低渗透油藏渗流的差分法数值模拟
《2024年特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》范文
《特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》篇一摘要：本文针对特低渗透油藏的非线性渗流问题，采用数值模拟方法进行研究。
首先，介绍了特低渗透油藏的特点及非线性渗流的重要性；其次，详细阐述了非线性渗流数学模型的建立与求解方法；最后，通过实际案例分析，探讨了该模型在特低渗透油藏开发中的应用及效果。
一、引言随着油气资源的不断开发，特低渗透油藏逐渐成为重要的开采对象。
由于特低渗透油藏的渗透率低、非均质性强等特点，导致其渗流过程具有显著的非线性特征。
因此，对特低渗透油藏的非线性渗流进行研究，对于提高采收率、优化开发方案具有重要意义。
二、特低渗透油藏特点与非线性渗流特低渗透油藏是指地下岩石渗透率极低，导致油、气、水在储层中的流动受到很大限制的油藏。
其非线性渗流主要表现为：随着压力梯度的变化，流体在多孔介质中的流动呈现出非线性关系。
这种非线性渗流导致传统线性渗流理论在特低渗透油藏中难以适用，需要进行深入的研究和探讨。
三、非线性渗流数学模型的建立与求解针对特低渗透油藏的非线性渗流问题，本文建立了相应的数学模型。
该模型考虑了多孔介质的非均质性、流体与岩石的相互作用等因素，通过引入非线性流动方程和边界条件，描述了流体在储层中的运动规律。
为了求解该模型，本文采用了数值计算方法，如有限差分法、有限元法等，并结合计算机编程技术，实现了模型的数值求解。
四、案例分析为了验证非线性渗流数学模型在特低渗透油藏开发中的应用效果，本文选取了某特低渗透油田作为研究对象。
首先，根据该油田的实际情况，建立了相应的地质模型和数值模型；其次，利用数值模拟方法对不同开发方案下的渗流过程进行模拟计算；最后，通过对比分析，得出了不同开发方案下的采收率、经济效益等指标。
结果表明，本文所建立的非线性渗流数学模型在特低渗透油藏开发中具有良好的应用效果。
通过模拟计算，可以得出不同开发方案下的最佳开采时机、开采量等关键参数，为实际生产提供了重要的决策依据。
同时，该模型还可以用于预测储层压力变化、剩余油分布等关键信息，为油田的后期开发和调整提供了有力的支持。
低渗透油藏渗吸数值模拟技术研究
低渗透油藏渗吸数值模拟技术研究【摘要】低渗透裂缝性油藏作为一种特殊的油藏，裂缝很发育，基质非常致密，普遍存在孔隙度小、孔隙压力低和储层渗透率低等特点。
因此其采收率相对较低，开采成本较高，经济效益亦较低。
低渗透裂缝性油藏的生产机理主要表现为裂缝系统中的水靠毛细管力作用渗入岩块排油。
因此，亲水的致密岩块、水的毛细管自吸作用是主要的采油机理。
应用数值模拟方法，建立双重介质模型。
结果表明，裂缝发育程度、黏度比、基质毛管力大小、初始含水饱和度为影响渗吸的关键因素。
明确了主要地质因素、开发因素对渗吸的控制作用和作用机理，为渗吸开发低渗透裂缝性油藏具有一定指导意义。
【关键词】低渗透裂缝性油藏渗吸数值模拟低渗透油藏常常伴有裂缝发育，储层改造使裂缝更加复杂。
在基质岩块-裂缝系统中，基质起到储油作用，裂缝起导流作用。
裂缝渗透率与基质岩块渗透率存在巨大差异，使得油藏常规注水过程中水窜、水淹严重，仍然有大量的剩余油富集在基质岩块中，导致基质中的原油难以开采，需要进一步研究渗吸规律，确定影响因素，改善渗吸效果，降低基质含油饱和度，提高采收率。
1 渗吸作用通常把一种润湿相流体在多孔介质中只依靠毛管力作用去置换另一种非润湿相流体的过程称为吸渗。
在油气田开发过程中，这种现象常有发生。
亲水性裂缝型低渗透储集岩，可视为许多渗透率较低的岩块组成，这些岩块被一些流动阻力较小的裂缝所分隔，岩块中的含油量比裂缝中的含油量要大得多。
此类油藏进行注水开发时，注入水先沿裂缝推进，同时进入裂缝的水由于毛管力作用被吸入岩块，并从其中置换出油。
渗吸的种类一般可以根据现象分为同向与反向渗吸两种。
在一个渗吸过程中，油藏的裂缝网络受到吸入流体的驱替，比如水流入油藏与基质块接触，两个不同的流动机制发生了；当吸入的润湿相与排出的非润湿相的流动方向相同时，称为同向渗吸。
当吸入的润湿相和排出的非润湿相的流动方向相反时，称为反向渗吸。
2 模型建立描述低渗透裂缝性油藏的地质模型主要有两类：精细地质模型和双重介质模型。
低渗透油藏研究方法
低渗透油藏研究方法
低渗透油藏研究方法主要包括以下几个方面：
1. 岩心分析：通过对低渗透油藏的岩心样品进行物性测定和孔隙结构分析，了解岩石孔隙度、渗透率、孔隙结构和孔喉半径等岩石物性参数，为油藏评价和开发提供依据。
2. 流体性质测试：通过实验室测试方法，分析低渗透油藏中的原油和水的物化性质，包括密度、粘度、表面张力等，以了解流体性质对渗流规律的影响。
3. 渗流实验：通过构建低渗透油藏模型，开展渗透率测定实验和渗流规律研究，分析渗流行为和剖面规律，为油藏开发提供渗流参数参考。
4. 数值模拟：基于渗流理论和物理模型，利用计算机软件开展数值模拟，模拟低渗透油藏中的渗流过程，预测油藏动态和评估开发效果。
5. 改造技术：通过改变油藏的物性和渗透性，采用各种改造技术，如酸化、水力压裂、低渗透增产技术等，提高低渗透油藏的开发效果。
总之，低渗透油藏的研究方法主要涉及岩心分析、流体性质测试、渗流实验、数值模拟和改造技术等方面，从不同角度对油藏的物性、流体性质、渗流规律和开
发效果进行研究，为低渗透油藏的开发提供科学依据。
低渗透油藏水驱机理与数值模拟研究
低渗透油藏水驱机理与数值模拟研究随着全球石油储量的逐渐减少，低渗透油藏逐渐成为了新的油气资源开发重点。
但是，由于低渗透油藏的特殊性质，其开发难度大、开发周期长、开发成本高，因此急需研究低渗透油藏的开发新技术。
而水驱技术是当前最为广泛应用的一种技术，对于低渗透油藏的开发也十分重要。
本文将介绍低渗透油藏水驱机理与数值模拟研究。
一、低渗透油藏水驱机理1. 水驱原理水驱开发是指向油层送入水以提高油层中原油的采收率的一种基本方法。
其基本原理是依靠水的排斥作用和压力作用，驱动原油朝井口方向移动，从而增加采收率。
而低渗透油藏的水驱机理与普通油藏稍有不同。
低渗透油藏的渗透率较低，原油粘度大，水驱程度较差，且前期油水比低，加之其表征的介质往往因岩石孔隙较小、土层密实等原因难以形成完善的水油体系。
因此，一般情况下，低渗透油藏的水驱效果较差。
2. 流体流动特点低渗透油藏的水驱往往表现出比较复杂的流体流动特点。
具体来说，低渗透油藏中含有各种各样的流体，如油、水、气体等，而且这些流体之间在岩石孔隙中的分布十分复杂。
因此，低渗透油藏的水驱机理需要同时考虑油、水、气体等不同的物理特性，综合分析每种流体在不同孔隙中的流动特性，进而确定流体在低渗透油藏中的移动规律。
