一类二阶常系数非齐次线性微分方程及边值问题的解法

利用非齐次方程通解方法和Green函数法给出了非齐次项为点源函数的二阶常系数线性常微分方程及边值问题的求解方法和公式.然后以渗流力学一类具体问题为例进行了论证.结果表明这两种方法在本质上是一致的,所得到的结果是相互吻合的.该点源解可用于分析相关边值问题,并可用来求解具有一般非齐次项的微分方程及相关定解问题.     

基于应力敏感的天然裂缝性页岩气藏双孔模型解的结构

针对天然裂缝性页岩气藏,研究了3种外边界条件（无穷大、定压、封闭）及内边界条件下的定产量生产问题,并建立了考虑应力敏感性和解析吸附的不稳定渗流的试井分析模型.先对此模型作线性化处理;然后通过摄动法以及利用Laplace变换,求得线性化后的无因次储层压力的Laplace空间精确解;最后根据解的相似结构理论,给出了求解该模型解结构的步骤,并且定义了3种外边界条件下的相似核函数,发现了此模型在3种外边界条件下精确解之间的相似结构.这项研究不仅为编制试井分析软件提供便利, 提高计算效率,而且对页岩气藏渗流理论的研究具有重要意义,也为页岩气藏渗流模型的求解提供了一种新的方法.     

多翼裂缝压裂偏心井半解析模型及其渗流特征

考虑压裂多翼裂缝偏心井的实际情况,建立了多翼裂缝偏心井的数学模型.采用Laplace变换和压降叠加原理得到Laplace空间多翼裂缝压裂偏心井井底压力的半解析解.采用非均匀流量法,对井底压力的半解析解进行离散.结合Stehfest数值反演获得实空间井底压力的数值解和产量分布.借助SAPHIR试井分析软件建立了储层的数值试井模型并进行了数值离散计算.将计算结果与该文的半解析模型计算结果进行了对比,验证了该文模型的正确性.结果表明,多翼裂缝压裂偏心井井底压力变化可划分为8个主要流动阶段.最后讨论了裂缝的无因次导流能力、裂缝的不对称因子和井的偏心距对井底压力变化和产量分布特征的影响.     

二阶线性齐次微分方程边值问题相似构造解的应用及Matlab图版分析

在二阶线性齐次微分方程边值问题相似构造解式的基础上,首先利用相似构造法求解Bessel方程和变型的Bessel方程边值问题的解,然后建立了均质油藏的渗流规律的数学模型,再将均质油藏的渗流数学模型转换成变型的Bessel方程的边值问题,利用二阶线性齐次微分方程边值问题的相似构造法求解均质储层渗流的数学模型.最后通过Matlab编程进行图版分析,展示实例的函数解.这将极大地方便试进分析软件的编制,也提高了石油工作者的效率.     

夹角断层多段压裂水平井试井求解新方法

我国东部部分油藏含有发育的封闭断层,而断层对于油气井压力变化特征和相关参数的求取具有很大的影响.基于渗流力学基本原理,首先,利用点源函数基本理论和Laplace积分变换获得拉氏空间无限导流垂直裂缝井井底压力解,结合导流能力函数获得有限导流垂直裂缝井井底压力解;其次,通过镜像反映原理和压降叠加原则获得不同夹角封闭断层的有限导流多段压裂水平井拉氏空间解析解;利用Stehfest数值反演计算实空间井底压力解并绘制压力和压力导数双对数曲线图.研究表明:该典型特征曲线共分为8个流动阶段,在断层反映阶段无因次压力导数呈值为"0.5"360°/θ"的水平线;水平井中心到断层的垂直距离越小,断层反映时间越早,径向流动阶段越容易被边界反映所掩盖;裂缝间距越大,早期裂缝拟径向流特征曲线越明显;裂缝条数越多、导流能力越大,早期无因次压力和压力导数曲线位置越低.通过该模型能够很好地对含有封闭断层边界的油气藏做出准确评价和相关参数的求取.     

