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

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。

长柱塞防气泵室内试验及模拟研究

目前国内各油田开发逐步进入中后期,高气液比油井举升问题日益突显,长柱塞防气泵在原有泵筒外设计排气结构,使进泵气体由此返回环空,达到防止气锁和提高泵效的目的。然而,由于适用界限未知,且缺少经济高效的评价手段,限制了其推广应用。采用CFD方法,引入动网格技术,基于控制方程和波动方程,建立长柱塞防气泵泵筒内气液瞬态流动和泵阀运动规律数值模型;开展室内可视化试验,验证了建立数值模型的准确性,模型平均误差为5.84%;基于数值模型,模拟分析了长柱塞防气泵上、下冲程泵筒内部气液两相流动规律,以及冲程、冲次对泵效率的影响,明确了其适用的气液比范围,当气液比大于400m^(3)/m^(3)时,长柱塞防气泵泵效低于经济泵效。

60°T形弯头内二次流特征

石油化工中普遍存在的T形弯头结构是诱发管路振动的重要因素,明晰弯头内流场特性,对于压力管道的长期稳定运行具有重要意义。设计并组装了模拟工业运行管路,观察段使用有机玻璃制作的60°T形弯头,采用三维粒子影像测速系统(particle image velocimetry,PIV)和压力传感器测量管路中流体的二次流特征。通过流线图和速度矢量图,对比分析不同流速下管道内涡流的分布和运移规律。结果表明,60°T形弯头中存在一对大小不等的周期性交替摆动的涡,在一个周期内出现、增加、减少和消失,具有卡曼涡街和迪恩涡旋的部分特征。这两个涡交替变化的频率随流速增加呈指数型增大,管内流体压力脉动的幅值也随流速增加而升高,但管道正面的涡流规律基本不变。采用重整化群(renormalization group,RNG)形式κ-ε湍流模型结合二次上游插值(QUICK)方法、压力-速度耦合方程(SIMPLE)模拟管道侧面二次流变化规律,模拟结果与实验数据吻合度较高。研究结果为明晰T形弯头内涡流诱发管道振动规律及预防措施优化提供了理论依据。