考虑井储和表皮效应的分形介质煤层气压力动态分析

考虑煤层的双重介质特征和介质的分形特征,建立了考虑井筒储存和表皮效应影响的分形介质煤储层非平衡吸附、非稳态条件下的气体流动数学模型,并分别求得了无限大地层条件下中心一口井定产量生产时无因次井底压力的Laplace空间解析解和实空间上的数值解.给出了无因次井底压力及其导数随分形参数、无因次井筒储存系数以及表皮系数等变化的双对数曲线图.     

阜新盆地煤层气渗流规律实验

以阜新盆地王营煤矿采集加工的原煤煤样为研究对象,利用3轴渗透仪,对煤样的渗透率和有效应力之间的变化关系以及煤样中甲烷渗流规律进行了实验研究.实验结果表明,煤样渗透率具有应力敏感性,渗透率随有效应力的增加呈非线性递减关系,具有负指数规律,这与前人的研究结果吻合较好;在不同围压、含水率情况下,实验得到的甲烷渗流规律曲线具有明显的非线性特征,真实地反映了实验过程中煤体变形对甲烷渗流的作用.考虑有效应力对煤体变形的影响,建立了描述煤层甲烷非线性渗流特征的运动方程,且所建立的运动方程与实验数据具有很好的吻合性,拟合相关系数高达99.6%以上,说明实验方法和建立的运动方程是合理的.     

考虑基质收缩效应的致密煤储层数值模拟

我国煤层普遍属于低渗透储层,尤其埋深在千米以上的煤层更属于致密多孔介质.低渗透气藏中的气体渗流具有明显的滑脱效应,同时煤基质收缩效应对煤层渗透率的影响也是不容忽视的.本文考虑致密煤层中气体滑脱效应和基质收缩效应的影响,建立了三维、非平衡吸附拟稳态条件下煤层气-水两相流动的数学模型和全隐式数值模型,并编制程序进行模拟计算.模拟结果表明:致密煤层气藏开发过程中,气体滑脱效应和基质收缩效应对煤层气井的产能影响十分明显,考虑这两种效应影响时预测产气量普遍比未考虑时要高,其中基质收缩效应的存在可使预测的累积产气产量增加12.2%.     

基于分形理论的煤层气非达西流动分析

在考虑了煤层的分形特征和启动压力梯度影响的基础上,建立了无限大煤层中气体低速非达西流动的数学模型,并求得了量纲为一的井底压力的Laplace空间解析解,并根据数值求解结果绘制了典型的井底压力动态曲线。研究结果表明:在定产量生产的情况下,分形维数和量纲为一的启动压力梯度对早期井底压力动态无显著影响;在生产的中后期,由于受二者的影响,压力导数曲线上的径向流水平直线段消失;量纲为一的井储系数的影响主要表现在续流阶段,而吸附系数则主要影响煤基质向裂隙扩散的过渡阶段。     

广义Wolfe线搜索下一类新共轭梯度法的全局收敛性

对求解无约束最优化问题的共轭梯度法中的方向参数βk给定一个假设条件,确定其取值范围以保证搜索方向是目标函数的充分下降方向,并在较弱的条件下讨论了算法在广义Wolfe线搜索下的全局收敛性。     

基于VOF方法的水驱油藏孔隙尺度剩余油分布状态研究

准确认识多孔介质内水驱剩余油的微观赋存状态对于改善高含水油田水驱开发效果,提高水驱采收率具有重要意义。在对Volume of Fluid (VOF)方法验证的基础上,充分利用其追踪两相界面动态变化、再现微观渗流物理过程的优势,开展特高含水期砂岩油藏物性条件、驱替方式对剩余油微观赋存特征和采收率的影响研究。通过分析典型孔隙结构的微观渗流特征和剩余油受力情况,揭示不同类型微观剩余油的动用机制和规律：水湿条件下驱替速度的增大和驱替方向的改变会使得微观剩余油分布较为分散且采收率得到不同程度的提高;油湿及高黏度比条件下毛管阻力、黏滞力较大,剩余油多以簇状和多孔状聚集分布,采出程度相对较低。     

分形理论在煤层气非平衡吸附模型中的应用

传统的煤层气动力学模型均是建立在欧几里得几何基础上的,难以描述煤层孔隙结构的复杂性及形状的不规则性。本文以分形理论为基础,通过引入分形维数来刻画煤层孔隙结构的复杂性并考虑煤层的吸附特性、双重介质特征及介质的变形,建立基于Fick第二定律的分形介质煤层气非稳态渗流数学模型。由于流动方程的强非线性,结合各类边界条件用正则摄动法和Laplace变换得到模型在拉氏空间上的近似解析解,再利用Laplace数值反演求得实空间上的数值解。对参数进行敏感性分析并绘制了典型压力曲线,这些结果为煤层气开采提供了理论依据和试井方法。     

煤层气三孔双渗流动模型及压力分析

通过对美国Antrim页岩气藏及一些别的低阶煤层的研究表明,在基质颗粒中也有相当一部分自由气存在。本文建立了低阶煤层中单相煤层气三孔双渗流动的试井模型,并获得了模型在拉氏空间上的解析解以及模型的数值解,讨论了储层外边界条件、弹性储容比、窜流系数以及吸附系数等参数对于压力动态响应的影响。结果表明：外边界条件决定着早期过渡段出现的早晚;窜流系数和弹性储容比影响窜流阶段出现的早晚;而吸附系数对晚期过渡段影响明显。