Unsteady generalized Couette flow in composite microchannel

A numerical study is reported on the fully developed unsteady laminar fluid flow in microchannel parallel-plates partially filled with a uniform porous medium and partially filled with a clear fluid. The flow is induced by the movement of one of the plates and the pressure gradient. The Brinkman-extended Darcy model is utilized to model the flow in the porous region, while the Stokes equation is used in the clear fluid region. A theoretical analysis is also presented for the fully developed steady flow to find closed- form expressions for the interracial velocity and the velocity and skin frictions at the bounding plates. Numerical computations shows excellent agreement between the closedform solutions for fully developed steady flow and the numerical solution to unsteady flow at large values of time.

二维浅水方程的非结构网格数值解

用Lax-W endroff格式和Lax-Friedrichs格式交替使用形成的复合型格式,对二维浅水方程在非结构网格上进行离散,利用不同格式之间数值耗散、数值色散而相互补偿和抵消的复合作用,消除数值计算中出现的非物理振荡和过度光滑现象.利用本文算法对斜水跃问题、二维矩形部分溃坝模型和二维圆形全溃模型模拟的结果表明,该算法具有较高的涌波捕捉能力,适合处理边界面复杂的浅水流动问题.

Preissmann四点隐格式对计算混合流动的适定性分析

普赖斯曼(Preissmann)四点隐格式为双对角隐式有限差分方法,具有结构简单、无条件稳定及对时间步长没有限制等优点,因而在河道、渠道、管道、河口潮流及管网、河网等非恒定缓流计算中,广泛用于数值求解圣维南方程组。针对四点隐格式应用于混合流模拟时的适定性进行了研究分析。结果表明,当采用激波捕捉法时,应用四点隐格式求解急缓混合流动在数学上为不适定。线性稳定性分析结果表明,如果计算域内存在临界流动,则四点隐格式为临界稳定。

考虑启动压力梯度的复合气藏不稳定压力动态分析

低渗透气藏的渗流过程中存在启动压力梯度,导致其渗流机理比常规气藏更加复杂。其次,在低渗透气藏开发过程中由于酸化、压裂或气藏本身的特点,会使得气藏近井区和远井区的岩石及流体性质存在差异,形成复合气藏。因此,建立了考虑启动压力梯度的复合气藏水平井不稳定渗流模型,使用Laplace变换、正交变换等方法获得了该模型的无量纲解析解。在此基础上,研究了启动压力梯度、水平段长度、内外区流度比和内区半径对复合气藏水平井不稳定压力动态特征的影响。结果表明,考虑启动压力梯度的复合气藏水平井的压力动态曲线可划分为纯井储阶段、井储后的过渡阶段、早期垂向径向流阶段、中期线性流阶段、内区拟径向流阶段、内外区拟径向流过渡阶段和外区拟径向流阶段。启动压力梯度越大,压力动态曲线后期上翘幅度越大;水平段长度越大,压力动态曲线位置越低;内外区流度比越大,压力动态曲线位置越高;内区半径越大,内区拟径向流阶段持续时间越长。研究结果丰富了低渗透复合气藏不稳定渗流的相关理论,为更好地认识气藏渗流规律和气藏的科学高效开发提供了理论依据。

混合微通道中不稳定的广义Couette流

在一个平行板通道中,部分充满了均匀的多孔介质,部分为纯流体的流动区,对其微通道中完全发展的不稳定层流进行了数值分析,流动由其中一块板的运动和压力梯度所引起.多孔介质区域的流动,采用扩展的Brinkman模型,即Darcy模型,纯净流动区域的流动,采用Stokes方程.还对稳定的完全发展流进行了理论分析,给出了分界面速度、边界板处的速度和表面摩擦的闭式解.通过数值计算发现,稳定完全发展流的闭式解,和不稳定流动的数值解,在所有时间点上得到很好地吻合.

三重介质压裂气藏椭圆流非稳态产能模型

天然气藏经水力压裂后产生藏改造体积(SRV),SRV内的气藏性质与原始储层存在很大的差异,水力压裂每一阶段的SRV可简化为水力裂缝附近的一个椭圆形区域。由于三重介质气藏为各向异性储层,与经典的径向流模型相比,椭圆流模型对于三重介质气藏的优化开发至关重要。通过建立一个新的压裂井复合椭圆流模型来分析考虑SRV的三重介质气藏产能变化,模型内外椭圆区均为三重介质,高流动能力的内区用来表征SRV,基质和裂缝间的窜流视为非稳态。使用Mathieu函数、拉普拉斯变换和Stehfest数值反演算法等求解数学模型,之后绘制无因次典型曲线,并对模型进行验证。典型曲线的特征显示模型存在13个流动阶段,将基质与裂缝间非稳态与拟稳态窜流进行比较,并分析了井筒半径、SRV半径、流度比和储容比等相关敏感参数对产能的影响。

三重介质复合气藏水平井不稳定产量递减动态分析

随着能源需求增长,碳酸盐岩勘探开发受到了广泛重视。在试井分析中,碳酸盐岩储层通常被视为三重介质(裂缝、基质、孔洞),但目前针对该类气藏的非稳态产能研究还相对较少。其次,很多气藏实际开发过程中由于酸化、压裂或气藏本身的特点,会使得气藏近井区和远井区的储层物性存在差异形成复合气藏。建立了将储层考虑为三重介质的复合气藏水平井的不稳定渗流模型,利用Laplace变换、正交变换等方法获取了模型的无因次解析解。在此基础上,分析了相关参数对三重介质复合气藏水平井不稳定产量递减动态的影响。此项研究丰富了复合气藏不稳定渗流的相关理论,对更好地认识该类气藏渗流规律和生产动态特征有一定的指导意义。