储气库油侵气窜压差界限研究北大核心

针对储气库开采过程中油侵气窜的问题,以喇嘛甸北部为研究对象,对储气库油气界面的运移进行监测,分别通过物理模拟方法和数值模拟方法研究油侵气窜与油气区压差的关系,进而得到生产过程中油区气区之间的合理压差．物理模拟研究表明,当油气区压差超过一定值时,油气界面会发生运移,压差越大,油气界面运移距离越远;数值模拟研究表明,储气库油侵气窜压差界限为±0．5MPa;通过矿场监测论证,最终确认上述压差界限的合理性．     

三维油资源运移聚集的模拟和应用

盆地发育的运移聚集史数值模拟,其功能是重建油气盆地的运移聚集演化史,它对于油资源的勘探,确定油藏位置和计算油藏贮量,寻找新的油田,具有极其重要的价值.本文从地质科学实际出发,研究了三维问题的地质和渗流力学特征,提出二阶修正算子分裂隐式迭代格式,对着名油水运移聚集实验进行了数值模拟,结果基本吻合,并对胜利油田东营凹陷的实际问题进行数值模拟试验,结果和实际地质情况(油田位置等)基本吻合,成功解决了这一着名问题.     

基于格子boltzmann方法固井环空介观微间隙气体窜槽研究

固井环空微间隙气体窜槽现象直接影响固井质量与油田生产,准确地描述固井环空微间隙气体窜槽的流动规律是有效控制气体窜槽的核心与"瓶颈"问题.从微观粒子运动角度出发,基于格子Boltzmann方法建立了固井环空微间隙气体粒子流动模型.选取大庆油田某区块计算模拟不同环空压差下微间隙内气体粒子流动速度分布规律,计算结果揭示了固井气窜气体粒子在微环间隙内流动的本质,为后续固井气窜问题的研究开辟新的思路.     

控压钻井井底气侵停止与否实时判别方法研究

实时判别井底气侵停止与否是控压钻井井控方法的关键,直接关系到基于立压控制法循环排气或常规关井等后续作业的选取.综合考虑气体运移膨胀和气体溶解的因素,指出出入口流量一致并不等同于井底气侵停止,两者存在时间先后关系.基于快速施加井口回压控制方法,建立了控压钻井井筒与地层耦合的多相变质量流动模型,采用有限差分法迭代求解,模型计算值与实验测量值吻合较好.模拟结果表明,出口流量有无明显拐点是区分出入口流量一致和井底气侵停止时间先后的标志.一旦井底气侵停止,立管压力的二阶导数会迅速降至0点附近且趋于稳定.根据上述参数变化特征,提出了基于出入口流量和立管压力实时监测的井底气侵停止与否实时判别方法.该研究对于完善控压钻井井控理论具有重要的指导意义.     

关井期间连续气侵气泡在井筒的动态运移分析

在停止循环状态关井条件下,由于井筒储集效应的影响,地层气会继续侵入井筒,侵入气体沿静止钻井液向上滑脱运移,井口回压与井底压力随之增加,威胁井控安全,因而,有必要研究关井条件下,气泡在井筒内滑脱上升时引起的井口和井底压力波动规律.考虑井筒储集效应,建立了关井期间井底压力和井口压力的计算模型,并对模拟井关井过程中气泡沿井筒运移特性进行了分析.模拟分析结果表明:不同气侵量下,随着关井时间的延长,井底压力和井口压力增加,渗透率低的地层井底压力较高,井口套压稳定的速度较快;当井筒气侵量一定时,随着关井时间的延长,井底压力和井口压力增加,渗透率高的地层井底压力、井口套压较高.     

三维动边值问题的迎风差分方法

可压缩可混溶油、水三维渗流动边值问题的研究,对重建盆地发育中油气资源运移、聚集的历史和评估油气资源的勘探与开发有重要的价值, 其数学模型是一组非线性耦合偏微分方程组的动边值问题. 该文对有界域的动边值问题提出一类新的二阶修正迎风差分格式, 应用区域变换、 变分形式、能量方法、差分算子乘积交换性理论、高阶差分算子的分解、微分方程先验估计的理论和技巧, 得到了最佳 $l^2$ 误差估计结果. 该方法已成功应用到油资评估的数值模拟中. 它对这一领域的模型分析, 数值方法和软件研制均有重要的价值.     

