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Analysis of Extended Fisher-Kolmogorov Equation in 2D Utilizing the Generalized Finite Difference Method with Supplementary Nodes
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作者 Bingrui Ju Wenxiang Sun +1 位作者 Wenzhen Qu Yan Gu 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 SCIE EI 2024年第10期267-280,共14页
In this study,we propose an efficient numerical framework to attain the solution of the extended Fisher-Kolmogorov(EFK)problem.The temporal derivative in the EFK equation is approximated by utilizing the Crank-Nicolso... In this study,we propose an efficient numerical framework to attain the solution of the extended Fisher-Kolmogorov(EFK)problem.The temporal derivative in the EFK equation is approximated by utilizing the Crank-Nicolson scheme.Following temporal discretization,the generalized finite difference method(GFDM)with supplementary nodes is utilized to address the nonlinear boundary value problems at each time node.These supplementary nodes are distributed along the boundary to match the number of boundary nodes.By incorporating supplementary nodes,the resulting nonlinear algebraic equations can effectively satisfy the governing equation and boundary conditions of the EFK equation.To demonstrate the efficacy of our approach,we present three numerical examples showcasing its performance in solving this nonlinear problem. 展开更多
关键词 Generalized finite difference method nonlinear extended Fisher-Kolmogorov equation crank-nicolson scheme
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A Computational Study with Finite Difference Methods for Second Order Quasilinear Hyperbolic Partial Differential Equations in Two Independent Variables
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作者 Pavlos Stampolidis Maria Ch. Gousidou-Koutita 《Applied Mathematics》 2018年第11期1193-1224,共32页
In this paper we consider the numerical method of characteristics for the numerical solution of initial value problems (IVPs) for quasilinear hyperbolic Partial Differential Equations, as well as the difference scheme... In this paper we consider the numerical method of characteristics for the numerical solution of initial value problems (IVPs) for quasilinear hyperbolic Partial Differential Equations, as well as the difference scheme Central Time Central Space (CTCS), Crank-Nicolson scheme, ω scheme and the method of characteristics for the numerical solution of initial and boundary value prob-lems for the one-dimension homogeneous wave equation. The initial deriva-tive condition is approximated by different second order difference quotients in order to examine which gives more accurate numerical results. The local truncation error, consistency and stability of the difference schemes CTCS, Crank-Nicolson and ω are also considered. 展开更多
关键词 finite difference METHOD CTCS METHOD crank-nicolson METHOD ω-Method Numerical METHOD of Characteristics Wave Equation
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淮阴三站裂缝形成原因分析
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作者 纪恒 周亮 +2 位作者 王宇 杜鹏程 刘家国 《南水北调与水利科技(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期169-174,共6页
淮阴三站为南水北调东线工程第三梯泵站重要组成部分,工程运行后,在空箱隔墩中部发现裂缝,通过探索裂缝形成原因,分析比较不同裂缝处理方法成效。以该泵站高程9.7m以上部位混凝土裂缝为例,通过稳定计算和三维有限元数值模拟,分析在设计... 淮阴三站为南水北调东线工程第三梯泵站重要组成部分,工程运行后,在空箱隔墩中部发现裂缝,通过探索裂缝形成原因,分析比较不同裂缝处理方法成效。以该泵站高程9.7m以上部位混凝土裂缝为例,通过稳定计算和三维有限元数值模拟,分析在设计抽水期Ⅰ、设计抽水期Ⅱ及地震期3种不同工况下,温度变化时泵站裂缝处典型点应力值变化情况。结果表明:温度能够引起裂缝典型点处最大主应力值的变化,且温降时泵站裂缝处典型点应力变化值较大,即温降时混凝土拉应力增大产生裂缝的可能性较大。现场裂缝主要采取以下2种处理方法,缝宽大于0.2mm的采用灌浆法,缝宽小于0.2mm的采用有机硅封闭法。裂缝经处理后,均取得较好效果。 展开更多
