超前注水开发指标变化规律及跟踪调整研究

X区块为低渗透油藏,目前采用超前注水开发方式,在数值模拟历史拟合的基础上对试验区超前注水开发指标的变化规律进行研究,并对注采系统进行调整.通过相对渗透率曲线,得到无因次采液指数与含水率之间的变化规律,结果表明,含水率低于65%时,无因次采液指数呈下降趋势,可适当降低注水强度;当含水率达到65%以后,无因次采液指数开始上升,此时可通过放大生产压差对试验区进行提液生产;而含水率达90%以后,无因次采液指数迅速上升,此时应以稳油控水为主.在确定产液量的基础上,在下降期和上升期分别设计了四个方案进行注水强度调整,结果表明,在无因次采液指数下降期和上升期,当注水强度分别为1.65 m~3/d·m和2.10m~3/d·m时,地层压力保持较好,且试验区开发效果最好.     

海上水驱油藏注水量公式及影响因素研究

针对海上水驱开发油藏,单井及单层合理注水量的确定影响着剩余油的分布和油田的水驱开发效果,因此应用灰色关联分析方法,研究影响注水量劈分系数的主要因素及其在劈分系数中所占权重,确定注水量公式.该方法考虑了有效厚度、渗透率、注采井距、注采井数、方向地层系数等因素对注水量劈分系数的影响,建立了多因素控制的注水量公式,同时分别应用本文建立的注水量公式与常规注水量公式对海上A平台注水井进行配注,分析单井小层配注量差别的原因.根据海上A平台目前注水开发过程中存在的层内矛盾及层间矛盾突出等问题,提出了分层注水的必要性,通过本文确定的注水量公式对A平台注水井进行配注,通过实施效果可以发现,目前A平台水驱开发含水率得到控制,自然递减率降低,验证了确定注水量公式的可靠性和实用性,对海上注水开发油田具有一定的指导意义.     

非均质砂岩油藏异步周期注水数值模拟理论及应用研究

针对砂岩油藏周期注水特点,综合考虑弹性力、毛管力和重力的影响,建立起非均质砂岩油藏异步周期注水数学模型,并推导出相应的数值解.提出了一种新的流动系数取值方法,能够准确描述停注过程中毛管力作用引起的吸渗现象.在杏树岗油田周期注水试验区进行了实例验证,结果表明:地层压力相对误差为4.0%,产液量相对误差为3.2%,含水率绝对误差为0.9%.应用该方法对杏树岗油田厚油层不同周期注水方案进行了数值模拟计算,决定采取异步周期注水方案,并确定出合理的油层纵向组合方式和水井平面组合方式.平均注水强度为25m3/(d.m)左右,注水和停注半周期都是3个月.现场实施5个月后,区块综合含水率由92.17%下降到91.51%,产油量稳定,预计最终水驱采收率提高1%以上,取得了良好的开发效果.     

应用灰色关联分析方法确定分层注水量公式

油田注水开发过程中,如何确定注水井分层注水量是油藏工程师们关心的问题.通过对注水井分层注水量劈分的影响因素进行分析,采用灰色关联分析方法确定出影响劈分系数的主要因素及其在劈分系数中所占的权重,实现了劈分系数中各影响因素之间的定量化对比,确定了注水井分层注水量公式.方法考虑了措施改造系数、射开砂岩厚度、注采井距、位置系数和注采井数等因素对劈分系数的影响,确定了注水井分层注水量公式,符合实际的开发特征,能够实现注水井科学、合理的配注.结合S区块目前注水开发过程中存在的层内矛盾及层间矛盾突出等问题,提出了分层注水的必要性,通过灰色关联分析方法确定了S区块的分层注水量公式,实现了区块的合理配注,对其它油田或区块注水开发具有一定的指导和借鉴作用.     

多釜串联模型停留时间分布方差的推导

简要分析了理想反应器的特点,并指出现实反应器与理想反应器的区别,介绍了多釜串联模型描述实际反应器的思想.针对多釜串联模型的停留时间分布的计算函数进行逐步的推导,以阶跃法对模型进行分析,采用数学归纳法和分部积分法等方法推导出了多釜串联模型无因次停留时间分布函数表达式;根据停留时间分布密度函数定义,推导出了无因次停留时间分布密度函数的表达式;根据概率中方差的定义,推导出了无因次方差的表达式.     