3. 作用评价低渗透油藏的水驱机理与普通油藏相比存在较大的差异，其效果往往不稳定并且难以预测。
因此，对于低渗透油藏的水驱机理进行科学的评估和确定，将有助于提高水驱效果，增加油藏采收量。
二、数值模拟研究随着计算机技术的飞速发展，越来越多的学者开始使用数值模拟技术对低渗透油藏的水驱机理进行研究。
这种方法通过对物理模型建立数学模型并用计算机程序模拟，能够较为真实地描述油藏中各种流体在不同孔隙中的运动规律，有效分析低渗透油藏的水驱机理。
1. 数值模拟原理数值模拟是利用计算机编制模型对实际问题进行计算和分析的方法。
这种方法通过对油藏中的流体特性、渗透率、水驱条件等进行建模，模拟低渗透油藏的宏观流体运动规律，形成较为真实的数值计算结果。
低渗透油藏非线性渗流机理及数值模拟方法研究讲解55页PPT
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
低渗透油藏非线性渗流机理及 数值模拟方法研究讲解
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈
有限差分法在低渗油藏数值模拟中的应用
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２０ 年第 ９ ０８ 期
内蒙 古 石 油 化 工
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有 限 差 分 法 在 低 渗 油 藏 数 值 模 拟 中 的 应 用
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低渗 透 油 藏 ， 由于 其 储 层 致 密 ， 透 率极 低 ， 渗 其 渗 流不 再 满足 达西 定律 。石 油 中常含 有数 量不 等 的 氧 化物 ， 低速 渗 流往 往 会伴 随一 些物 理 化学 现 象 ， 在
低渗透气藏数值模拟研究
低渗透气藏数值模拟研究随着石油行业不断发展，越来越多的油田进入了中后期开发阶段，这些油田的储量逐渐减少，使得寻找新的油气资源成为当下迫切的需求。
目前，低渗透气藏已成为油气勘探领域的研究热点之一，然而，低渗透气藏的开发十分困难，其开采技术和方法也比较复杂。
因此，对低渗透气藏的研究具有重要的意义。
低渗透气藏的产油速度低、储量难预测，更加困难的是在实际开采过程中，气藏压力很难直接测试得到，只能通过生产数据的间接评价来估算。
为了解决这些问题，数值模拟成为了当下研究低渗透气藏开发的一种重要方法。
1. 数值模型的建立数值模拟是基于物理规律和实验数据建立的数学模型，通过计算机进行求解得到的数据，能够为气藏开发过程提供一定的指导。
数值模型建立的第一步是建立地质模型，包括模拟地质层厚度、孔隙度、渗透率等基本参数，同时需要考虑地层的非均质性和非线性特性以及地质条件对油气分布的影响。
其次，需要建立流体模型，通过模拟地层内流体的运动、分布及其相互作用等过程，得到地层中油气的分布和流动规律。
最后，为了能够更为准确地模拟地层内各种过程，需要对模型进行修正和优化，逐步达到模拟结果与实测数据的拟合度高，预测结果可靠的目标。
2. 数值模拟在气藏开发中的应用数值模拟可以对气藏开发过程进行模拟，根据该模拟指导实际开采，达到最优效益的目的。
气藏生产模拟是数值模拟在气藏开发中的应用之一，也是日常气藏管理和开发中最常用的手段之一。
通过对气藏生产中的流体运动、流量、压力、温度等参数变化进行数值模拟分析，能够预测气藏生产情况，评估生产能力，优化井网布局和生产方案，为该气藏后期开发提供依据和保障。
同时，数值模拟可用于优化气藏辅助开采工艺的选择和设计。
通过模拟气藏热采开发、水驱开发、气驱开发、环形水驱及地下气储库的生产过程，来寻找最佳的开发方案。
3. 数值模拟的发展趋势数值模拟已经成为气藏开发领域中的一种重要研究手段，能够更加准确地描述气藏地质和流体运动，为气藏开发指导提供了有力的支持和依据。
低渗透油藏渗流压力差分方法数值模拟
低渗透油藏渗流压力差分方法数值模拟刘海龙;吴淑红【摘要】In order to solve the problem that the pressure drop curve or the pressure recovery curve made by measured data was not fitting well with the classic model curve in low permeability reservoir,on the basis of previous studies and non-linear flow of power law model,the method of differential discrete was used to build a quick and precise method for calculating the pressure,and the calculation method of dynamic permeability and conductivity was also investigated in detail.The factor of pressure curve model was analyzed by using control variable method.The result showed that the bigger the power-law index was,the greater the bending upwards magnitude of the pressure curve model was;with the coefficient of the wellbore storage and skin factor becoming larger,the reservoir fluid in low permeability reservoir cost more time to flow into steady flow;for closed boundary reservoir,the pressure model curve upturns and the reservoir resolution points were very clear.The pressure curve and the pressure derivative curve intersected.For the constant pressure boundary reservoir,it was on the contrary with the closed boundary reservoir,but after the fluid flows into the quasi steady state of radial flow,model curves were a cluster of parallel inclined lines.%针对低渗透油藏中实测的压力降落或恢复曲线与经典的曲线拟合度不高的问题，基于幂律非线性渗流模式，采用差分离散方法，建立了一种快速求取压力的方法，并给出了动态渗透率和传导率的计算方法，进行了压力样板曲线敏感性分析。