关键词 温度 裂缝 有限元分析 形成原因 不同工况
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裂缝性储层阵列声波成像测井响应模拟及速度频散特征研究
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作者 罗辉 沈金松 +4 位作者 张文学 孙帅 张喆安 王谦 蔺学旻 《CT理论与应用研究(中英文)》 2024年第6期747-760,共14页
为分析裂缝性储层中裂缝发育带对阵列声波测井响应的影响,本文采用交错网格有限差分算法实现孔弹介质阵列声波测井波列响应的数值模拟。通过对模拟波形速度频散信息的提取,总结裂缝发育带与扩径井段不同模式波的吸收衰减与速度频散响应... 为分析裂缝性储层中裂缝发育带对阵列声波测井响应的影响,本文采用交错网格有限差分算法实现孔弹介质阵列声波测井波列响应的数值模拟。通过对模拟波形速度频散信息的提取,总结裂缝发育带与扩径井段不同模式波的吸收衰减与速度频散响应特征的差异性。首先基于Biot孔弹介质模型导出柱坐标下弹性波的速度-应力方程;其次,用交错网格有限差分方法对孔弹波动方程进行离散化,为提高模拟算法效率与精度,使用高阶差分格式与NPML;最后,基于含倾斜裂缝带模型与井壁坍塌地层模型的响应模拟,用前后向振幅相位估计法分析阵列声波的波形幅度相位响应特征与速度频散的差异性。结果表明,低速裂缝带纵横波波场时差会增大,且衰减幅度随裂缝带倾角变化;井壁塌陷在径向与轴向上扩大时,会增强斯通利波与伪瑞利波衰减。声波纵横波时差、速度频散与幅度衰减均可反映一定的裂缝带特征,这些影响对评价和开发裂缝性储层具有重要意义。 展开更多
关键词 裂缝性储层 阵列声波测井 孔隙弹性介质模型 交错网格有限差分 速度频散
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Optimal Error Estimates of Compact Finite Difference Discretizations for the Schrodinger-Poisson System 被引量:1
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作者 Yong Zhang 《Communications in Computational Physics》 SCIE 2013年第5期1357-1388,共32页
We study compact finite difference methods for the Schrodinger-Poisson equation in a bounded domain and establish their optimal error estimates under proper regularity assumptions on wave functionψand external potent... We study compact finite difference methods for the Schrodinger-Poisson equation in a bounded domain and establish their optimal error estimates under proper regularity assumptions on wave functionψand external potential V(x).The CrankNicolson compact finite difference method and the semi-implicit compact finite difference method are both of order O(h^(4)+τ^(2))in discrete l^(2),H^(1) and l^(∞) norms with mesh size h and time step τ.For the errors of compact finite difference approximation to the second derivative and Poisson potential are nonlocal,thus besides the standard energy method and mathematical induction method,the key technique in analysis is to estimate the nonlocal approximation errors in discrete l^(∞) and H^(1) norm by discrete maximum principle of elliptic equation and properties of some related matrix.Also some useful inequalities are established in this paper.Finally,extensive numerical results are reported to support our error estimates of the numerical methods. 展开更多
关键词 Schrodinger-Poisson system crank-nicolson scheme semi-implicit scheme compact finite difference method Gronwall inequality the maximum principle
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ALTERNATING BAND CRANK-NICOLSON METHOD FOR
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作者 陈劲 张宝琳 《Applied Mathematics(A Journal of Chinese Universities)》 SCIE CSCD 1993年第2期150-162,共13页
The Alternating Segment Crank-Nicolson scheme for one-dimensional diffusion equation has been developed in [ 1 ], and the Alternating Block Crank-Nicolson method for two-dimensional problem in [2]. The methods have th... The Alternating Segment Crank-Nicolson scheme for one-dimensional diffusion equation has been developed in [ 1 ], and the Alternating Block Crank-Nicolson method for two-dimensional problem in [2]. The methods have the advantages of parallel computing, stability and good accuracy. Tn this paper for the two-dimensional diffusion equation, the net region is divided into bands, a special kind of block. This method is called the alternating Band Crank-Nicolson method. 展开更多
关键词 Two-Dimensional Diffusion Equation finite difference Equation. Alternating Band crank-nicolson Method.