油水渗流动边值问题的迎风差分方法

可压缩可混溶油、水渗流动边值问题的研究,对重建盆地发育中油气资源运移、聚集的历史和评估油气资源的勘探与开发有重要的价值,其数学模型是一组非线性耦合偏微分方程组的动边值问题.对二维有界域的动边值问题提出一类新的迎风差分格式,应用区域变换、变分形式、能量方法、差分算子乘积交换性理论、高阶差分算子的分解、微分方程先验估计的理论和技巧,得到了最佳误差估计结果.该方法已成功应用到油资评估的数值模拟中.它对这一领域的模型分析,数值方法和软件研制均有重要的价值.     

守恒混合元法在模拟污染物运移过程中的应用

研究污染物在土壤中运移的时空规律,为土壤环境质量评价及污染预测和防治提供科学的根据与途径,具有重要的理论和实际意义.通过建立土壤中污染物运移问题的全离散守恒混合元格式,讨论了守恒混合元解的存在唯一性,并给出了误差估计.最后给出了数值算例,数值模拟结果表明,用该方法模拟污染物运移问题是合理有效的.     

中国陆相油气的形成和运移(Ⅱ)

本文(Ⅰ)着重研究了中国陆相湖盆沉积物中有机质向油气演化的过程.本文(Ⅱ)阐明了现代青海湖沉积物埋藏初期及早期成岩作用过程中有机质的演化特征.其结果表明陆相有机质大量开始向石油转化的深度随不同地区、不同时代、不同类型的有机质而异.最后,运用特征有机化合物、稀有气体同位素等资料,结合构造发展史阐述我国陆相油气运移的类型、规模和途径.指出近油源短距离是陆相油气运移的基本特征.     

多介质大变形流动的MOF-MMALE数值模拟研究

多介质大变形流动数值模拟的关键和难点是在精确追踪物质界面的同时又能够处理好流体的大变形运动.将MOF(moment-of-fluid)界面重构算法与多介质任意Lagrange-Euler方法(MMALE)相耦合,形成MOF-MMALE方法,并应用于多介质大变形流动问题的数值模拟研究.MOF-MMALE方法在传统的ALE方法基础上,允许计算网格边界跨过物质界面,允许存在混合网格,即一个网格内可以存在两种或两种以上物质;在混合网格内,利用MOF界面重构算法来确定物质界面的位置和方向.数值算例表明,MOF-MMALE方法是模拟多介质大变形流动的有效手段,并且具有较好的数值精度和界面分辨率.     

油水运移聚集数值模拟和分析

油资源的运移聚集数值模拟是描述在盆地发育中油水运移聚集演化的历史,它对于油田的勘探和合理开发有着重要的价值.本文提出问题的数学模型和修正交替方向隐式迭式格式.对于着名的二次运移聚集的水动力学实验(剖面和平面问题),进行了数值模拟,模拟结果和实验结果是完全吻合的.     

薛定谔方程在非一致网格下数值模拟的界面条件

本文研究了一维线性薛定谔方程在非一致网格下数值模拟的问题.在数值模拟中,非一致网格在界面处会产生虚假反射,利用局部时间步长和界面条件的方法,成功的减小了虚假反射.改进和提高了薛定谔方程数值模拟的效率和精度.     

薛定谔方程在非一致网格下数值模拟的界面条件（英文）

本文研究了一维线性薛定谔方程在非一致网格下数值模拟的问题.在数值模拟中,非一致网格在界面处会产生虚假反射,利用局部时间步长和界面条件的方法,成功的减小了虚假反射.改进和提高了薛定谔方程数值模拟的效率和精度.     