胜利断块油藏细分注水技术界限研究

老油田进入特高含水期后,剩余油分布更加零散,各种地质因素也因长期注水开发而发生了一定的改变.此时稳油控水难度进一步加大,为了进一步挖掘剩余油,控制含水上升速度、减缓产量递减,必须对注水井采取进一步的细分调整.基于水湿油藏注水井注水层段吸水效果,从注入水受力分析入手,运用达西定律推导出了水驱油藏水驱油全过程中的单位体积注入水沿竖直、地层两个方向运移的渗流速度公式,明晰了水驱油藏注水层段不同开发阶段砂岩吸水机理.研究结果表明,水驱油藏细分注水效果与岩石绝对渗透率、水相相对渗透率、注入水黏度、水动力压力梯度、注水井启动压力梯度、含水饱和度、地层倾角、油水密度差等参数有关.结合胜利油田断块油藏地质特征及细分注水工艺要求,制定了一套适合胜利油田不同断块区的细分注水技术政策界限:层段内渗透率变异系数小于0.3,砂岩条带宽度极比小于2.5,且东辛油区断块油藏层段内砂岩厚度小于6m,小层数小于4个;现河油区断块油藏层段内砂岩厚度小于5m,小层数小于5个;临盘油区断块油藏层段内砂岩厚度小于6m,小层数小于6个.矿场试验证实,该细分注水技术政策界限是合理、实用的,其为胜利断块油藏注上水、注够水、注好水,实现多层断块油藏的高效开发提供了技术保障,对类似油藏细分注水技术界限研究具有一定的借鉴意义.     

油田注水系统拓扑布局优化的混合遗传算法

以投资最小为目标函数,建立了注水系统拓扑布局优化数学模型.根据模型特点,将优化问题分为两层,分别采用遗传算法和非线性优化方法进行求解.并对遗传算法的操作过程进行了改进,调整了适应函数,改进了交叉和变异操作,结合了模拟退火算法,在操作过程中使约束条件得到满足,减少了不可行解的产生,使遗传算法的优化性能得到了提高.优化算例说明了该方法的有效性.     

边部注水时裂缝性油藏中水平井两相渗流

本文在流线不变的假定下研究边部注水时裂缝性油藏中水平井两相渗流问题,建立了双重孔隙介质中水平井两相流体垂直二维渗流的数学模型,并用特征线方法进行了精确求解,给出了裂缝系统和岩块系统中的饱和度分布以及水平井见水时间公式,从而为边部注水开发裂缝性油藏提供了必要的理论基础和工程计算方法。     

灰色理论结合专家系统预测煤层气井压裂效果

煤层气井水力压裂效果受煤层条件、煤层气井条件、压裂施工参数等影响,压裂效果难以预测.通过对煤层气井压裂后累积增产量分析,从中确定出煤层厚度、煤层深度、煤层渗透率等26个影响煤层气井压裂效果的因素.运用灰色关联法筛选主要因素和次主要因素,并分别建立不同的隶属函数用于专家系统的知识库建立,形成一种灰色理论结合专家系统的煤层气井压裂效果预测方法.将方法运用与鄂尔多斯某区块,对200组测试数据进行计算,预测错误率仅为3.5%.计算结果表明,方法预测结果准确可靠,可为煤层气井压裂优化提供指导.     

改进共轭梯度算法在矿井瓦斯含量预测中的应用

本为预测矿井瓦斯含量,根据影响矿井瓦斯含量的煤层开采深度、煤层厚度、瓦斯压力、煤的变质程度、煤层顶板岩性与煤层底板岩性等主要因素建立三层BP神经网络分析模型.针对标准BP算法存在的收敛速度慢、容易陷入局部极小等问题,从理论分析角度对共轭梯度算法和改进共轭梯度算法进行对比分析研究,并且分别用标准BP算法、共轭梯度算法和改进共轭梯度算法对BP神经网络分析模型进行训练和测试.结果表明,改进共轭梯度算法收敛速度快,预测结果相对误差保持在1%以内,并且误差波动相对平稳.因此,基于改进共轭梯度算法的BP神经网络分析模型,能够有效预测矿井瓦斯含量.     

Effect of gas seepage on stress-field redistribution in the vicinity of a hole

The effect of gas seepage on the stress-strain state of a coal seam is investigated. The problem of the degassing of coal seams with long holes is discussed. It is established that normal tensile stress components develop with the movement of gas in the vicinity of a hole. For certain ultimate tensile strengths of the coal, this reduces to failure of the walls of the hole, and to the development of dynamic phenomena.Translated from Teoreticheskaya i Prikladnaya Mekhanika, No. 18, pp. 115–119, 1987.     

Investigation of the effect of seepage or evaporation from a free surface by the method of circular polygons

It is proposed to use a technique developed for polygons in polar nets to integrate equations of the Fuchs class that arise when solving a wide range of problems of plane steady seepage flow using the Polubarinova-Kochina method, based on the use of the analytical theory of linear differential equations. It is shown that, for a large class of pentagons in domains where the flows,which are very characteristic of seepage problems when there is infiltration or evaporation from the free surface, have a complex velocity, the solution of the problem of determining the unknown parameters which appear in the conformal mapping can be completed. In this case, the mapping is carried out in closed form in terms of elementary functions and it is simple and convenient for subsequent application. The results obtained are used to solve the problem of seepage from a channel, taking account of the capillarity of the ground when there is evaporation from the free surface. The results of numerical calculations are presented and a hydrodynamic analysis of the effect of the basic physical parameters of the model on the dimensions of the saturation zone is given.     

