薄层多层压裂的拟三维模型及应用

对于低渗复杂的薄层多层油气藏,期望一次性压开所有产层以减少压裂作业的次数。在调研国内外多层压裂裂缝延伸模拟的有关文献的基础上,建立了一套能模拟多产层在一次压裂改造中全部被压开、多条裂缝同时延伸的拟三维数学模型,包括压裂液在各产层的动态流量分配,并进行了实例分析。

多层拟三维模型层间处理算法研究

多层二维二相数学模型的基本假设为,油藏中流体的流动以平面为主,纵向上的流动因影响小而被忽略,因此无法解决层间窜流问题。三维模型考虑的流体是立体的。多层拟三维考虑了纵向上的流动,在整体保留多层二维二相模型算法优势的前提下,在多层二维二相数学模型基础上,把连通层层间的流动量（即节点的垂向流入量、流出量）作为假象的源汇项加到二维二相方程中。在二维模型基础上,实现三维模型问题的近似考虑。给出了多层拟三维的改进数学模型,对层间连通性的改进算法进行了数学推导,使层间连通的多层油藏模拟计算结果更接近于实际油藏。研制的多层拟三维数值模拟软件比三维三相黑油模型的运算速度快,扩大了算法的适应范围,提高了模拟精度,达到了实用化程度。并通过了概念模型的测试,在模拟精度、算法功能等方面与Geoquest公司ECLIPSE数值模拟软件的黑油模型进行了对比,计算结果基本一致。对山东省胜利油区的大芦湖油田沙三中区块进行了油藏数值模拟,整体运行效率比黑油模型提高32.4％。参2（戴涛摘）

考虑垂向摩阻的裂缝拟三维延伸模型

裂缝拟三维延伸模型具有极快的收敛速度、令人满意的计算精度和较强的适应性,但该类模型中没有考虑垂向摩阻,计算得到的裂缝高度偏大,不能模拟存在缝高失控的裂缝三维延伸过程。推导存在垂向摩阻的裂缝宽度解析表达式,考察裂缝张开位移判据的精度,认为对于常规水力裂缝没有必要进行小范围屈服修正。在此基础上,考虑双线性流动模式和压裂液的初滤失,建立改进的裂缝拟三维延伸模型。实例模拟分析表明:改进模型精度更高;当隔层应力差较大时,下缝高的延伸极其缓慢,有利于底水油藏压裂;当隔层应力差极小时,裂缝高度与长度近似相等,但由于重力差作用,上、下缝高仍有明显差异。

改进拟三维油气运聚模型在库车坳陷的应用

在盆地模拟拟三维油气运聚模型数值方法的改进中 ,针对影响聚集量的排烃量分配问题 ,提出了估算排烃分配因子的新方法 ;增加了影响运移的断层控制与不整合面控制和影响实际聚集量的岩性控制 ,探索网格体位于断层、不整合面时的渗透率特殊处理方法 ,提出了一个网格体能否作为储集单元的岩性门限概念。将拟三维油气运聚模型应用于塔里木盆地库车坳陷的模拟 ,获得各相关地层在各地质年代的烃类聚集强度平面等值图、聚集系数和总聚集量 ,以及各相关地层在其所经历的各地质年代的分期、累积的烃类聚集量史直方图。在库车坳陷应用拟三维模型的模拟结果不仅与实际情况基本符合 ,而且根据模拟结果预测出的几个有利勘探目标已被最近的勘探结果所证实。图 4表 1参 2

大跨度梁式渡槽改进拟三维流固耦合模型的三维模拟效果分析

针对作者提出的大跨度梁式渡槽改进拟三维流固耦合模型,分析了该模型的三维模拟效果。分析结果显示,采用大跨度梁式渡槽的改进拟三维流固耦合模型不仅能很好地反映出三维耦合效应,而且可以有效降低计算成本,大大提高了计算效率。因此,改进拟三维流固耦合模型可以用于大型梁式渡槽多跨联合的复杂三维动力流固耦合分析计算。

拟三维压裂模型最优裂缝尺寸的计算方法研究

以最优化的裂缝导流能力与最大化的采油(气)指数为目标提出了拟三维模型裂缝几何尺寸的计算方法,从而得到对应的最优缝长和缝宽。对于裂缝高度,2D模型中普遍认为其数值等于油(气)层的厚度,通过现场作业及室内实验发现这与压裂作业中的实际情况并不相符。采用线弹性断裂力学的断裂准则作为裂缝扩展的依据,根据上下边界层的地应力情况得到裂缝上下延伸高度,从而确定地层中裂缝的高度。