低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用
低渗透油藏开发效果综合评价方法及应用【摘要】低渗透油藏是一种开发难度较大的油藏类型，其开发效果评价对于提高油藏开发的效率和盈利能力具有重要意义。
本文主要介绍了低渗透油藏的特点，并着重探讨了低渗透油藏开发效果评价方法及常用指标。
在此基础上，提出了一种综合评价方法，以全面评估低渗透油藏的开发效果。
结合实际案例，探讨了该方法的应用价值，并指出了未来研究的方向。
通过本文的研究，可以更好地指导低渗透油藏的开发实践，并促进油田开发效果的提升。
低渗透油藏开发效果综合评价方法的重要性不言而喻，对于实现能源资源的可持续开发和利用具有重要意义。
【关键词】低渗透油藏、开发效果、综合评价方法、研究背景、研究意义、特点、评价指标、综合评价应用、重要性、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景低渗透油藏是指储层渗透率较低的油藏，通常渗透率在0.1 mD以下。
这类油藏因为岩石孔隙结构狭小、孔隙度低、渗透率小等特点，导致油藏开发困难，采收率较低。
随着石油资源的日益枯竭，开发低渗透油藏成为当前石油工业发展的重要方向。
研究表明，低渗透油藏开发效果直接影响着油田的产油量和经济效益。
为了更好地评价低渗透油藏的开发效果，科研工作者们提出了一系列的评价方法和指标，以期提高对油藏开发效果的认识和评价水平。
目前尚缺乏一套完整且合理的综合评价方法，用以综合评价低渗透油藏开发效果。
需要对已有的评价方法和指标进行整合和完善，构建一套综合评价方法，从而更准确地评价低渗透油藏的开发效果，并指导油田的合理开发和生产。
1.2 研究意义低渗透油藏开发是目前石油工业领域一个重要的课题，随着传统油田资源逐渐枯竭，低渗透油藏的开发利用变得尤为重要。
研究低渗透油藏开发效果的综合评价方法对于提高油田开发效率、优化开发方案、降低成本具有重要的意义。
在低渗透油藏中，由于岩石孔隙结构狭小、地层孔隙度低、渗透率小等特点，常规开发技术的效果较差。
如何科学有效地评价低渗透油藏开发效果，对于指导油田开发实践具有重要的意义。
《2024年特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》范文
《特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》篇一一、引言特低渗透油藏的开发在当今石油工业中占有重要地位，因其特有的地质属性和储层特点，开发过程中的渗流规律与常规油藏存在显著差异。
非线性渗流作为特低渗透油藏的主要流动特征，其数值模拟研究对于指导油田开发、优化生产策略具有重要意义。
本文旨在深入探讨特低渗透油藏非线性渗流数值模拟的理论基础、方法及实际应用。
二、特低渗透油藏非线性渗流理论基础1. 渗流机制分析特低渗透油藏的渗流机制主要受控于岩石的物理性质和流体与岩石的相互作用。
在低渗透性条件下，流体流动表现出非线性的特点，包括启动压力梯度效应和应力敏感性等。
2. 数学模型建立基于Darcy定律和渗流力学原理，建立特低渗透油藏的非线性渗流数学模型。
模型中需考虑启动压力梯度、毛管力、重力等影响因素，并运用合适的边界条件和初始条件进行求解。
三、数值模拟方法与技术1. 有限元法应用采用有限元法对特低渗透油藏进行网格划分和离散化处理，通过求解偏微分方程来模拟非线性渗流过程。
2. 数值模拟软件开发适用于特低渗透油藏的数值模拟软件，实现模型的自动求解和结果的可视化展示。
软件应具备高精度、高效率和可扩展性等特点。
四、非线性渗流模拟的实践应用1. 油田开发方案设计利用非线性渗流模拟技术，对特低渗透油田的开发方案进行优化设计。
通过模拟不同开发策略下的渗流过程，预测油田的产能和采收率，为油田开发提供科学依据。
2. 生产动态分析对已开发特低渗透油藏的生产动态进行模拟分析，评估生产效果，发现潜在问题，提出优化措施，指导生产实践。
3. 储层评价与改造利用非线性渗流模拟技术对储层进行评价，包括储层物性评价、产能预测等。
同时，通过模拟不同改造措施下的渗流过程，为储层改造提供依据和指导。
五、案例分析以某特低渗透油田为例，运用非线性渗流数值模拟技术进行实际案例分析。
通过建立数学模型、选择合适的数值模拟方法、进行求解和分析等步骤，得出该油田的开发策略和优化措施。
低渗透油藏微乳液驱油数值模拟理论研究_札记
《低渗透油藏微乳液驱油数值模拟理论研究》读书札记目录一、内容综述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (4)二、低渗透油藏基本特征 (6)2.1 基本概念与分类 (7)2.2 物性特征 (8)2.3 储量分布特点 (10)三、微乳液驱油理论基础 (11)3.1 微乳液的基本概念与组成 (12)3.2 微乳液的性质与应用 (13)3.3 微乳液在驱油过程中的作用机理 (15)四、数值模拟理论方法 (16)4.1 数值模拟基本原理 (17)4.2 有限差分法 (19)4.3 有限体积法 (20)4.4 其他数值模拟方法简介 (21)五、低渗透油藏微乳液驱油数值模拟建模 (22)5.1 模型建立的基本步骤 (24)5.2 建模过程中的关键问题处理 (25)5.3 实际应用中的模型优化 (26)六、数值模拟结果分析 (27)6.1 不同微乳液浓度下的驱油效果 (28)6.2 不同渗透率级差下的驱油效果 (29)6.3 温度对驱油效果的影响 (30)6.4 前缘驱动与尾迹效应 (31)七、提高微乳液驱油效果的研究方向 (32)7.1 微乳液配方优化 (33)7.2 驱油工艺参数优化 (35)7.3 多相多组分微乳液的研究 (36)7.4 膜分离技术与微乳液的结合 (37)八、结论与展望 (38)8.1 研究成果总结 (39)8.2 存在的问题与不足 (39)8.3 未来发展方向与展望 (40)一、内容综述本读书札记是关于《低渗透油藏微乳液驱油数值模拟理论研究》的学习记录与理解总结。
该书深入研究低渗透油藏的开采机理及优化措施，特别是在微乳液驱油技术方面进行了系统的探讨和理论分析。
