煤层压裂裂缝三维延伸模拟及产量预测研究

针对煤层气井的压裂特点和产出机理,综合应用流体力学、线弹性断裂力学、传热学、计算数学和软件工程等方面的知识,提出了煤层压裂裂缝三维延伸模型和产量动态预测模型,其中裂缝三维延伸模型考虑了煤层、上下遮挡层之间的地应力和岩石力学参数变化的影响,产量动态预测模型考虑了煤层气先解吸扩散后渗流入井的产出机理。在此基础上研制了煤层气井三维压裂优化设计软件,并通过实例计算验证了其实用性和可靠性。     

关于计算渗流力学问题

渗流力学能够较好地解决油、气、水田开发工程中提出的复杂而困难的力学问题,是与引用和研究新的数值方法分不开的。早在50年代初,G.H.Bruce,D.W.Peaceman,H.H.Rachford,Jr。就用有限差分方法在计算机上(IBM卡片程序计算机)求得了理想气体非线性非定常渗流的数值解。1959年,J.Douglas,D.W.Peaceman,H.H.Rachford,Jr。研究了水、油二相多维渗流非线性微分方程组的数值计算方法。1966年,Zienkiewicz把有限元方法用于二维定常渗流计算。1968年,Javendal,Witherspoon进一步用有限元方法解非定常渗流问题。渗流力学发展到现代,可以毫不夸张的说,离开了数值模拟将很难有新的突破和重大进展。由于计算渗流力学内容很丰富,限于水平,我们只就几个方面的较有代表性的问题作些不完全的综述。      

Transient spherical flow of non-newtonian power-law fluids in porous media

The transient spherical flow behavior of a slightly compressible non-Newtonian, power-law fluids in porous media is studied. A nonlinear partial differential equation of parabolic type is derived. The diffusivity equation for spherical flow is a special case of the new equation. We obtain analytical, asymptotic and approximate solutions by using the methods of Laplace transform and weighted mass conservation. The structures of asymptotic and approximate solutions are similar, which enriches the theory of one-dimensional flow of non-Newtonian fluids through porous media.     

New studying of Lattice Boltzmann method for two-phase driven in porous media

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｔｗｏ＿ｐｈａｓｅｄｒｉｖｅｎｉｎｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｕｂｊｅｃｔｏｆｗｉｄｅｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｃｏｎｃｅｒｎ ,ｓｕｃｈａｓｐｅｔｒｏｌｅｕｍｉｎｄｕｓｔｒｙ ,ｓｕｂｔｅｒｒａｎｅａｎ ,ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｊｅｃｔｅｔｃ..Ｉｔ’ｓｖｅｒｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｆｗｅａｄｏｐｔｎｕｍｅｒｉｃａｌｉｎｔｅｇｒａｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｃａｓｅｏｆｍｕｌｔｉｐｈａｓｅａｎｄｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ,ｔｈｅｃｒｕｘｏｆ…     

考虑吸渗的双重介质中垂直裂缝井两相渗流

建立了双重介质油藏中垂直裂缝井两相流体渗流数学模型,提出将水驱油运动的前沿作为活动边界处理的新思想,用有限差分和外推法求解带初边条件的积分-微分方程.结果表明:垂直裂缝井开发双重介质油藏时,吸渗作用对含水饱和度分布的影响较大,使水驱油运动前沿推进速度变慢,从而油井见水时间延长.见水前注入率不能太大,以充分发挥吸渗驱油的作用,延长无水采油期时间.     

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。     

地层条件下低渗透介质的渗透性与孔隙性特征

采用岩石物性参数测试系统,对地层条件下低渗透介质的渗透性与孔隙性进行了实验研究,获得了低渗透介质的渗透性和孔隙性与地层条件的关系.采用显微照相方法,研究了低渗透介质的微观结构.结果表明在地层条件下低渗透率介质渗透率随围压及温度增加成指数规律衰减,孔隙度相对变化随围压增加成指数规律衰减;低渗透介质中存在微细裂缝,对介质的孔渗特性尤其是渗透性产生一定的影响.     

有界分形油藏的压力动态分析

从广义对流扩散方程出发,首先给出了其在拉氏空间中的通解,然后给出了等压或不渗透外边界条件下,考虑井筒存储和表皮效应的拉氏空间中的解;计算并讨论了孔隙度和渗透率谱指数θφ,θk和井筒存储系数Cd及表皮因子s′对无因次井底压力的影响,并求得了不渗透边界影响到达井底后双对数曲线上出现的直线段斜率为1。     

双层分形油藏的压力动态分析

本文研究了双层分形油藏不定常径向渗流,给出了广义对流扩散方程组在拉氏空间中的通解,得到了考虑和不考虑井筒存储和表皮效应时的不同内边界条件下的解,讨论了在不考虑井储和表皮效应时的解的特征.