双空间指示函数方法在三维柱面对称波导中电磁波的反散射问题的推广

给出了双空间指示函数方法在三维柱面对称波导中电磁波的反散射问题的推广.基于这个观察:当Green函数的点源在障碍物内部时,那么远域数据的赋权积分可以很好地近似估计Green函数,但是当Green函数的点源在障碍物外部时,那么远域数据的赋权积分就不能很好地近似估计Green函数.建立一个积分方程:它的右边是点源在所重构区域的Green函数,那么我们可以知道这个积分方程的解的范数在未知障碍物的内部有极大值,而这些取得极大值的点所围成的区域恰好就是所重构的障碍物区域.方法最显著的优势在于它不依赖于未知障碍物的边界条件.     

变系数二阶线性微分方程一个新的可解类型再讨论

利用二阶线性微分方程的不变量,给出二阶线性微分方程常系数与变系数、齐次与非齐次的统一解法,而且扩大了自由项函数的形式.     

缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏压裂井试井分析

缝洞型碳酸盐岩在我国油气资源储量中占有重要地位,因此,研究缝洞型碳酸盐岩压裂井井底压力变化具有重要意义.基于渗流力学基本原理,建立考虑应力敏感和启动压力梯度影响的碳酸盐岩渗流微分方程,利用点源函数理论、Laplace积分变换和Fourier余弦积分变换等方法求得Laplace空间顶底封闭、侧向无限大外边界点源解,通过对点源积分得到面源解;通过Stehfest数值反演得到实空间井底压力解并绘制试井曲线.通过模型对比分析验证了模型的正确性.结果表明:应力敏感系数越大,压力和压力导数曲线上翘越明显;启动压力梯度越大,压力和压力导数曲线上翘时间越早;压裂井打开程度越小,压力导数球形流特征越明显;窜流系数越大,“凹子”出现的时间越早;弹性储容比越大,“凹子”越宽越深.利用该模型可以有效地对缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏压裂井的动态曲线进行分析.     

势函数的一种快速反演算法

用CT中的滤波反投影法给出了Laplace方程Dirichlet边值问题解的表达式.这不仅提供了势函数求解的一种快速算法,而且有助于揭示一般区域上Green函数的形式与性质.     

基于Caputo导数的Miller-Ross序列导数微分方程的稳定性分析

讨论了基于Caputo导数的Miller-Ross序列导数的分数阶微分方程的稳定性.根据Laplace变换,得到分数阶微分方程的解;应用Mittag-Leffler函数的渐近展开,讨论了方程的稳定性.分两部分:齐次方程与非齐次方程.     

Newton-非Newton幂律流双区复合水平井压力动态特征分析

聚合物驱油在提高原油采收率方面具有重要作用，水平井在薄层油田的开发过程中占有重要优势.根据聚合物驱油过程，基于点源函数基本理论，建立了Newton-非Newton双区复合水平井试井解释数学模型.利用Laplace积分变换和Fourier有限余弦积分变换方法，获得了Laplace空间Newton-非Newton双区复合水平井试井解释数学模型的解析解.通过Stehfest数值反演得到了典型无因次井底压力、压力导数特征曲线.研究表明:幂律指数越小，外区压力、压力导数曲线上翘越明显，且压力导数曲线呈斜率为(1-m)/(3-m)的直线；当幂律指数为1时，该模型简化为水平井常规双区复合模型；水平井水平段长度越长，早期径向流阶段结束的时间越早； 内外区流度比越大、 内区半径越小， 外区压力和压力导数曲线位置越高， 且始终保持斜率为(1-m)/(3-m)的直线.     