书中涵盖了微乳液驱油技术的理论基础、实践应用、数值模拟方法以及发展趋势等多个方面。
通过学习和研究，我对该领域的理论和技术有了更为清晰和深入的认识。
书中详细介绍了低渗透油藏的特性和面临的挑战，低渗透油藏因其特殊的物理性质，如孔隙度小、渗透率低等，导致其开采难度较大。
特低渗透油藏非线性渗流数值模拟
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摘 要 ：中国 石 油探 明储 量和 未 动用 储 量 中特 低 渗 透 储 量 占很 大 的 比例 ， 切 需 要 对 特 低 渗 透 多 孔 介 质 中 非 线 性 渗 流 规 律 迫 进 行 深 入 研 究 。根 据 特 低 渗 透 油 田储 集 层 岩 心 特征 和流 体 渗 流 特 征 ， 立 了特 低 渗 透 油 藏 流 体 渗 流 的 非 线 性 渗 流 模 型 ， 建 依 此 建 立 了特 低 渗 透 油 藏 非 线 性 渗 流 数 值 模 拟 的 数 学模 型 ， 研 制 了相 应 的 特 低 渗 透 油藏 数值 模 拟 软 件 。利 用 所 研 制 的 并
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文 章 编 号 ：０ ０ ０ ４ （ ０ ０ Ｏ 一 ９ — ５ １ ０ —７ ７ ２ １ ） ｌ０ ４０
特低渗透油藏非线性渗流数值模拟
文章编号:100020747(2010)012094205特低渗透油藏非线性渗流数值模拟杨正明1,于荣泽1,苏致新1,张艳峰2,崔大勇2(1.中国科学院渗流流体力学研究所;2.中国石油吉林油田乾安采油厂地质所)基金项目:国家科技重大专项(2008ZX050002013202);国家自然科学基金(10672187)摘要:中国石油探明储量和未动用储量中特低渗透储量占很大的比例,迫切需要对特低渗透多孔介质中非线性渗流规律进行深入研究。
根据特低渗透油田储集层岩心特征和流体渗流特征,建立了特低渗透油藏流体渗流的非线性渗流模型,依此建立了特低渗透油藏非线性渗流数值模拟的数学模型,并研制了相应的特低渗透油藏数值模拟软件。
利用所研制的特低渗透油藏数值模拟软件,对榆树林特低渗透油田树322区块进行数值模拟计算,研究表明:拟线性渗流只发生在井口附近的局部小区域内,而在地层内部相当大的区域内是非线性渗流,非线性渗流占据了地层渗流的主导地位。
因此,考虑非线性渗流比以往只考虑线性渗流以及考虑拟启动压力梯度的方法更适合特低渗透油田。
图6参10关键词:特低渗透油田;非线性渗流;数值模拟;规律中图分类号:TE311 文献标识码:ANumerical simulation of the nonlinear flowin ultra2low permeability reservoirsYang Zhengming1,Yu Rongze1,Su Zhixin1,Zhang Yanfeng2,Cui Dayong2(1.I nstitute of Porous Flow and Fl ui d Mechanics,Chinese A cadem y of Sciences,L ang f ang065007,China;2.Qian’an Oil Production Plant,Pet roChina J ilin Oil f iel d Com pany,S ongy uan131400,China)Abstract:At present,ultra2low permeability reserves occupy a very large proportion in the proved and undeveloped reserves in China.So,it is necessary to research the law of the nonlinear porous flow in low permeability reservoirs.In this paper, on the basis of characteristics of low permeability formation and seepage flow mechanics in ultra2low permeability reservoirs,a nonlinear flow model which can better describe the characteristics of low permeability reservoirs is established.Based on this mathematical model,a new nonlinear mathematical model of numerical simulation is proposed.And by using the developed numerical simulation software of ultra2low permeability reservoir,the Shu322block in the Yushulin ultra2 low permeability field is studied by means of numerical reservoir simulation.It is showed that pseudo2linear seepage flow only took place in a small range around the wellhead while nonlinear seepage flow dominated in a large scale of the formation.Therefore,taking nonlinear seepage flow into account is more suitable than only considering linear seepage flow and pseudo2startup pressure gradient.K ey w ords:ultra2low permeability reservoir;nonlinear porous flow;numerical simulation;law0引言近10年来,在我国石油探明储量和未动用储量中,特低渗透储量占了很大的比例,投入开发的特低渗透油田也越来越多[1]。
特低渗透油藏非线性渗流数值模拟
第32卷 第2期2011年3月石油学报A CT A PETROLEI SINICAV o l.32M ar.N o.22011基金项目:国家科技重大专项(2008ZX 05013-002)资助。