压后拟三维压降分析模型

采用拟三维压降分析模型,并引入了滤失高度,综合考虑了产层与上下隔层的应力差异,能更好地模拟地层实际情况,从而可以获得较为准确的参数解释;采用数学拟合方法计算拟合压力、最小二乘法确定闭合压力,从而进行压降分析解释更具有简便、直接,准确的特征,并采用Visual Basic6.0 编制了相应的解释程序。最后根据现场实例验证了该模型的正确性以及所编制程序的合理性。

梁式渡槽“拟三维”流固耦合模型的纵向地震模拟效果分析(英文)

梁式渡槽"拟三维"流固耦合模型分析了纵向地震模拟效果。分析结果显示,采用梁式渡槽"拟三维"简化流固耦合模型不仅能很好地反映出纵向地震耦合效应,而且可以有效降低计算成本,大大提高了计算效率。因此,"拟三维"流固耦合模型可以用于大型梁式渡槽多跨联合的纵向地震动力流固耦合分析计算。

吸积盘拟三维模型方程解的结构分析

讨论了吸积盘拟三维模型的方程的解法所存在的问题 ,指出不能直接积分的角动量方程 ,并推导出该模型间断解的存在判据 .

分步分层拟三维水流数学模型及其在廉州湾潮流计算中的应用

以Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程为基础，经代数坐标变换导出模式方程，然后在该坐标系下将三维流场进行垂直分层，并在每一层内积分模式方程。在数值模拟求解方面，采用分步、特征差分近似与Ｇａｌｅｒｋｉｎ集中质量有限元相结合的方法进行求解。在实际应用方面，对广西廉州湾潮流进行了三维模拟计算。

弱胶结油藏拟三维出砂预测模型及方法

根据有效应力定律和连续介质力学理论,建立了应力场和渗流场耦合作用的弱胶结油藏拟三维出砂预测模型,并应用顺序Galerkin有限元进行了求解。对复杂地质区域网格自动剖分、地层变形或破坏、液化砂运移、出砂动态预测等问题进行了数值模拟研究。结果表明:随着地层破坏和出砂,炮眼和井筒周围应力会重新分布;地层参数的变化受出砂和应力作用的复杂影响;出砂量是一个波动变化的过程——这一现象与现场和室内的观测是基本一致的。研究证明了该模型的可靠性,初步解决了弱胶结砂岩油藏的出砂预测数值模拟问题。

拟三维全组分模型

本文提出了一个适合我国凝析油气藏模拟计算的拟三维模型,即多层二维三相全组分模拟器。采用有限差分方法和隐式压力、显式饱和度和显式组成的方法求解该模型。模型中还引进了包括六个油气状态方程(即PR、SRK、PT、SW、LLS及SHBWR)的相平衡闪蒸分析方法和物性参数计算方法。它可用于凝析油气藏一类油气田的开发设计和动态预测。文章还对凝析气藏的衰竭及循环注气开采过程进行了实例模拟计算,并获得了满意的结果。

基于Kinect的人体模板化三维模型拟合重建

利用Kinect体感设备与软硬件的连接、集成来搭建面向真人的三维人体模型重建系统,通过其可操作的流程实现了三维人体模型的快速重建。然后根据重建出的三维人体网格模型,采用非线性模板拟合法,以通用标准三维人体模型为模板,对重建后的三维人体网格模型进行基于姿态、形体迭代变形拟合。其方法在建立多体感传感设备测量人体数据中得到使用,在人体模块化拟合重建三维人体点云数据中用于测量人体数据,将获得的三维人体模型的尺寸和实际人体尺寸相对比,结果显示扫描得到的三维人体模型数据与实际人体数据更加贴近。

多尺度有限元法在地下水拟三维数值模拟中的应用

建立基于多尺度有限单元法的拟三维数学模型,模拟非均质多孔介质中的三维地下水流问题。根据多孔介质中区域饱和-非饱和水分运动的特征,将三维流动转化为拟三维流动模型。对参数水平方向渐变的非均质多孔介质中的三维地下水流用多尺度有限单元法和传统有限单元法进行了计算,结果表明在模拟非均质多孔介质中的三维地下水流问题时,多尺度有限单元法比传统有限单元法有效,既节省计算量又有较高的精度。

考虑分形效应下水力压裂裂缝拟三维延伸研究

为建立更为精确的裂缝几何形态数学模型适时预测裂缝几何动态,在前人工作的基础上,建立了分形效应下裂缝的延伸判据,改进了拟三维模型,并采用了Visual Basic 6.0软件编写了不考虑滤失情况下的改进后拟三维模型计算程序。同时,通过实例计算,得出了影响裂缝延伸的主要因素。

