基于气−水两相流的注热CO_(2)增产CH_(4)数值模拟研究

注CO_(2)增产煤层气技术(CO_(2)−ECBM)可以降低温室气体排放,具有清洁能源生产和环境保护的功能。为研究气−水两相流条件下,在含水煤层中注CO_(2)增产CH_(4)的排采规律以及不同初始含水饱和度、不同CO_(2)注入条件对CH_(4)产量、CO_(2)储存和储层渗透率的影响,构建了竞争吸附、温度变化、煤体变形以及水运移的流−固−热耦合模型,通过与现场数据、已有试验以及现有模型的数值解结果,对比证明了模型有较高的准确性并对模型的优势做出具体阐述,随后利用COMSOL开展了CO_(2)−ECBM数值模拟。结果表明:注CO_(2)可以提升CH_(4)产气速率和产气量,这表明了注CO_(2)增产的可行性。随着CO_(2)持续注入,储层CH_(4)浓度降低,CO_(2)浓度升高,注气井附近温度升高,生产井附近温度降低且从注气井到生产井的温度缓慢下降;注气抽采期间,水相相对渗透率逐渐减小,气相相对渗透率逐渐增大。由于有效应力、基质收缩/膨胀共同作用,储层渗透率呈现“降低—升高—降低”的趋势;煤层初始含水饱和度越大,CH_(4)产量越低,渗透率下降幅度越小。累计CH_(4)产量最大下降15.19%,忽略煤层中水的影响会高估CH_(4)产量,在进行数值模拟时要考虑煤层水的影响;CO_(2)注入温度与注入压力越大,CH_(4)产量越大,渗透率下降幅度越大。累计CH_(4)产量分别增加13.27%、39.77%,渗透率分别下降20.4%、46.14%,提高CO_(2)注入温度和注入压力有利于提高CH_(4)产量。

两相热渗流与多孔介质耦合作用研究

基于连续介质力学及流固耦合力学的基本理论 ,在黑油、岩石多相热渗流理论模型的基础上 ,建立了非混溶饱和两相热渗流与变形多孔介质耦合作用的数学模型 ,对流固耦合热效应进行了讨论 ,将所推证数学的模型方程做进一步处理与简化 ,给出模型方程数值分析的数学格式 。

双相不混溶流体饱和裂缝——孔隙岩石依赖频率的地震响应数值分析

裂缝—孔隙岩石中流体类型及其分布特征是影响弹性参数的重要因素,实际储层中流体大多不是单一流体,且在数值模拟过程中很少考虑流体间饱和状态的影响。为此,基于Chapman模型,针对饱含双相不混溶流体的裂缝—孔隙岩石,研讨了饱和度和毛细压力参数变化对砂岩储层频散衰减和地震响应的影响。数值分析结果表明:随着油气饱和度的增加,特征频率(不同于于单一流体介质情形)呈先减后增趋势,且在中间频段的变化最明显,地震响应存在时间延迟和波形畸变现象;当双相流体中存在气体时,频散衰减和地震响应对饱和度的变化更敏感;随着衡量流体间毛细压力的参数q值的增加,双相流体间由"斑块饱和"趋向"均匀饱和"状态,特征频率向着"高频低饱"方向移动。该数值模拟结果为储层流体识别提供了有效依据。

塔里木盆地北部油气运移二维二相数值模拟分析

油气运移和聚集过程实际上是油（气）水饱和度在疏导层的变化过程。盆地中油（气）二相流动问题的研究就是对这一过程的定量描述。本项研究是在前人工作基础上，考虑压实作用造成骨架变形来推导新的二维二相流动方程，它容描述异常压力演化与二相流动于一式，在模拟方法上采用有限分析的数值方法。它应用于新疆塔里木盆地北部地区，展示了该区异常压力、含水饱和度弥散状扩散效应以及流速场在地质历史时期动态模拟演化特征；指出了该区油气运移方向、通道和能量条件；得出了海西晚期—早侏罗世以及喜山期是本区最重要的两个油气运移聚集时期。