基于三维网络模型的水驱油微观渗流机理研究

利用逾渗网络模型在微观水平进行随机模拟来研究水驱油的微观渗流规律,通过模型计算结果与油水稳态相对渗透率驱替实验结果对比验证了网络模拟的有效性. 在此基础上,讨论了在不同润湿条件下、水驱不同阶段的剩余油微观分布规律. 将剩余油分布形态归纳为4种状态：孤粒/孤滴状、斑块状、网络状和油水混合状态. 研究表明,网络状剩余油的块数较少,但所占体积比例较大. 随着剩余油饱和度的降低,最大网络状油所占孔隙数减少,剩余油饱和度在40{%}$sim$50{%}附近开始以较快速度减少. 润湿性不仅影响驱油效率,也影响剩余油分布形态. 在驱替过程中,剩余油分布总的变化趋势是逐渐趋于分散.     

聚合物注入能力的实验研究

聚合物驱油作为一种重要的三次采油方法,在国内外油气田开发中得到了广泛应用.聚合物驱油效果的好坏取决于多种因素,其中很重要的一个因素是聚合物的注入能力,这一因素直接决定了聚合物驱油的成败.本文利用实验方法研究了聚合物的分子质量、岩样的渗透率以及注入速度等因素对聚合物注入能力的影响.结果表明,聚合物溶液具有粘弹性,注入速度增大,注入性变差.同时聚合物分子量越大,岩心渗透率越低,聚合物注入性越差.对于孤岛中一区,平均孔隙半径与聚合物分子折算半径之比大于10时,聚合物可顺利注入地层.研究结果可用于指导现场聚合物的选取,从而有效保证聚合物的注入能力,使聚合物驱油达到预期效果.     

半晶态聚合物拉伸变形的微观机理

应用大规模分子动力学方法,采用粗粒化聚乙烯醇模型,模拟了晶区与非晶区随机交杂的半晶态聚合物模型系统,研究了半晶态聚合物在单轴拉伸变形过程中的应力-应变行为和微观结构演变.应力-应变曲线表现出4个典型变形阶段:弹性变形、屈服、应变软化和应变强化.在拉伸变形过程中,主要存在晶区折叠链之间的滑移、晶区破坏、非晶区的解缠结,以及分子链沿拉伸方向重新取向等4种主要的微结构演变形式.在屈服点附近,晶区分子链之间排列紧密程度减小而发生滑移,之后晶区变化需要的应力变小,从而形成应变软化现象.随着应变的增大,经各分子链段协同作用使非晶区分子链的解缠结和重新取向行为扩展到相对宏观尺度,导致拉伸应力增大而形成应变强化现象.     

孔隙网络模型在渗流力学研究中的应用

孔隙网络模型广泛地用于同多孔介质有关的微观模拟中. 本文简介了利用网络模型研究储层渗流规律的基本思想、主要步骤以及网络模型同其它微观模型相比较的优缺点, 总结了在微观渗流研究中使用的两大类网络模型(准静态网络模型和动态网络模型)的特征及其适用范围, 综述了目前网络模型在研究渗流中的应用现状以及国内外研究比较活跃的几个方面,最后分析了网络模型今后的发展趋向.      

基于孔与裂隙网络模型的平行微裂隙对驱油的影响规律研究

认识双重多孔介质中油水两相微观渗流机制是回答形成什么类型的裂隙网络可提高油藏采收率的关键. 微裂隙的分布可以提高多孔介质的绝对渗透率,但对于基质孔隙中的流体介质,微裂隙的存在会引起多孔介质中局部流体压力和流场的变化,导致局部流动以微裂隙流动为主,甚至出现窜流现象,降低驱油效率. 本文基于孔与裂隙双重网络模型,在网络进口设定两条平行等长且具有一定间隔的微裂隙,分析微裂隙的相对间隔(微裂隙之间距离/喉道长度)和微裂隙相对长度(微裂隙长度/喉道长度)对于微观渗流特征的影响. 结果表明：随微裂隙相对长度的增加,出现驱油效率逐渐降低,相对渗透率曲线中的油水共渗区水饱和度和等渗点增加,油水两相的共渗范围减小等现象;随着微裂隙之间相对间隔增大,周围越来越多的基质孔穴间的压力差减小,在毛管压力的限制下,驱替相绕过这些区域,而导致水窜现象.     

聚合物分子模型的Brown动力学模拟

介绍了研究聚合物分子模拟流变性质的Brown动力学模拟方法,综述了有关这方面的研究工作．在通常情况下,将分子模型的数值模拟与求解流动守恒方程的数值解法相结合,便有可能用分子模型去代替连续介质力学的本构方程,来模拟聚合物流体的复杂流动．本文介绍了这一方法的产生背景、最新进展以及优点．     

水流冲击管道内滞留气团现象的VOF模型仿真分析

针对复杂管道系统内水流冲击滞留气团现象,采用VOF模型(Volume of Fluid Model)进行了数值模拟计算,并与一维模型进行了比较计算分析,结果表明:系统的最大压力并不总是气团的最大压力,有可能还会叠加水体对管壁的撞击而形成的突然升高压力.与实验实测结果的比较分析表明:采用VOF模型,能够较精细地仿真水流冲击滞留气团现象的气团形态、流场结构以及压力分布等的变化过程,其压力数值计算结果与实验实测基本吻合,其计算误差明显小于现有一维模型的计算误差,是深入研究该复杂瞬变流现象的有效方法.     