第一作者及通讯作者:杨仁锋,男,1984年7月生,2010年毕业于中国石油大学(华东),现工作于中海油研究总院,主要从事油气田开发方面的科研工作。
E -mail:yrf 723@文章编号:0253O 2697(2011)02O 0299O 08特低渗透油藏非线性渗流数值模拟杨仁锋1 姜瑞忠2 刘世华3 张晓亮1 刘海成2(11中海油研究总院 北京 100027; 21中国石油大学 山东东营 257061; 31中国石化石油工程技术研究院 北京 100101)摘要:提出了一个非线性渗流新模型,并建立了非线性渗流数学模型,构造了相应的有限差分离散化格式,确定了考虑非线性渗流的井-网格流动方程,编制了三维三相非线性渗流数值模拟软件。
该模型同样具备模拟达西渗流模型和拟启动压力梯度模型的能力,为低渗透油藏数值模拟软件的工程化应用奠定了基础。
利用该数值模拟软件分析了低渗透油藏非线性渗流区域以及非线性渗流对生产规律的影响,认为低渗透油藏流动区域绝大部分处于非线性渗流范围,利用拟启动压力梯度模型及达西模型进行计算均会产生较大误差,同时水相非线性渗流同样不可忽略。
关键词:特低渗透;非线性渗流;启动压力梯度;压敏效应;数值模拟中图分类号:T E 35716 文献标识码:ANu merical simulation of nonlinear seepage in ultra -lowpermeability reservoirsYANG Renfeng 1 JIANG Ruizhong 2 LIU Shihua 3 ZH ANG Xiaoliang 1 LIU H aicheng 2( OOC Res ear ch I nstitute ,Beij ing 100027,China;2.China Univers ity o f Petro leum,D ongy ing 257061,China;3.S inop ec Petr oleum Eng ineer ing Resear ch I nstitute,B eij ing 100101,China)Abstract :It is the key to the incr ease of o il pro ductio n in China to develop low per meabilit y reserv oirs,w hich urg ent ly r equires stud -y ing nonlinea r seepag e laws in detail.T he pr esent paper pr oposed a new seepage model and set up a nonlinea r mathematica l model by co nstr ucting the co rr esponding finite differ ence for mat,der iv ing a w el-l g rid flo w equatio n and producing a numerical simulation soft -w are fo r three -dimensional,three -phase nonlinear seepage.T he D arcy mo del and the sta rt -up pr essure g radient model could also be simulated by this simulatio n soft war e,w hich la id the foundation o f engineer ing a pplicat ion o f the numerical simulat ion so ftwar e to low permeability reservo ir s.T he r esults show ed that the major ity of lo w permeability reserv oir r egions w ere in the r ang e o f nonlinear seepage,ca lculatio ns by using either t he start -up pr essure gr adient model or the Dar cy mo del w ould produce consider able err ors,while the nonlinear seepag e of w ater phase could not be ig no red.Key words :ultra -low per meabilit y;no nlinear seepag e;star t -up pressur e gr adient;pr essure -sensitiv e effect;numerical simulation低渗透油藏的渗流特征与中、高渗透油藏的渗流特征显著不同,有着特有的渗流规律。
《2024年特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》范文
《特低渗透油藏非线性渗流数值模拟研究及应用》篇一摘要：本文针对特低渗透油藏的非线性渗流现象，开展了深入的数值模拟研究。
通过对非线性渗流机理的分析，建立了合适的数学模型，并利用数值方法进行了求解。
同时，将该模型应用于实际油藏开发中，验证了其有效性和实用性。
本文的研究对于特低渗透油藏的开发和高效采收具有重要的理论和实践意义。
一、引言特低渗透油藏作为非常重要的能源资源，因其特殊的物理性质和渗流机制，在开采过程中面临诸多挑战。
为了更好地了解和掌握特低渗透油藏的渗流规律，提高采收率，本文对非线性渗流现象进行了深入研究，并建立了相应的数学模型。
二、非线性渗流机理分析特低渗透油藏的渗流过程具有明显的非线性特征。
这主要是由于油藏内部复杂的物理化学过程以及多孔介质的非均质性所导致的。
非线性渗流主要表现为渗透率随压力的变化而变化，以及渗流速度与压力梯度之间的非线性关系。
这些特征使得传统的线性渗流模型无法准确描述特低渗透油藏的渗流行为。
三、数学模型建立针对特低渗透油藏的非线性渗流特征，本文建立了合适的数学模型。
该模型考虑了多孔介质的非均质性、流体与岩石的相互作用以及非线性流动规律等因素。
通过引入适当的物理参数和边界条件，将复杂的物理过程转化为数学方程进行求解。
四、数值方法求解为了求解建立的数学模型，本文采用了数值方法进行求解。
首先，将油藏空间进行离散化处理，将连续的物理空间划分为若干个离散的网格单元。
然后，利用数值方法对离散化后的方程进行求解，得到各网格单元的压力和饱和度等参数的分布情况。
通过不断迭代和优化，最终得到整个油藏的渗流规律。
