垂直裂缝气井生产动态预测及参数识别

为了摆脱分析解释水力压裂裂缝参数时选择图版的繁复工作和克服人为的误差,在引入非达西因子的基础上,考虑裂缝导流能力在生产过程中的变化,提出了垂直裂缝气井中真实气体在地层-裂缝系统中非达西渗流的数学模型和生产动态预测模型,建立了识别垂直裂缝气井水力裂缝参数的生产历史自动拟合模型,并给出了数值解法,为认识和了解气层、分析和评估气井压裂施工质量,提供了准确可靠的方法。     

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.     

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.     

幂律流体在分形介质中不定常椭圆渗流

以椭圆渗流模型为基础,得到了分形油藏中,垂直裂缝井的幂律型非牛顿流体的定常渗流的压力分布公式和产量公式;并用数值差分的方法研究了分形油藏中,垂直裂缝井的不定常渗流,分析了分形参数对不定常压力的影响;同时从平均质量守恒方程出发,得到了相应的不定常渗流的近似解析解。分析表明:用椭圆渗流模型研究垂直裂缝井的渗流,大大简化了渗流问题的复杂性。     

垂直裂缝气藏中凝析油气试井模型及应用

凝析气井经过压裂产生垂直裂缝,流体在地层与裂缝中往往形成双线性流.根据凝析气形成的双线性流渗流特点,通过凝析油气不稳定渗流的基本微分方程,经过线性化处理,考虑裂缝传导能力和表皮效应,应用拉普拉斯变换,建立了垂直裂缝气藏中凝析油气渗流的双线性流的新模型,求出了模型的解.并绘出了凝析气藏试井理论曲线,通过试井测试资料解释,可计算凝析气井的地层渗透率,气藏压力,裂缝传导能力和裂缝表皮系数等相应的地层参数,可为气藏开发提供动态参数和理论依据.     

基于数值模拟方法的水力压裂分支裂缝产能预测研究

水力压裂是开发低孔、低渗/特低渗油气储层无可替代的技术.而在重复压裂、转向压裂和体积压裂中均可能产生分支裂缝,对于水力压裂后形成分支裂缝的储层进行产能预测是非常必要的一项工作.建立了数学模型对具有分支裂缝系统的储层进行了产能模拟.首先,通过定量化描述裂缝的起点位置、角度和长度,实现了裂缝系统的描述.其次,采用二维单相可压缩液体不稳定渗流,将带有分支裂缝的储层视为各向异性的非均质储层,建立了数学模型.并根据数学模型,采用中心差分法建立差分方程组,给出了计算步骤和流程.最后,对实际的一口井进行了拟合并进行了敏感性参数分析,效果较好.数学模型和方法可作为分支裂缝产量预测的有效工具.     

低渗透非均质油藏低速非线性渗流规律曲线反演方法

渗流速度与压力梯度的关系是表征低速非线性渗流规律的重要方式,现有流动模拟实验限于岩芯尺度范畴,难以直接获取真实地层条件下泄油范围内的渗流规律.为了描述低渗透非均质油藏的原位非线性渗流规律,通过非均质油藏动态渗透率试井模型,分析了不同非线性关系下的试井典型曲线特征.结果表明:渗流速度与压力梯度关系式的表征函数类型及其系数...     

非常规井数值模拟技术研究进展与发展趋势

与常规井数值模拟相比,非常规井数值模拟侧重于刻画垂直、水平井筒内的多相流动,解释由于摩擦、静水力、加速度以及滑移造成的各相之间的速度差及压力损失,模拟井下流量控制设备及复杂现象.从复杂结构井的流量方程、多相井筒管流与油藏渗流耦合模拟、多段井模型、井下流量控制设备模拟、近井区域粗化、井下复杂现象模拟和嵌入式裂缝模型7个方面出发总结了非常规井数值模拟技术研究进展和主要缺陷.基于多段井模型的井筒 油藏耦合数值模拟、扩展井模型与油藏模型耦合模拟、流固耦合数值模拟、对井下监测调控设备的数值模拟以及多段压裂复杂结构井的数值模拟是未来的发展趋势.     

凝析油-气在存在裂缝的双渗介质中渗流的变产量数学模型及其应用

当凝析气藏压力低于露点压力时,有凝析油析出,致使井底附近阻力变大,影响凝析气的采出量,反凝析现象带来了一些特殊的经济问题.选择合理的开发方式,提高凝析气的采收率,成为了当前工作中迫切需要解决的难题.为了控制合理的井底流压常会引起产量的改变.主要针对凝析气在存在裂缝的双渗气藏中的渗流问题,建立气井变产量生产新模型并进行求解,同时选择相关合理参数绘制了试井理论图版,根据试井理论图版利用试井测试数据进行解释,可以得到相应动态参数为气田开发预案提供相应的理论依据.     

具有垂直传染和连续接种的甲肝传染病模型的研究

建立了具有垂直传染和两种时滞的甲肝传染病模型,通过构造Lyapunov函数分析了无病平衡点的全局吸引性和系统的持久性.最后,通过数值模拟验证比较了两种接种策略的优劣性.     