Dynamical analysis of chemotherapy models with time-dependent infusion

Classical mathematical models for chemotherapy assume a constant infusion rate of the chemotherapy agent. However in reality the infusion rate usually varies with respect to time, due to the natural (temporal or random) fluctuation of environments or clinical needs. In this work we study a non-autonomous chemotherapy model where the injection rate and injection concentration of the chemotherapy agent are time-dependent. In particular, we prove that the non-autonomous dynamical system generated by solutions to the non-autonomous chemotherapy system possesses a pullback attractor. In addition, we investigate the detailed interior structures of the pullback attractor to provide crucial information on the effectiveness of the treatment. The main analytical tool used is the theory of non-autonomous dynamical systems. Numerical experiments are carried out to supplement the analysis and illustrate the effectiveness of different types of infusions.     

洼38块特稠油油藏流-固-热三场耦合规律研究

近年来,随着石油的不断开发开采,在研究高压注水,稠油热采等涉及到温度剧烈变化的研究领域中,油藏工作者难以通过经典的渗流力学理论和传统的油藏数值模拟方法得到有效、合理的解释,必须考虑到温度场、渗流场、应力场三场相互影响、相互作用、相互变化等相关变化因素.基于考虑热弹性的岩石应力一应变关系、地下流体运动定律、能量守恒定律,建立包括油水两相渗流控制方程、岩石变形体控制方程、温度场控制方程的稠油油藏三场耦合数学模型,运用全耦合算法实现同时求解所有耦合方程组,研究了应用有限元分析软件ADINA进行三场耦合规律的建模过程与方法.以小洼油田洼38块为例研究三场耦合规律.结果表明:距离井筒越近,其总位移、温度场、应力场、渗流场及岩石物性参数越会产生明显的变化;距离井筒越远,其变化越不明显.距离井筒越近的储层温度变化越剧烈,而距离井筒越远的储层温度变化越缓;井筒周围的温度变化呈现倒置漏斗形状,随着注水的不断进行,漏斗会逐渐平缓;最后储层各点的温度会平衡在同一温度水平线上,达到平衡状态.模型较为真实的模拟油藏实际开采情况.     

李群方法在渗流力学的应用

试图用李群方法来分析流体及渗流的运动规律.对于流形上流体、渗流力学方程的研究,物理空间的流动中的拓扑结构只要具有李群的性质,便可以此来进行流动分析.这是将李群理论直接、直地应用于渗流力学的一种方法.李群方法将众多求解特定类型的渗流微分方程方法统一到共同的概念之下.李群无穷小变换方法为寻找微分方程的闭合形式的解提供的广泛的应用,补充了求解渗流力学方程的数学物理技巧.     

Non-linear laws of fluid flow through anisotropic porous media

Non-linear laws of fluid flow through anisotropic porous media are written out in invariant tensor form for all crystallographic point symmetry groups. The equations, as is customary in seepage theory [1, 2], are represented by expressions containing the seepage velocity up to and including the third degree. Expressions defining non-linear flow resistances are given and it is shown that, when one transfers from linear to non-linear seepage laws, the symmetry group of the flow properties may change. For example, the isotropic flow properties manifested in Darcy's law may become essentially anisotropic in a non-linear law and display asymmetry, that is, they may be different along one straight line in the positive and negative directions. It is shown that, compared with linear seepage laws for anisotropic media, when flow properties may be defined by just four essentially different types of equation, in non-linear laws the appearance of anisotropy is highly diversified and the number of distinct types of equation increases considerably.     

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.     

The design of the iso-velocity contour for the flow past the base of a dam with a confining bed

The underground contour of a submerged rectangular dam, the angles of which are rounded off along curves of constant magnitude of the seepage flow velocity is constructed in the case when the water-permeable base is underlain by a confining bed, consisting of one horizontal and two curved sections, which are the iso velocity lines of the seepage flow. The corresponding multiparameter mixed problem in the theory of analytical functions is solved using the Riemann-Schwartz symmetry principle and a semi-inverse version of the velocity hodograph method, first proposed by Polybarinova-Kochina and Kochina. The results of numerical calculations are presented and a hydrodynamic analysis of the effect of the basic physical parameters of the model on the shape and dimensions of the underground contour of the dam and of the horizontal and curved sections of the confining bed is given.     

拥挤的水房——有关打水问题的数学模型

学校的开水房常常十分拥挤,原因何在?如何解决?根据本人亲自观测的数据,运用统计检验分析数据并提出合理假设;用排队论方法定量地描述系统状态;通过灵敏度分析讨论了参数变动对系统状态的影响;并利用设计曲线与控制曲线讨论最优化问题;最后比较了两种排队方式。从而找到了拥挤原因,了解了拥挤程度,并提出解决办法。文中计算结果与实际情况符合较好。     

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.