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Burgers方程的两种Crank-Nicolson差分格式 被引量:1
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作者 陈莲 郭元辉 邹叶童 《西华师范大学学报(自然科学版)》 2019年第2期149-153,共5页
建立Burgers方程的两种Crank-Nicolson差分格式。格式一是对由Hopf-Cole变换线性化后的Burgers方程建立C-N格式,再由Hopf-Cole变换求得原Burgers的数值解。格式二是对Burgers方程的非线性项用泰勒公式逼近,建立C-N格式。理论分析,两种... 建立Burgers方程的两种Crank-Nicolson差分格式。格式一是对由Hopf-Cole变换线性化后的Burgers方程建立C-N格式,再由Hopf-Cole变换求得原Burgers的数值解。格式二是对Burgers方程的非线性项用泰勒公式逼近,建立C-N格式。理论分析,两种差分格式在时间和空间方向均为二阶收敛。通过数值算例,差分格式二比差分格式一的绝对误差略小。 展开更多
关键词 BURGERS方程 Hopf-Cole变换 crank-nicolson格式 泰勒公式 有限差分法
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Difference graphs of a class of alternating block Crank-Nicolson methods
8
作者 Baolin Zhang Hongyuan Fu 《Chinese Science Bulletin》 SCIE EI CAS 1999年第19期1763-1767,共5页
By using the concept of multigraphs, the difference graphs of a class of alternating block Crank-Nicolson methods are defined and described, which extends the results on difference graphs of parallel computing for the... By using the concept of multigraphs, the difference graphs of a class of alternating block Crank-Nicolson methods are defined and described, which extends the results on difference graphs of parallel computing for the finite difference method. 展开更多
关键词 2D diffusion equation finite difference METHOD crank-nicolson METHOD parallel computing difference graphs.
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非饱和状态下氯离子在混凝土中的渗透机理及计算模型 被引量:67
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作者 金伟良 张奕 卢振勇 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1362-1369,共8页
在氯盐侵蚀环境中,干湿交替区域对应有害介质侵蚀最为严重的结构部位是结构耐久性设计的关键。考虑水分扩散系数与孔隙中水分饱和度的非线性函数关系以及水分蒸发的迟滞效应,建立了水分在混凝土中的非线性扩散模型,并在此基础上建立了... 在氯盐侵蚀环境中,干湿交替区域对应有害介质侵蚀最为严重的结构部位是结构耐久性设计的关键。考虑水分扩散系数与孔隙中水分饱和度的非线性函数关系以及水分蒸发的迟滞效应,建立了水分在混凝土中的非线性扩散模型,并在此基础上建立了氯离子在非饱和条件下的对流扩散模型。用Crank-Nicolson方式建立了上述模型的差分格式,并通过参数敏感性分析确定了3个重要模型参数(湿润与干燥循环的时间比、混凝土孔隙初始的饱和度以及干燥过程中外界环境作用下表层混凝土的饱和度)对氯离子在非饱和条件下的对流扩散的影响。试验结果表明上述模型和试验检测结果之间具有良好的相关性。 展开更多
关键词 氯离子 非饱和 扩散 对流 crank-nicolson差分格式
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多极子随钻声波测井波场模拟与采集模式分析 被引量:31
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作者 王华 陶果 +2 位作者 王兵 李卫 张绪健 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2402-2409,共8页