低渗透薄互层砂岩油藏大型压裂裂缝扩展模拟

对低渗透薄互层砂岩油藏的大型压裂开发时,由于低渗透薄互层砂岩油藏中隔层岩层比较薄、强度低,对裂缝高度方向上的扩展抑制作用较小,往往会出现裂缝长度与高度之比小于4,导致只考虑缝内流体一维流动的拟三维裂缝扩展模型不再适用。根据低渗透薄互层砂岩油藏大型压裂的特点,在适当假设的基础上,应用线弹性断裂理论,建立考虑缝内流体沿着裂缝高度和长度方向流动的拟三维裂缝扩展模型,并用解析法得到压裂过程中裂缝扩展尺寸和缝内流体压力的精确解;利用VisualBasic计算机语言编制二维流动的拟三维裂缝扩展模型求解程序,并对某低渗透薄互层砂岩油藏压裂过程中裂缝扩展情况进行了求解分析。计算结果表明:二维流动的拟三维裂缝扩展模型能够很好地预测低渗透薄互层砂岩油藏大型压裂过程中裂缝的扩展,可以满足工程需求。

区域饱和-非饱和地下水流运动数值模拟

根据多孔介质中区域饱和-非饱和水分运动的特征,建立基于迦辽金有限单元法的拟三维数学模型.通过对三维Richards方程沿饱和含水层垂向平均得到水平二维模型的基本方程,在各选定区域非饱和带沿水平方向平均得到多个一维非饱和水流运动方程.一维非饱和模型与二维饱和模型的耦合点为非饱和带计算所得的通过潜水面的流量项.最后,验证拟三维模型的模拟结果,说明模型合理可行,为研究大区域饱和-非饱和水分运动提供了有效的分析工具.

风暴潮三维数值计算模式的研究及在渤海湾的应用

以实验室二维温带风暴潮数值模型为基础,综合考虑海洋潮波动力与风应力联合作用,建立温带风暴潮三维数值计算模型。模型从推导三维风暴潮基本控制方程出发,并应用交替方向隐格式(ADI)方法对方程进行离散求解。对于浅水动边界,模型采取局部深槽、缩小水域的活动边界处理方法。利用拟三维数值计算方法,并提出了非平面水深等分模式和平面等水深分布模式,应用这两种计算模式分别对渤海湾2009年5月8～10日发生的风暴潮过程进行了数值模拟。将风暴潮位计算结果和增水位计算结果与塘沽验潮站的实际观测数值进行对比验证,结果显示受风应力与潮波联合作用的风暴潮位和增水位与实测数据吻合良好;通过比较得到了平面等水深分布模式的计算成果要比非平面水深等分模式的计算成果更接近观测资料的结论,为风暴潮预报提供了理论依据。

UHM WPE/HDPE层合板拉伸损伤扩展的有限元数值模拟

为了优化设计PE/PE层合板复合材料和准确评价其性能,必须深入地研究该类材料的损伤破坏机理,进而揭示其损伤扩展规律,预测因损伤的存在对材料刚度、强度等宏观性能的影响。基于拟三维模型的概念,提出了适合于数值模拟PE/PE层合板复合材料力学行为的修正模型。应用此有限元数值模型,对3种准各向同性UHMWPE/HDPE层合板在拉伸载荷条件下的损伤及损伤扩展进行了模拟,对这些材料的破坏机理进行了探讨,并预测了它们的强度。通过试验,可知应用上述模型进行数值模拟所获得的结果与试验数据是吻合的。证明了修正后的有限元数值模型的有效性。

周边脱砂压裂模型优化设计

周边脱砂压裂技术是压裂技术从常规压裂到脱砂压裂,再到端部脱砂压裂技术之后发展起来的一种新的技术,只有该技术才可能在压裂中形成相对较短、较宽裂缝。目前对于脱砂压裂裂缝扩展模型的研究大都忽略了裂缝纵向流动。为此,在前人的研究基础上,针对周边脱砂压裂的特点将带缝高压降影响的拟三维模型引入到脱砂后裂缝扩展模型,在脱砂后模型中考虑缝宽方向压降对裂缝扩展的影响,推导了适合周边脱砂压裂的脱砂后新模型;并在此基础上开发了适合周边脱砂压裂扩展的模拟软件,模拟结果与现有商业软件(三维)模拟结果相吻合,证明建立的脱砂后模型考虑因素全面,对脱砂后缝宽预测更符合实际。