压裂页岩气藏多尺度耦合流动数值模拟研究

在碳达峰的国策背景之下,页岩气成为传统能源向绿色清洁低碳能源转型的重要过渡和能源支点.压后页岩气藏流体流动力学成为高效开发页岩气的关键力学问题.文章将小尺度低导流天然裂缝等效升级为连续介质,建立有机质-无机质-天然裂缝三重连续介质模型,同时对大尺度高导流裂缝采用离散裂缝模型刻画,嵌入天然裂缝连续介质中,构建多重连续/离散裂缝模型.综合考虑吸附气的非平衡非线性解吸附和表面扩散,自由气的黏性流和克努森扩散,给出页岩气在多尺度复杂介质中的非线性耦合流动数学模型.提出多尺度扩展有限单元法对离散裂缝进行显式求解,创新性构建三类加强形函数捕捉离散裂缝的局部流场特征,解决了压后页岩海量裂缝及多尺度流动通道的流动模拟难题.文章提出的模型和方法既能准确刻画高导流裂缝对渗流的影响,又克服了海量多尺度离散裂缝导致计算量增大的问题.通过算例展示了压后页岩各连续介质的压力衰减规律,发现裂缝中自由气、有机质中自由气、无机质中吸附气依次滞后的压力(浓度)扩散现象,重点分析了吸附气表面扩散系数、自由气克努森扩散系数、天然裂缝连续介质渗透率和吸附气解吸附速率对页岩气产量的影响.文章重点解决压后页岩多尺度流动通道的表征和复杂耦合流动机理的建模,并开发了高效的数值模拟算法,对于压后页岩的产能评价具有一定的意义.

以太网中基于ARP协议的欺骗及其防护

ARP欺骗是专门针对以太网的网络欺骗行为。本文通过分析ARP协议的工作原理研究了ARP欺骗这一典型的欺骗攻击类型,讨论了ARP协议从IP地址到MAC地址解析过程中存在的安全隐患,并给出了防范ARP欺骗的若干对策和方法。

裂缝性储层流体流动数值模拟研究进展

致密油气藏开发对于全球的油气资源供给有着重要作用,而该类储层由于天然裂缝和水力裂缝的存在和相互影响,具有强烈的非均质性和空间各向异性,加大了流体流动数值模拟的难度。本文主要从数学物理模型和数值求解方法两个角度探讨了裂缝性储层流体流动数值模拟的研究现状,现有数学物理模型大致可分为连续介质模型和离散介质模型,前者计算简便,但局部流场刻画较差,后者裂缝和流场刻画更准确,但往往计算量较大。采用传统数值求解方法,往往无法改善数学物理模型的固有缺陷,难以消除计算精度和计算效率之间的矛盾。针对上述问题,目前发展了不少新兴数值方法,但工程尺度上如何平衡复杂裂缝计算精度和效率仍是当前裂缝性储层数值模拟需要重点解决的难题,也是未来的发展趋势,实际的地下流动是一个多相—多场耦合物理过程,更符合工程场景的物理力学模型以及相应的数值方法也需要进一步思考和探索。

基于扩展有限元的离散缝网渗流数值模拟方法

裂缝性储层具有强非均质性和多尺度特征,传统方法在离散裂缝群数值模拟中对网格设置有较高的要求,通常难以平衡计算效率和精度,在高效且精细模拟多尺度无序交叉裂缝渗流方面的局限性日益凸显。基于离散裂缝模型显示表征每一条裂缝,针对不同尺度裂缝构造基于渐近解析解的加强形函数,建立了一种裂缝和网格解耦的多尺度扩展有限单元法用于模拟无序交叉裂缝群的渗流特征。该方法利用渐近解析解捕捉网格内裂缝局部渗流特征,避免使用非结构网格在裂缝壁面和尖端的局部加密,因此能有效降低计算量,提高计算精度。建立了单裂缝模型和大规模裂隙群模型用于模拟,新方法相较于传统有限单元法将裂缝壁面法向流速的计算精度提高80%以上;在采用粗网格模拟大规模裂隙群时,在计算量(网格数和结点数)降低约90%的情况下,单井产量误差保持在仅约5%,验证了新方法的准确性和有效性。新方法为裂缝性油气藏流体流动模拟以及后续解决两相流、流固耦合、裂缝扩展等一系列复杂问题提供了一种新的思路和方法。