件分为两种,一种试件为单层同结构比,其化学成分为(Mg0．9,Ni0,1)2GeO2,橄揽石和尖晶石的比例为77：23．另一种是两层不同结构比试件,其化学组成分别为(Mg0．9,Ni0,1)2GeO2和(Mg0．8,Ni0,1)2GeO2,试件中橄揽石和尖品石的比例分别为75：25和26：74．在单层同结构比试件的剪切变形实验中观测到,仅70％的总剪切变形就产生了很强的剪切带;而在两层介质的剪切试验中则观测到：一个小的化学成分的改变(10％),引起了大的相成分的改变(10％),同时产生了更大的剪切应变的差别(145％)．     

饱和多孔介质大变形分析的一种有限元-有限体积混合方法

建立了饱和多孔介质大变形分析的一种有限元-有限体积混合计算方法.将饱和多孔介质视为由固体骨架和孔隙水组成的两相体,其基本方程包括动力平衡方程和渗流连续方程.基于u-p假定和更新的Lagrange方法,饱和多孔介质的动力平衡方程在空间域内采用有限元方法进行离散,而渗流连续方程在空阃域内则采用有限体积法进行离散.通过两个数值算例,一维有限弹性固结和动力荷载作用下堤坝动力响应的计算,验证了该方法的有效性.     

饱和多孔介质动力学大变形分析耦合对流粒子域插值方法

提出了饱和多孔介质大变形动力学响应分析的耦合对流粒子域插值方法(Coupling convectedparticle domain interpolation method,CCPDI)。采用u-p形式的控制方程和超弹性材料本构关系对具有饱和多孔特性的介质进行了大变形动力学模拟,建立了耦合对流粒子域插值方法的弱形式离散求解方程并给出了该方法的计算流程。通过数值算例,验证了所提出的耦合对流粒子域插值方法的正确性。本文工作为生物软组织、肌肉、骨骼和其它一些具有饱和多孔特性的软物质的几何非线性动力学行为分析奠定了基础。     

双重孔隙介质非线性流固耦合渗流

本文给出了考虑双孔双渗介质弹性变形的流固耦合渗流模型。不仅考虑了固结对渗流的影响,同时也考虑了固体变形对渗流参数(孔隙度和渗透率)的影响。这样,渗流就成了双孔双渗介质中非线性流固耦合渗流。在此基础上,本文还推导了双重孔隙介质非线性流固耦合渗流有限元计算格式,编制了计算机程序,并可模拟单孔隙,双重孔隙,常系数线性和变系数非线性等流固耦合渗流计算。给出了算例并作了对比。结果表明,固体变形引起的介质参数变化对流体渗流早中期过程有重要的影响,对渗流后期影响并不大。这对于石油开采有重要的参考价值。     

裂缝性油藏流固耦合渗流

本文给出了考虑介质变形的双重孔隙介质流固耦合渗流模型,并考虑渗流参数随有效应力而变化的非线性双重孔隙介质流固耦合渗流,在此基础上,本文还推导了双重孔隙介质非线性系数非线性等流固耦合流流计算,并给出了算例。     

Two Types of Transient Phenomena and Full Relaxation Macroscale Model for Single Phase Flow through Double Porosity Media

Darcy's flow of a weakly compressible fluid through double porosity media is studied in the framework of the homogenization theory. In previous papers, various classes of single-phase flow have been detected with various determination of the effective permeability tensor for each class. In this paper, the full model including transient phenomena is developed, where the macroscale momentum balance equation represents a modification of Darcy's law with a nonequilibrium term. The effective permeability tensor appears to be nonstationary and is changing during the system evolution in time. Three relaxation times characterize the transient transformations of each component of the macroscale flow velocity.This effect is superposed with the second relaxation phenomenon caused by the exchange flow between dense blocks and the highly conductive matrix. The relaxation times for the effective permeability and for the exchange flow are shown to have different orders.All relaxation parameters are explicitly determined through solutions of cell problems.     

Macroscopic Conductivity of Vugular Porous Media

A systematic numerical study of the macroscopic electrical conductivity of vugular porous media has been conducted by solving the Laplace equation. The structure of these bimodal media is characterized by the micro and macroporosities and by the micro and macro correlation lengths. The overall correlation function is analyzed. It is shown that mainly depends on the total porosity, and very little on the other parameters. Moreover, similar results are obtained when the microporous medium is considered as a continuum. Finally, these predictions are compared to experimental data for the formation factor and the thermal conductivity of limestones; the agreement is good in the first case, and excellent in the second.     

Models of flow through fractured-porous anisotropic media

A mathematical model of the theory of flow through fractured-porous anisotropic media is considered. A new construction of the cross-flow function which depends on the direction of the action applied, i.e., on the difference between the pressure gradients in blocks and fractures, is given. This specification of the cross-flow function makes it possible to take into account the anisotropy of the seepage properties not only in Darcy’s law but also in the continuity equations and gives the mass-transfer law greater physical justification. Variants of the generalization of the Barenblatt-Zheltov-Kochina and Warren-Root models to include the case of arbitrary anisotropy are analyzed for the mathematical model proposed.     

The effective homogeneous behavior of heterogeneous porous media

The macroscopic equations that govern the processes of one- and two-phase flow through heterogeneous porous media are derived by using the method of multiple scales. The resulting equations are mathematically similar to the point equations, with the fundamental difference that the local permeabilities are replaced by effective parameters. The method allows the determination of these parameters from a knowledge of the geometrical structure of the medium and its heterogeneities. The technique is applied to determine the effective parameters for one- and two-phase flows through heterogeneous porous media made up of two homogeneous porous media.