三维非线性多层渗流方程耦合系统的差分方法

对三维多层非线性渗流方程耦合系统提出适合并行计算的二阶迎风分数步差分格式, 利用变分形式、能量方法、差分算子乘积交换性、高阶差分算子的分解、先验估计的理论和技巧, 得到收敛性的最佳阶的l²误差估计. 该方法已成功地应用到油资源运移聚集数值模拟的生产实际中.     

滩海地区运移聚集的精细数值模拟和分析

对滩海地区三层油资源运移聚集进行高精度精细平行数值模拟,提出数学模型和精细平行算子分裂隐式迭代格式,设计了并行计算程序,提出了并行计算的信息传递和交替方向网格剖分方法. 并对不同的CPU组合进行并行计算和分析,对滩海地区数值模拟结果和实际情况吻合.对模型问题进行数值分析,得到最佳阶误差估计,成功地解决了这一困难问题．     

水平环空井筒内流体携砂影响因素研究

基于流体动力学和液固两相流流动理论,建立了砂粒在环空液体中运移的流动模型.在忽略固相颗粒在液相中微观运动状况的基础上,通过数值模拟的方法,研究岩屑在不同流动参数下的运移规律,揭示砂粒在流体流动中的运动规律.研究结果表明,流体粘度和入口流量两个参数对固液两相流动中岩屑的运移影响较大.入口流量和流体粘度增加,流体对岩屑的携带作用增强,且携带的颗粒直径也变大.     

不同结构板翅式油冷器单层冷却液侧换热特性的数值模拟

基于多孔介质模型,针对5种内部结构不同的板翅式油冷器单层冷却液侧的流动和热输运过程,利用有限体积法进行数值模拟.研究结果表明:在翅片布置方向相同情况下,进出口对角布置时冷却液的压力和温度场分布比同侧布置进出口时均匀,温差较同侧布置时大.在出口位置相同情况下,翅片横向布置时冷却液的压力和温度分布要比纵向布置时均匀,但压差大,温差不大.带隔板结构冷却液的温差最大,但压差要高一个数量级.     

预测水驱油藏中油、水流动问题的快速方法

以最佳正交分解(POD)技术为基础提出了一种快速预测油藏中油、水流动问题的方法.采用POD技术建立了水驱油藏中油、水两相流动的低阶模型.通过油藏数值模拟方法获得二维水驱油藏模型在时间0～500 d内的压力和含水饱和度的100个样本, 并从样本中提取出一组压力和含水饱和度的POD基函数.当注采参数不断变化后,采用已求得的POD基函数结合低阶模型对新的物理场进行预测.研究结果表明:POD方法能够快速、准确地预测出水驱油藏的压力和含水饱和度场,文中算例给出压力和含水饱和度场的预测误差分别不超过1.2%与1.5%,且计算速度比直接进行油藏数值模拟快50倍以上.     

非线性渗流耦合系统动边值问题二阶迎风分数步差分方法

对多层非线性渗流方程耦合系统三维动边值问题, 提出适合并行计算的一类二阶迎风分数步差分格式, 利用区域变换、变分形式、能量方法、隐显格式的相互结合、差分算子乘积交换性、高阶差分算子的分解、先验估计的理论和技巧, 得到收敛性的最佳阶l² 误差估计. 该方法已成功地应用到多层油资源运移聚集的资源评估生产实际中, 得到了很好的数值模拟结果.     

侵入气体沿井筒的上升规律研究

地层气体侵入井筒后形成气液两相流动体系,气体沿井筒向上滑脱运移,随着所受压力的降低其发展变化过程会很快,如果不及时处理就会演变为井涌、井喷,甚至井喷失控.因此,准确的预测侵入气体沿井筒的上升规律,有助于认识气侵发展过程,同时为现场采取井控措施提供理论依据,有效避免井下复杂事故.基于侵入气体沿井筒运动的力学特性,建立了气体的上升速度模型,模型模拟分析表明:地层渗透率越高、机械钻速越快、单位时间内侵入井筒的气体量越多、气体上升速度越快,井底压力波动越大;施加一定的井口回压可以有效抑制气体的膨胀运移.