基于聚合物驱渗流解的相似结构分析

研究聚合物驱注聚井和采油井井底压力变化对于评价聚合物驱油时储层物性变化具有重要的意义.基于渗流力学基本原理,针对不同的井建立非牛顿-牛顿以及牛顿-非牛顿双区复合油藏试井解释数学模型,利用Laplace积分变换等数学方法获得Laplace空间解析解,根据这两种模型解结构的相似性,采用高斯消元求得不同模型的井底压力,再利用Stehfest数值反演绘制双对数曲线.根据压力导数曲线特征该模型分为五个阶段.幂律指数越大,非牛顿幂律流体径向流阶段压力导数曲线斜率越小.方法可以方便的求解聚合物驱所形成的复合油藏压力解.     

常系数线性齐次微分方程组的矩阵解法

在高等数学微分方程一章中,介绍了解常系数线性微分方程组的消无法,它是解常系数线性微分方程组的最初等的方法.消元法的基本思想是用微分法消去方程中某些未知函数及其各阶导数,最后得到只含一个未知函数的高阶常系数微分方程.解出这个高阶方程的解后,再根据消元过程,一般不用积分就可求出其余的未知函数.对于未知函数较少的小型微分方程组,采用消元法较为简便.对于未知函数较多时就得寻求更为有效的方法.本文对常系数线性齐次微分方程组的消无法和矩阵法作对比介绍.在掌握线性代数的知识后,用矩阵法解常系数线性齐次微分方程组较为方便.     

利用微分算子计算不定积分

<正> 微分算子与逆算子,主要应用于求解常系数非齐次线性微分方程,Euler方程以及常系数线性微分方程组。本文试图将此法应用于计算某些函数的不定积分,这类积分在Fourier级数的展开、Fourier变换,以及Laplace变换中常会碰到。     

低速非达西层状油藏DST段塞流试井模型研究

在分析了实际低速非达西层状油藏DST测试非自喷井渗流规律的基础上,导出了其有效井径数学模型．利用Laplace变换及特殊物理方程理论,导出了该模型的拉氏空间解析解,并利用简便的Stehfest数值算法进行数值反演,得出了实空间解,并绘制了无因次样板曲线．可有效的运用于现场DST段塞流试井分析．     

Winkler地基上固支薄板自由振动问题的准Green函数方法

将准Green函数方法应用于求解Winkler地基上固支薄板的自由振动问题.即利用问题的基本解和边界方程构造一个准Green函数,这个函数满足了问题的齐次边界条件.采用Green公式,将Winkler地基上固支薄板自由振动问题的振型控制微分方程化为第二类Fredholm积分方程.通过边界方程的适当选择,积分方程核的奇异性被克服了.数值算例表明,该方法具有较高的精度,是一种有效的数学方法.     

基于广义函数空间的不连续梁振动分析

首先运用广义函数建立了轴向力作用下含任意不连续点的弹性基础Euler(欧拉)梁的自由振动的统一微分方程.不连续点的影响由广义函数(Dirac delta函数)引入梁的振动方程.微分方程运用Laplace变换方法求解;与传统方法不同的是,该文方法求得的模态函数为整个不连续梁的一般解.由于模态函数的统一化以及连续条件的退化,特征值的求解得到了极大地简化.最后,以梁-质量块模型和轴向力作用下弹性基础裂纹梁模型为例验证了该文方法的正确性与有效性.     

一类微分方程特解的逆矩阵求法

根据函数求导运算与函数的不定积分互为逆运算的思想,以及有限维函数向量空间在求导运算下不变的条件,利用逆矩阵方法得到向量空间中基函数的不定积分,从而给出一定条件下用逆矩阵法求一类常系数非齐次线性微分方程特解的新方法.     

三重介质油藏模型及其Laplace空间解

本文建立了裂缝、洞与井筒连通的三重介质油藏的试井解释模型,利用Laplace变换和构造通解法,研究了这一类线性偏微分方程的边值问题,得到了其Laplace空间解,为裂缝、洞与井筒连通油藏的试井分析提供了坚实的理论基础。     

二阶常系数非齐次线性微分方程的通解公式

根据二阶常系数齐次线性微分方程的特征根,利用降阶法,可给出求解一般二阶常系数非齐次线性微分方程的通解公式.