五、模型应用及验证为了验证模型的实用性和有效性，本文将该模型应用于实际油藏开发中。
通过与实际生产数据进行对比和分析，发现该模型能够较好地描述特低渗透油藏的非线性渗流行为。
同时，该模型还可以用于预测油藏的产量和采收率等指标，为油藏开发提供重要的决策依据。
此外，该模型还可以用于优化开采方案和参数设置，提高采收率和经济效益。
油井渗流数值模拟技术及其应用研究
油井渗流数值模拟技术及其应用研究随着石油勘探和开采技术的不断发展，油气田开采过程中的渗流数值模拟技术得到了广泛应用。
油井渗流数值模拟技术能够帮助石油企业更好地理解地下油气分布和流动规律，有效地指导油藏管理和生产决策。
本文将重点探讨油井渗流数值模拟技术及其应用研究。
一、油井渗流数值模拟技术的原理油井渗流数值模拟技术是建立在渗流力学基础上的一种数值计算方法，旨在模拟油井内的流体运动过程，并揭示流体在油藏中的分布、流动情况。
其主要原理是基于质量守恒、动量守恒和能量守恒定律的数学模型，通过数值计算方法求解偏微分方程组，得到油井内的流体压力、温度、密度和速度等参数的变化规律，从而对油田开发和管理提供科学依据。
二、油井渗流数值模拟技术的应用油井渗流数值模拟技术应用广泛，其主要应用领域包括以下几个方面：1. 油藏模拟油藏模拟是指建立油气田的地质模型和流体模型，利用数值模拟技术模拟油藏中的动态流体行为及其影响因素，从而帮助石油企业预测油藏的产油量和采收率，并优化开发方案。
油藏模拟既可采用单井模拟，也可采用多井模拟。
2. 岩石物理模拟岩石物理模拟是指建立构成油藏的岩石体系模型，利用数值模拟技术模拟岩石孔隙内的流体运动及其渗透性等物理性质，以及与油藏开采有关的力学性质。
岩石物理模拟是石油企业进行油藏开采前的必要工作，能够帮助企业预测油藏的物理属性及其对开采的影响，从而指导开采方案的制定。
3. 油井操作模拟油井操作模拟是指对油田开采过程中油井的运行状态进行数值模拟，模拟油井的防砂措施、吸入液体、钻头旋转、钻井液循环等工艺过程，为石油企业进行油藏管理和维护提供依据。
4. 水驱模拟水驱模拟是指利用数值模拟技术模拟水驱过程中油井内部水和油的流动规律及其影响因素，以及水驱过程中的注水量和驱油效果等参数的变化规律，从而帮助企业优化水驱开采方案，提高采收率。
三、油井渗流数值模拟技术的优势和存在的问题油井渗流数值模拟技术具有以下几个方面的优势：1. 可以模拟油藏内部的物理过程和行为，提高开采效率。
低渗透油藏非线性渗流机理及数值模拟方法研究讲解
姜瑞忠
中国石油大学（华东）
国际研讨会引言
引言 随着世界石油资源形势的日益严峻，低渗透
油藏开发已成为石油资源产量接替的重要组成部 分。而目前的低渗透油藏开发理论不能有效地指 导实际生产，微观渗流机理以及数值模拟方法的 研究还存在着许多争论及不足之处。
本文以国家重大科技专项之子课题“低渗、 特低渗油气田经济开发关键技术 ”为依托，主 要从非线性渗流机理、非线性渗流描述方法以及 数值模拟方法三个方面进行深入探讨。
中国石油大学（华东）
一、 非线性渗流微观机理探讨
1.3 低渗透油藏渗流规律呈现非线性特征探讨
1.3.1 低渗透多孔介质的渗透率并非常数
由于低渗岩心的孔隙系统基本上是由小孔道 组成的，在油、水流动时，每个孔道都有自己的启 动压力梯度，只有驱动压力梯度大于某孔道的启动 压力梯度时，该孔道中的油、水才开始流动。随着 驱动压力梯度的不断提高，就会有更多的孔道加入 到流动的行列，岩心的渗透性能也随之增强，渗透 率变大。
第一类为一般低渗透油田，油层平均渗透率为(10.1 50) 103 m2 。
平均毛管半径为（1.11—2.47） m 。
第二类为特低渗透油田，油层平均渗透率为 (1.110.0) 103 m2 。
平均毛管半径为（0.37—1.11）m 。
第三类为超低渗透油田，其油层平均渗透率为 (0.11.0) 103 m2。
中国石油大学（华东）
ห้องสมุดไป่ตู้
一、 非线性渗流微观机理探讨
1.2 低渗透油藏启动压力梯度探讨
值得一提的是，对于部分低渗透油藏，因非均质 状况十分严重，渗流孔径跨度较大，这时会出现 实验中也没有观测到启动压力梯度。这是因为虽然 油藏整体评价属于低渗透油藏，但存在着小部分渗 流孔径属于中高渗透油层范畴，一般的实验手段也 没有观测到启动压力梯度。因此实际生产分析时部 分学者没有考虑启动压力梯度也是合理的。但对于 特低渗透油藏忽略启动压力梯度就会产生较大的误 差。
低渗透油藏非达西流动数值模拟
SPE 154890低渗透油藏非达西流动数值模拟Jianchun Xu,SPE, Ruizhong Jiang,SPE, Lisha Xie, Ruiheng Wang, Lijun Shan, 中国石油大学（华东）, Linkai Li,威德福（中国）能源服务有限公司摘要随着全世界油田的进一步开发，越来越多的低渗透油藏投入生产。
然而，流体在低渗透孔隙介质中的流动不再遵循达西流动规律，相代替的是一种低速非达西渗流。
大部分商业数值模拟软件在进行低渗透油藏开发模拟时会带来不准确性。
所以针对非达西流动的数值模拟软件已经开发出来。
在本文中，非达西流动数学公式已经给出。
接着，在实际油田和实验室测试数据的基础上，一个理想化的五点法井网公式被建立出来。
在相同油藏条件下，进行了非达西模拟，达西模拟和拟线性模拟。
最后，得出了达西流动条件下的压力梯度分布，累计产油量和剩余油分布的模拟结果，以及拟线性流动和非达西流动的模拟结果。
调查研究显示了大部分低渗透油藏区块的流动满足非达西软件表明合理的曲线段；与达西流动结果相比较，当考虑非达西流动时，累计产油量减少，拟线性流动时最少，所以达西流动模型夸大了油藏的渗流能力，而拟线性流动模型夸大了油藏的渗流阻力；剩余油饱和度的分析表明，真对非达西流动模型模拟和拟线性流动模型模拟，不同的流动区域存在着包括使得在低渗透油藏流动模型更加复杂的死油区和流动区。
引言许多年内，达西规律已经被认为是一个运用于流体在孔隙介质中流动的基础公式，尤其是在石油工业。
然而经验结果显示，在低渗透油藏的流动已经不再遵循达西规律（Prada and Civan1999; Zeng et al., 2011）。
对于低渗透油藏，流动曲线是一条直线和一条曲线结合出来的。
存在拟启动压力梯度（拟TPG）和最小启动压力梯度（最小TPG）(Zeng et al., 2011)。
图例1用三种流动模型来描述流动特性。
达西流动模型忽略了凹曲线段，渗流曲线只是一条通过原点的直线；拟线性模型同样也一条经过X轴上拟压力梯度点的直线。
低渗透油藏非线性渗流基础理论与数值模拟研究的开题报告
低渗透油藏非线性渗流基础理论与数值模拟研究的开题报告题目：低渗透油藏非线性渗流基础理论与数值模拟研究一、研究背景及意义低渗透油藏具有开发难度大、生产周期长、产量低等特点，因此需要采用有效的技术手段来提高采收率。