储层微观参数对宏观参数影响的网络模拟研究

储层宏观参数是储层微观参数的宏观体现.以孔隙度、绝对渗透率、相对渗透率等宏观参数作为约束条件,拟合生成网络模拟模型,在此基础上讨论了孔喉半径、喉道半径均质系数、孔喉比、孔喉润湿性、孔喉形状和配位数等微观参数的变化对孔隙度、绝对渗透率和相对渗透率等宏观参数的影响.在影响因素敏感性分析的基础上,确定了引起储层宏观参数变化的...     

计及齿面微观特征影响的齿轮非线性 动力学模型研究

为分析齿面微观形貌特征的齿轮动力学影响机理,本文通过引入分形理论,修正现有齿侧间隙公式,建立了齿面微观形貌影响下的齿轮非线性动力学模型;利用四阶Runge-Kutta法进行了该模型的数值求解,从而获得了时间历程图、相图、Poincaré 映射图以及FFT频谱图;考察了齿面粗糙度和分形维数等齿面微观因素与齿轮动力学特性之间的关联规律.仿真结果表明:齿面粗糙度对于齿轮动态响应影响较大,随着粗糙度值不断上升,齿轮动力学响应也由周期性运动转变为混沌运动;当分形维数增大时,系统响应也由稳定状态向混沌状态转变.这些结论与已有文献相一致,从而验证了该模型正确、可行.     

岩体随机结构面三维网络数值模型有效性检验

岩体随机不连续面三维网络模拟技术成熟与否的一个重要标志就是最终的网络模型是否能够较真实地再现岩体的实际情况 ,为了使三维网络模型的结果能够真正地应用于实际工程 ,就必须对模拟的结果进行必要的检验 ,检验的办法就是将模拟出的模型剖面图形与原型测量窗口的图形进行图形对比 ,或者将原型的观测数据与模型的测试数据进行数据对比 ,当这种检验达到精度时 ,模拟出的模型为有效模型 ,可以投入工程实际应用     

Numerical simulation of pore-scale flow in chemical flooding process

Chemical flooding is one of the effective technologies to increase oil recovery of petroleum reservoirs after water flooding. Above the scale of representative elementary volume (REV), phenomenological modeling and numerical simulations of chemical flooding have been reported in literatures, but the studies alike are rarely conducted at the pore-scale, at which the effects of physicochemical hydrodynamics are hardly resolved either by experimental observations or by traditional continuum-based simulations. In this paper, dissipative particle dynamics (DPD), one of mesoscopic fluid particle methods, is introduced to simulate the pore-scale flow in chemical flooding processes. The theoretical background, mathematical formulation and numerical approach of DPD are presented. The plane Poiseuille flow is used to illustrate the accuracy of the DPD simulation, and then the processes of polymer flooding through an oil-wet throat and a water-wet throat are studies, respectively. The selected parameters of those simulations are given in details. These preliminary results show the potential of this novel method for modeling the physicochemical hydrodynamics at the pore scale in the area of chemical enhanced oil recovery.     

油藏复杂驱动体系物理模拟相似准则研究进展

综述了水驱油、化学驱油、蒸汽驱、混相驱及非混相驱等复杂油藏驱替体系物理模拟相似准则的研究现状.系统介绍了相似参数敏感性分析方法,定义了表征目标函数对相似参数依赖程度的敏感因子,结合数值方法便可定量地确定复杂体系主要相似参数,并实际应用于工程问题.讨论了水驱和聚合物驱物理模拟应优先满足的相似准则及其随参数范围的变化.      

Dissipative particle dynamics simulation of wettability alternation phenomena in the chemical flooding process

Wettability alternation phenomena is considered one of the most important enhanced oil recovery （EOR） mechanisms in the chemical flooding process and induced by the adsorption of surfactant on the rock surface. These phenomena are studied by a mesoscopic method named as dissipative particle dynamics （DPD）. Both the alteration phenomena of water-wet to oil-wet and that of oil-wet to water-wet are simulated based on reasonable definition of interaction parameters between beads. The wetting hysteresis phenomenon and the process of oil-drops detachment from rock surfaces with different wettability are simulated by adding long-range external forces on the fluid particles. The simulation results show that, the oil drop is liable to spread on the oil-wetting surface and move in the form of liquid film flow, whereas it is likely to move as a whole on the waterwetting surface. There are the same phenomena occuring in wettability-alternated cases. The results also show that DPD method provides a feasible approach to the problems of seepage flow with physicochemical phenomena and can be used to study the mechanism of EOR of chemical flooding.     

油藏数值模拟发展现状

油藏数值模拟是以多相流体在多孔介质中流动的理论为基础,目前已广泛应用于油藏工程.本文就流体流动方程、数值计算方法、软件的开发和应用等方面,阐述了所谓黑油模型发展现状,同时介绍了组分模型和热采模型等其他类型模型.还就国内如何开展油藏模拟工作提出了建议.