应用三维非均匀交错网格有限差分程序模拟了多极子随钻声波测井的波场,考察了硬地层中单极子随钻声波测井响应及软地层中声源频率对多极子随钻声波测井的影响;计算了接收阵列波形的时域相干谱及频散特征,结果表明随钻测井仪器居中时,在... 应用三维非均匀交错网格有限差分程序模拟了多极子随钻声波测井的波场,考察了硬地层中单极子随钻声波测井响应及软地层中声源频率对多极子随钻声波测井的影响;计算了接收阵列波形的时域相干谱及频散特征,结果表明随钻测井仪器居中时,在硬地层中可以直接利用单极子声系得到地层横波速度,但地层纵波受到钻铤波的极大干扰.而在软地层中可以利用单极子声系直接测得地层纵波速度,但地层横波速度则需要使用工作在较低频率下的四极子随钻声波仪来测得,此时测井频段又会落入钻井噪声频带而受到影响.为此本文提出数值模拟手段结合物理实验的方法得到钻铤波的影响,在实际测井中通过信号处理方法而不是用在仪器本体上刻槽的方式来更完全地消除钻铤的影响.为了避免钻井噪声的影响,本文提出六极子随钻声波仪更适合软地层的横波测量.本文用数值实验结果来说明这些方法的可行性. 展开更多
关键词 三维非均匀交错网格 钻铤波 有限差分 频散分析 地层横波 六极子
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倾斜各向异性地层中多分量电磁波测井响应三维时域有限差分(FDTD)算法 被引量:23
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作者 杨守文 汪宏年 +1 位作者 陈桂波 姚东华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期833-841,共9页
利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的... 利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的时域递推公式,同时将面积加权平均与旋转矩阵技术相结合确定各个网格节点的等效电导率张量,此外,单轴各向异性吸收边界条什(UPML)被用于降低求解区域外边界反射.在此基础上.利用单频正弦磁偶源计算时域电磁场空间分布以及特殊的双方程算法(2E2U)从数值结果中快速提取电磁场幅度和相位,确定多分量电磁测井仪器的三维响应.最后.通过数值结果证明该算法的有效性,并系统考察不同层厚、地层倾角以及侵入带半径等变化对多分量电磁测井响应的影响. 展开更多
关键词 各向异性地层 3-D时域有限差分 多分量电磁波测井 时频变换
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相控圆弧阵声波辐射器在井旁地层中产生的声场特征 被引量:11
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作者 车小花 乔文孝 鞠晓东 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期343-346,共4页
常规的单极子声波测井仪器无法对井旁地层的方位性质进行评价,多极子声波测井仪器有一定的方位测量能力,方位分辨率较低且反演地层性质时存在多解性。设计了一种具有方位辐射特性的声波测井相控圆弧阵声波辐射器,采用三维有限差分法对... 常规的单极子声波测井仪器无法对井旁地层的方位性质进行评价,多极子声波测井仪器有一定的方位测量能力,方位分辨率较低且反演地层性质时存在多解性。设计了一种具有方位辐射特性的声波测井相控圆弧阵声波辐射器,采用三维有限差分法对其在井旁地层中产生的声场进行了数值模拟。对模拟声场的方位特征进行的分析表明:相控圆弧阵声波辐射器产生的声波能量基本向某一周向角范围的井壁入射,进入地层的声波在一定周向角范围内传播。随着轴向源距的不断增大,相控圆弧阵声波辐射器在井旁地层中产生的声束周向角宽度逐渐变大。这种相控圆弧阵声波辐射器可用于方位反射声波测井新技术中,能评价井旁地层声学性质沿井周方向的变化,有助于复杂油气藏的识别和评价。 展开更多
关键词 声波测井 相控圆弧阵声波辐射器 井旁地层 方位特征 声场 有限差分法
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横向同性地层中井间电磁响应的三维频域耦合势正演模拟研究 被引量:4
13
作者 张烨 林蔺 +1 位作者 陈桂波 李强 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1639-1650,共12页
本文针对电导率横向同性地层中三轴发射-接收线圈系的井间电磁响应,开展三维正演算法及模拟研究.首先将发射线圈简化为三轴正交磁偶极子源.为克服低频电磁产生的数值迭代收敛缓慢问题,利用低感应数预处理方法将频域Maxwell方程组转化为... 本文针对电导率横向同性地层中三轴发射-接收线圈系的井间电磁响应,开展三维正演算法及模拟研究.首先将发射线圈简化为三轴正交磁偶极子源.为克服低频电磁产生的数值迭代收敛缓慢问题,利用低感应数预处理方法将频域Maxwell方程组转化为基于矢势与标势的Helmholtz方程.采用非等间距的Yee氏交错网格、电导率的体积加权平均技术以及积分形式的有限差分格式实现对控制方程的离散化.借助于不完全LU分解预处理的稳定双共轭梯度法计算井间电磁响应的数值解,并通过与有限元软件COMSOL的数值结果对比验证本文模型与算法的有效性.数值计算结果表明:在横向同性地层的垂直井模型中,测井响应横向分量xx和yy能反映出地层电导率各向异性信息,但横向探测能力较差.轴向分量zz虽只反映地层水平电阻率信息,但具有较好的横向探测能力,且对地层中异常体非常敏感,而交叉分量xz、zx则具备较强的层边界识别能力. 展开更多