渗流是油藏开发过程中的重要问题，而低渗透油藏的渗流特性具有非线性、非稳态等特点，因此需要建立适用于该类油藏的渗流模型。
同时，数值模拟是研究油藏开发的重要方法之一，通过建立数值模型，可以对各种开发方案进行模拟和优化，提高开发效率。
因此，本研究旨在建立适用于低渗透油藏的非线性渗流模型，并通过数值模拟研究不同开发方案的效果，为低渗透油藏的开发提供理论和技术支持。
二、研究内容及方法1. 建立低渗透油藏的非线性渗流模型，考虑非线性渗透系数和非稳态条件对渗流的影响。
2. 通过数值模拟，研究不同开发方案的效果，包括水驱、气驱、CO2驱等不同驱油方式。
3. 采用有限元数值方法对渗流模型进行求解，分析不同参数对渗流的影响。
4. 验证模型的准确性和可靠性。
三、预期成果及意义1. 建立适用于低渗透油藏的非线性渗流模型，分析渗透系数、非稳态等因素对渗流的影响。
2. 通过数值模拟，研究不同开发方案的效果，提供决策支持。
3. 研究结果可为低渗透油藏的开发提供理论和技术支持，有利于提高采收率和经济效益。
四、研究计划1. 前期调研，了解国内外低渗透油藏的开发研究现状，阅读相关文献，明确研究思路和方法。
2. 建立低渗透油藏的非线性渗流模型，考虑非线性渗透系数和非稳态条件对渗流的影响。
3. 实现数值模拟，研究不同开发方案的效果，例如水驱、气驱、CO2驱等。
4. 采用有限元数值方法对渗流模型进行求解，分析不同参数对渗流的影响。
5. 验证模型的准确性和可靠性，与现场数据进行比较和分析。
6. 撰写论文，进行学位论文答辩。
五、参考文献1. 金洪伟,黄振.低渗透油藏渗流模型研究进展[J].石油钻探技术,2012,40(5):1-4.2. 周文杰,王鑫,荣峰,等.低渗透油藏非稳态渗流动力学模型[J].石油学报,2013,34(5):901-908.3. 高奇,王建萍,姜维平,等.低渗透油藏渗流规律数值研究[J].地球科学与环境学报,2013,35(1):34-41.4. 李四化,伍志刚,董文传.低渗透油藏非线性滞后渗流特征与模型数值模拟[J].石油学报,2014,35(2):306-314.5. 赵冬梅,张瑛,田野,等.低渗透油藏渗流模型的建立与数值模拟[J].油气地质与采收率,2015(1):19-22.。
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A辑第19卷第3期 水动力学研究与进展 Ser.A,Vol.19,No.3 2004年5月 J OURNAL OF HY DROD YNAM ICS May,2004文章编号:100024874(2004)0320288206低渗透油藏渗流的差分法数值模拟Ξ郭永存,卢德唐马凌宵(中国科学技术大学力学与机械工程系,合肥230027)摘 要: 针对低渗透问题,给出了无量纲化的渗流控制方程、初始条件以及边界条件,并使用差分方法进行数值模拟。
计算结果使用Gringarten2Bourdet图版进行井底压力分析,给出了一种计算动边界位置的方法,并详细讨论了动边界变化情况。
关 键 词: 低渗透油藏;渗流;差分方法;数值模拟中图分类号: TE348 文献标识码:ANumerical simulation of fluid flow in low permeabilityreservoir using f inite difference methodGUO Y ong2cun, L U De2tang, MA Ling2xiao(Department of Mechanics and Mechanical Engineering,USTC,Hefei230027,China)Abstract: The nondimensional control equations,initial conditions and boundary conditions of fluid flow in porous medium in low permeability reservoir are given,and the finite difference method is employed to simulate the fluid flow.Numerical results are archived by using Gringarten2Bourdet graph to analyze the well2bottom pressure.A method used to compute the positions of moving boundaries are presented and the propagation of moving boundaries are also discussed.K ey w ords: low permeability reservoir;fluid flow in porous medium;finite difference method;numerical simulation1 引言低渗透问题是指孔隙度较低,渗透性较差的渗流问题。
低渗透问题的流动规律不满足经典的达西定律,只有在作用压力梯度大于某一临界值时,流体才会流动。
这个临界值称为启动压力梯度。
早在1951年,前苏联B.A.弗洛林就提出了启动压力梯度的概念[1],但这方面的研究一直没有取得比较大的进展。
近年来随着对低渗透率油田的开发,有启动压力梯度渗流问题逐渐获得广泛的关注。
李提出了描述有启动压力梯度的非达西渗流的试井分析模型[1];牟通过实验分析了低渗透油田启动压力梯度的变化趋势及其对注水开发的影响[2];刘介绍了确Ξ收稿日期: 2004201220基金项目: 国家自然科学基金(10102020)和安徽省教育厅自然科学研究项目(2003kj112)作者简介: 郭永存(1965～),男,安徽舒城人,博士研究生。
定低渗透油藏启动压力梯度的方法[3]。
低渗透问题一个显著的特点就是具有动边界,即压力并不是瞬时传播到无穷远。
在动边界的一边流体流动,另一边流体静止,边界随着时间逐渐向外传播。
在对低渗透问题进行数值模拟时,一般使用有限差分方法或有限元方法。
由于其动边界特性,在计算的每一步都需要重新划分网格,这是非常不方便的。
近几年来快速发展的无网格方法,建立在节点基础之上,不需要进行网格划分,特别适合于动边界、晶体生长以及裂缝扩展等复杂问题。
本文采用差分方法对低渗透问题进行数值分析,计算结果使用Gringarten 2Bourdet 图版进行井底压力曲线特性分析,给出了计算动边界位置的方法,并详细讨论了动边界变化情况。