箱式封闭油藏中水平井压力分析

本文研究了箱式封闭油藏水平井之三维不定常渗流问题。用积分变换、汇源叠加等方法求得其数学模型的Laplace变换解式并建立了快速、实用的应用方法,其中包括:水平井压力分布公式、井壁压力典型曲线计算方法、控制参数(团)调参分析。因而本文的结果可方便地用于水平井不稳定试井资料的分析与解释。     

两相流体非线性渗流模型及其应用

基于三参数非线性渗流运动定律、质量守恒定律及椭圆渗流的概念,建立了低渗透介质中两相流体椭圆非线性渗流数学模型,运用有限差分法与外推法求得了其解,导出了两相流体椭圆非线性渗流条件下油井见水前后开发指标的计算公式,进行了实例分析。结果表明:非线性渗流对含水饱和度分布影响较大;非线性渗流使得水驱油推进速度比线性渗流的快,使油井见水时间提前,使得石油开发指标变差;非线性渗流使得同一时刻的压差比线性渗流的大,使石油开发难度加大。这为低渗油藏垂直裂缝井开发工程提供了科学依据。     

计算有弥散和吸附的径向渗流问题的局部化间断Galerkin方法

在Corkburn和Shu新近发展的求解对流扩散方程的局部化间断Galerkin方法的基础上,针对有弥散和吸附的径向渗流问题中出现的推广的对流扩散方程的形式,构造了一种计算有弥散和吸附的径向渗流问题的局部化间断Galerkin有限元方法,为径向渗流问题的求解提供了一个高阶的新方法．对对流-弥散和对流-弥散-吸附两种情况进行了数值实验, 所得结果的相应部分与已知的一些精确解结果和数值结果是一致的,表明方法是可靠的．从计算速度上看,方法也是可行的．     

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。     

放/吸热流体在两个充满多孔材料的竖直平行板之间作不稳定的自然对流

在一个由两块无限竖直平行板组成的管道中,充满着多孔的介质材料,使用Darcy模型(Brinkman模型的推广)的动量方程,连同能量方程,计算不可压缩、粘性、放/吸热流体在该管道中的不稳定自然对流,即Couette流动.流动是由于边界平板有不对称的加热,以及作加速运动所引起.选用合理的无量纲参数,对控制方程进行简化,通过Laplace变换进行解析求解,得到闭式的速度和温度分布曲线解,随后导出表面摩擦力和传热率.发现在竖直管道中的不同剖面,流体的流动及温度分布曲线随着时间而增加,且在运动平板附近更高.特别是,流体的速度和温度随着平板间距的增加而增加,但是,表面摩擦力和热传导率随着平板间距的增加而减小.     

宾汉流体稠密两相湍流流动中的二阶矩模型

建立的Bingham流体稠密两相流动的二阶矩-颗粒动力论湍流模型（USM-theta模型）既体现了两相的作用,又体现了屈服应力所引起的附加项,并提出了USM-theta模型下考虑浓度修正值影响的两相湍流流动的算法．利用该模型对圆管内Bingham流体的单相湍流流动、稠密液固两相的湍流流动进行了计算,并和五方程湍流模型进行了比较,结果表明该模型的预测效果更好．利用USM-theta模型对含颗粒的Bingham流体的两相湍流流动进行了模拟,随着屈服应力的增加,Bingham流体相与颗粒相在管道中心附近的主流速度减小．液固两相湍流和Bingham流体两相湍流的计算结果表明屈服应力引起的附加项对流动有很重要的影响．     

饱和粘弹性土层中端承桩纵向振动的轴对称解析解

基于弹性和饱和多孔介质理论,将桩和饱和土层分别视为单相弹性介质和饱和粘弹性介质,利用Helmholtz分解和变量分离法,在频率域研究了饱和粘弹性土层中端承桩纵向振动的动力特性,给出了饱和粘弹性土层中桩纵向振动时动力响应的轴对称解析解及桩头复刚度的解析表达式．通过数值计算,给出了桩头动刚度因子和等效阻尼随激励频率的响应,考察了饱和土物性参数、桩土模量比、桩长径比、桩Poisson比等参数对桩头刚度因子和阻尼的影响．研究表明:由于考虑了桩的径向变形效应以及饱和粘弹性土层对桩的径向力作用,轴对称精确解的桩头动刚度因子和阻尼分别与经典Euler-Bernoulli杆模型桩的桩头动刚度因子和阻尼有较大的区别,特别是在若干激励频率处．因此,经典Euler-Bernoulli杆模型桩的适用性具有一定的局限,更加精确的分析应采用三维精确模型．     

Well-Posedness of A Compressible Gas-Liquid Model for Deepwater Oil Well Operations

The main purpose of this paper is two-fold: (i) to generalize an existence result for a compressible gas-liquid model with a friction term recently published by Friis and Evje [SIAM J. Appl. Math., 71 (2011), pp. 2014–2047]; (ii) to derive a uniqueness result for the same model. A main ingredient in the existence part is the observation that we can consider weaker assumptions on the initial liquid and gas mass, and still obtain an existence result. Compared to the above mentioned work, we rely on a more refined application of the estimates provided by the basic energy estimate. Concerning the uniqueness result, we borrow ideas from Fang and Zhang [Nonlinear Anal. TMA, 58 (2004), pp. 719–731] and derive a stability result under appropriate constraints on parameters that determine rate of decay toward zero at the boundary for gas and liquid masses, and growth rate of masses associated with the friction term and viscous coefficient.