关键词 井间电磁测井 横向同性地层 耦合势有限体积差分 三轴线圈系
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酸对灰岩地层井壁稳定性及临界压差的影响研究 被引量:6
14
作者 刘向君 徐晓雷 +3 位作者 刘洪 孙万里 戴岑璞 韩林 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2007年第4期112-115,共4页
井壁稳定问题不仅直接影响着钻井的安全高效,而且影响着油气井完井方式的选取及油气田的开发效益。影响井壁稳定的因素包括力学的和物理化学的因素,涉及到油气田开发的全过程。为此,从岩石力学实验出发,以四川盆地某气藏飞仙关组灰岩储... 井壁稳定问题不仅直接影响着钻井的安全高效,而且影响着油气井完井方式的选取及油气田的开发效益。影响井壁稳定的因素包括力学的和物理化学的因素,涉及到油气田开发的全过程。为此,从岩石力学实验出发,以四川盆地某气藏飞仙关组灰岩储层为例,全面分析了盐酸作用前后灰岩地层岩石强度的变化规律,并基于实验结果,利用三维弹塑性有限元力学模型,计算分析了酸作用前后的井壁稳定性和临界生产压差的变化。研究表明,盐酸作用使岩石的机械强度及井眼的稳定性都有所降低;对致密砂岩、灰岩等在生产初期需进行酸洗、酸化或压裂增产措施的地层,其临界生产压差的控制应该考虑到增产措施的影响,而不应采用岩石的初始强度进行预测。另外,岩样取心方式对岩石强度参数、井壁稳定及临界压差的预测结果也有较大的影响。通过实验研究认为,岩石取心方式应视井眼在储层段的轨迹与水平向的夹角而定。对直井,岩石取心为直井全尺寸取心的侧向,对水平井,岩石取心则为直井全尺寸取心的平行方向。 展开更多
关键词 井壁稳定 灰岩地层 酸作用 临界压差 有限元法
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水平井地层界面声波测井响应模拟分析 被引量:11
15
作者 丛健生 乔文孝 《测井技术》 CAS CSCD 2008年第1期29-32,共4页
基于对波动方程的高阶三维交错网格有限差分数值计算,在水平井孔轴线位于声速不同的两均匀地层的界面上的几何条件下,模拟了井中声场,给出了不同源距的接收波形和不同时刻的声场快照。分析结果表明,无论是哪种地层覆盖在上方,井中声场... 基于对波动方程的高阶三维交错网格有限差分数值计算,在水平井孔轴线位于声速不同的两均匀地层的界面上的几何条件下,模拟了井中声场,给出了不同源距的接收波形和不同时刻的声场快照。分析结果表明,无论是哪种地层覆盖在上方,井中声场都是对声速较快的地层比较敏感,井孔中接收波形的首波时差都十分接近于声速较快地层的纵波时差。上述结果为水平井声波测井数据处理和解释提供了某种依据。 展开更多
关键词 声速测井 水平井 地层界面 有限差分法 声波时差 快照
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某水电站左坝肩上方堆积体成因机制分析及稳定性评价 被引量:7
16
作者 杨继红 董金玉 +2 位作者 刘汉东 黄志全 刘海宁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期408-413,共6页
针对国内西南水电工程建设中经常遇到的堆积体边坡问题,结合现场调查在地表看到的地质现象,以及钻孔岩芯资料,在分析区域地质环境、降雨等条件的基础上,对堆积体边坡的稳定性进行了宏观定性评价。在地质分析的基础上,指出该堆积体具有... 针对国内西南水电工程建设中经常遇到的堆积体边坡问题,结合现场调查在地表看到的地质现象,以及钻孔岩芯资料,在分析区域地质环境、降雨等条件的基础上,对堆积体边坡的稳定性进行了宏观定性评价。在地质分析的基础上,指出该堆积体具有多期次复合成因的特征,是怒江峡谷岸坡演化的典型模式之一,并进一步提出了该堆积体成因机制的内外动力耦合作用模式。由于该堆积体边坡特殊的空间结构特征和其处于重要工程部位的特点,采用有限差分强度折减法对边坡在天然状态、暴雨、地震等工况下的稳定性进行了分析评价,为工程建设的顺利进行和暴雨等工况下可能的局部加固处理提供合理的依据,并为流域内类似成因和结构的堆积体边坡稳定性评价提供参考。 展开更多
关键词 堆积体边坡 多期次复合成因 内外动力耦合作用 有限差分强度折减法
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弹性力学应力边界问题的辛差分格式 被引量:2
17
作者 朱炳麒 周建方 卓家寿 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期181-185,共5页
将全区域离散的有限差分法引入弹性力学辛体系,建立了应力边界问题的平面直角坐标辛差分格式,用对偶的二类变量进行求解,可直接求得位移和应力.编程并计算了有关算例,结果表明辛差分法是有效的,为弹性力学辛体系提供了一种新的数值方法.