2 低渗透问题低渗透问题可以用以下运动方程来描述:V =-Kμ p (1-λ| p |),| p |>λ| p |≤λ(1)式中V 是渗流速度,λ是启动压力梯度。
考虑井筒储集系数C D 和井筒表皮因子S 的影响,并引入有效井筒半径r we =r w e -s ,定义如下无量纲量r De =r r we=r r w e S ,R De =Rr we S ,t D =Ktφμcr 2wλD =2πKhr wλQμ,C f D =Qμ2πKh,P De =2πKh (p i -p )Qμ其中r w 为井筒半径,R 为地层半径,λ为启动压力梯度,Q 为流量,p i 为原始地层压力。
根据以上定义的无量纲量,对于平面径向流,低渗透问题的控制方程、边界条件和初始条件可以写为52p De 5r De 2+1r De 5p De 5r De +λD e -Sr De =1C D e 2S5p De 5(t D /C D )(2)内边界条件:d p De d (t D /C D )-5p De 5r De|r De =1=1+λD e -S(3)无限大地层外边界:p De (r De ,t D /C D )|r De →∞=05p De5r De|r De =r cD=λD e-Sp De (r De ,t D /C D )|r De >r eD=0(4)有界封闭外边界:5p De5r De |r De =R De=05p De5r De|r De =r cD=-λD e-Sp De (r De ,t D /C D )|r De >r eD=0(5)有界定压外边界:p De (r De ,t D /C D )|r De =R De=05p De5r De|r De =r eD=-λD e-Sp De (r De ,t D /C D )|r De >r eD=0(6)初始条件:p De (r De ,t D /C D )|t D /C D =0=0(7)3 数学模型的有限差分法求解3.1 差分格式3.1.1 空间和时间离散982郭永存等:低渗透油藏渗流的差分法数值模拟对于空间变量r De,由于在井底附近压力相对半径的变化十分明显,因此采用先密后松的不均匀网格。
令r=r De,网格点取为r i=exp[ln(R D)Ni] i=0,1,2,…,N对于时间变量t D/C D,由于我们需要得到的一个重要结果是井底压力曲线相对于变量t D/C D变化的特性,在双对数坐标下做出Gringarten图版和Gringarten2Bourdet图版,因此令时间变量t= t D/C D,采用不均匀网格,网格点取为:t j=10(j20-3) j=0,1,2,…,N3.1.2差分格式对于控制方程52p De 5r De+1r De5p De5r De+λDe-Sr De= 1C D e2S5p De 5(t D/C D)简写为52p 5r2+1r5p5r+λDe-Sr=1C D e2S5p5t(8)其中p=p De,r=r De,t=(t D/C D)方程(8)在每一点(r i,t j)有隐式的格式为:记p j i=(r i,t j),对每一点的偏导数,有:(5p5r)j i=p j i+1-p j ir i+1-r i=p j i+1-p j iexp[ln(R D)N(i+1)]-exp[ln(R D)Ni](9)为求(52p5r2)j i,由Taylor公式,p j i+1=p j i+(5p5r)j iΔr++12!(52p5r2)j i(Δr+)2+o(Δr+)3(10)p j i-1=p j i-(5pr)j iΔr-+12!(52p5r2)j i(Δr-)2+o(Δr-)3(11)其中Δr+=r i+1-r i,Δr-=r i-r i-1(10)式×α+(11)式×β,要求满足:αΔr+-βΔr-=0α(Δr+)22+β(Δr-)22=1于是有(52p5r2)j i=αp j i+1+βp j i-1-(α+β)p j i(12)其中α=2Δr+Δr-+(Δr-)2・Δr-Δr+,β=2Δr+Δr-+(Δr-)2用相同方法也可以得到更高精度的一阶偏导差分格式(5p5r)i i=p j i+1+(δ2-1)p j i-δ2p j i-1δ(δ+1)Δr-(13)其中δ=Δr+Δr对于时间偏导数采用向后差分,有(5p5t)i i=p j i-p j-1it j-t j-1=p j i-p j-1i10(j20-3)-10(j-120-3)(14)将以上的差分格式代入简化的控制方程(8),得到隐式的差分方程:αp ji+1+βp j i-1-(α+β)p j i+092水 动 力 学 研 究 与 进 展 2004年第3期1 r i p j i+1+(δ2-1)p j i-δ2p j i-1δ(δ+1)Δr-+λDe-Sr i=1C D e2Sp j i-p j-1it j-t j-1(15)或αp ii+1+βp j i-1-(α+β)p j i+1 r i p j i+1+(δ2-1)p j i-δ2p j i-1δ(δ+1)Δr-+λDe-Sr i=1C D e2Sp j i-p j-1it j-t j-1(16)其中α、β、δ如前所述。
对内边界条件进行差分离散,有p j0-p j-1t j-t j-1-p j1-p j0r1-r0=1+λD e-S(17)无限大地层外边界:p0∞=p1∞=p2∞=…p j∞=…=0(18)有界定压外边界:p0N=p1N=p2N=…p j N=…=0(r N=R De)(19)有界封闭外边界:p j N=p j N-1 (r N=R De)(20)初始条件:p00=p01=p02=…p0N=…=0(21)3.2 追赶法及其应用上面给出的控制方程和边界条件的差分格式,涉及到两个时间层四个差分点p j-1i、p j i-1、p j i、p j i+1。
将(15)或(16)经过整理,可以简化为c i p j i-1+a i p j i+b i p j i+1=d i p j-1i+e i(22)给定i,j的值,c i,a i,b i是确定的数,作为差分点压力的系数。
内边界条件(16)也可以整理后简化为a0p j0+b0p j1=d0p j-1+e0(23)于是对于某个j时间层,可以得到方程组a0p j0+b0p j1=d0p j-1+e0c1p j0+a1p j1+b1p j2=d1p j-11+e1c2p j1+a2p j2+b2p j3=d2p j-12+e2… … … …c N-2p j N-3+a N-2p j N-2+b N-2p j N-1=d N-2p j-1N-2+e N-2c N-1p j N-2+a N-1p j N-1=d N-1p j-1N-1+e N-1(24)最后一个方程省略了b N-1p j N项是因为边界上的压力值p j N已由外边界条件给出。