关键词 弹性力学辛体系 有限差分法 应力边界 直角坐标 辛差分格式
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薄互储集层对声波全波列测井波形的影响 被引量:2
18
作者 李长文 胡学红 +2 位作者 余春昊 王克协 马俊 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期569-576,共8页
针对孔隙薄互层模型进行产压—速度有限差分数值模拟,发现层界面、低速薄夹层、高速薄夹层、薄互层及裂缝对声波全波列波形显示出以下特征:各组分波在任意分层界面处都会产生反射液,其中低频斯通利波的反射最为突出;当薄层厚度大于0... 针对孔隙薄互层模型进行产压—速度有限差分数值模拟,发现层界面、低速薄夹层、高速薄夹层、薄互层及裂缝对声波全波列波形显示出以下特征:各组分波在任意分层界面处都会产生反射液,其中低频斯通利波的反射最为突出;当薄层厚度大于0.2m时,在上、下层界面处会出现两组反射液,利用反射波信息可分辨出薄层厚度,评价其储集特性;当薄层厚度小于0.1m时,两级反射波逐渐重叠变为一组反射波,反射波能量也逐渐减弱,并与井外存在裂缝时的波形特征相似。 展开更多
关键词 声波测井 薄互层 储集层 测井波形
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二维双曲方程基于POD方法的降阶有限差分外推迭代格式 被引量:4
19
作者 腾飞 罗振东 李晓波 《高校应用数学学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2014年第4期389-396,共8页
利用特征投影分解(POD)方法建立二维双曲型方程的一种基于POD方法的含有很少自由度但具有足够高精度的降阶有限差分外推迭代格式,给出其基于POD方法的降阶有限差分解的误差估计及基于POD方法的降阶有限差分外推迭代格式的算法实现.用一... 利用特征投影分解(POD)方法建立二维双曲型方程的一种基于POD方法的含有很少自由度但具有足够高精度的降阶有限差分外推迭代格式,给出其基于POD方法的降阶有限差分解的误差估计及基于POD方法的降阶有限差分外推迭代格式的算法实现.用一个数值例子去说明数值计算结果与理论结果相吻合.进一步说明这种基于POD方法的降阶有限差分外推迭代格式对于求解二维双曲方程是可行和有效的. 展开更多
关键词 特征投影分解 降阶有限差分外推迭代格式 双曲方程
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硫酸钡结垢动力学瞬态模型研究 被引量:2
20
作者 李洪建 余先政 +1 位作者 周文静 杨彬 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期178-184,共7页
注水是维持地层压力及提高原油采收率的最主要开发方式。当注入水与地层水混合后,由于注入水中的SO_4^(2-)与地层水中的Ba^(2+)的化学不相容性,将产生BaSO_4垢,堵塞储层的孔隙与喉道,造成严重的储层损害。为了定量预测硫酸钡结垢量,首先... 注水是维持地层压力及提高原油采收率的最主要开发方式。当注入水与地层水混合后,由于注入水中的SO_4^(2-)与地层水中的Ba^(2+)的化学不相容性,将产生BaSO_4垢,堵塞储层的孔隙与喉道,造成严重的储层损害。为了定量预测硫酸钡结垢量,首先,在Bedrikovetsky经典动力学模型的基础上,详细推导了含扩散项的硫酸钡结垢动力学瞬态模型,对模型有限差分并利用第四和第五阶Runge-Kutta方程求出数值解,避免了国内外已有的模求解过程中做出岩芯入口端Ba^(2+)浓度与SO_4^(2-)浓度比远小于1的假设,提高了模型的适用性。然后,通过岩芯瞬态驱替实验测定岩芯出口端Ba^(2+)的浓度,利用浓度数据反演出模型中的两个重要系数——扩散系数和反应速率常数。最后,研究了低SO_4^(2-)浓度的注入水驱替不同PV时岩芯中硫酸钡结垢量的分布。结果表明:随着驱替体积增加,岩芯内的硫酸钡结垢量增大;沿岩芯长度方向上的结垢量呈先增大后减小趋势;岩芯内最大结垢量的位置向岩芯中部偏移。 展开更多
关键词 硫酸钡结垢 地层损害 动力学模型 有限差分
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