四川合兴场底水气藏排中小学采气数值模拟研究

针对四川合兴场须二底水气藏目前开采中的主要问题，应用双重介质三维二相模型，借助于排水采气的单井处理技术，进行了排水采气的数值模拟研究，根据17个排水方案的模拟计算结果，分析了双重介质底水气藏的水侵规律，推荐了科学合理的排水方案，对气井的复活或延长气井和气藏的开采期，提高采出程度均具有重要的指导意义。     

孔隙裂隙双重介质的三维逾渗数值模拟研究

基于三维孔隙介质的逾渗模型,首次把裂隙这一重要的渗透通道引入到三维逾渗研究中,提出了孔隙裂隙三维逾渗的研究方法,并建立了孔隙裂隙双重介质三维逾渗模型,这一模型的建立使得逾渗理论的研究成果可以被应用到更多的领域中,如煤体、岩体等。基于VC++6.0开发了孔隙裂隙双重介质三维逾渗模拟软件,模拟研究了双重介质的逾渗规律,模拟研究表明：裂隙的存在在很大程度上提高了介质的逾渗概率,使孔隙裂隙双重介质的逾渗规律明显不同于孔隙介质;随孔隙率、裂隙分形维数、裂隙数量分布初值由小到大逐渐增长,必然发生逾渗转变的自然现象。     

底水气藏水侵规律数值模拟研究:以元坝长兴组气藏为例

有水气藏开发过程中,边底水的侵入严重影响气井产能,但是目前对底水气藏水侵规律缺乏深层次认识。为此,基于元坝长兴组气藏2类产水气井生产特征,结合气藏实际地质特征、水体性质及气-水界面关系,分别设计直井和水平井水侵机理数值模拟模型,重点分析采气速度、水体大小、致密层连通性及避水高度等因素对生产及水侵影响规律。研究结果表明：(1)采气速度是影响水侵的主要因素,水体一定,采速越高,水侵越快,气井稳产期越短,水平井在一定程度上能有效抑制水侵;(2)水体大小是影响水侵重要因素,水体倍数越大,水侵越严重,气井稳产期越短;(3)致密性夹层能在一定程度上抑制水侵,渗透性夹层(K_iz=100%K_z)对应的底水锥进速度最快,稳产期最短;(4)随着避水高度的增加,水气比上升变缓,气井见水时间变晚。结论认为：对于底水气藏,保持合理的生产压差或优化配产是控制底水快速锥进的关键;若储层中天然致密层无效,则可通过建立较低垂向连通性的人工隔夹层(致密夹层)抑制底水锥进;同时,钻井设计或后期补射孔时,需兼顾射开程度和避水高度对生产的影响。本文研究成果以期为...     

裂缝介质中不同震源横波分裂现象的数值模拟

采用TTI介质中二维三分量一阶交错网格应力-速度弹性波方程,模拟胀缩源、垂直集中力源、剪切源在垂直裂缝介质中的井间地震波场,分析了不同方位角情况下波场的传播特征,并讨论了横波分裂时的能量分配情况。结果表明：地震波从各向同性介质进入各向异性介质时会观测到快慢横波;在一定方位角的情况下,垂直裂缝介质中会得到快慢横波,这为进一步分析横波分裂特征和地震实际数据提供了依据。     

介质含水率与探地雷达信号关系数值模拟

采用时间域有限差分技术实现了探地雷达三维正演计算,并以此对介质含水率与探地雷达信号关系开展了数值模拟研究.物理模型实验与数值模拟计算结果的对比分析证明了数值模拟的有效性.     

基于等效介质理论的碳酸盐岩储层地震数值模拟

综合考虑碳酸盐岩储层孔隙度、孔隙类型对储层物性参数的影响,对常规的Xu-White模型等效介质理论进行了改进,采用K-T理论增加多种不同类型的孔隙(如粒间孔隙、刚性孔隙、裂隙等),得到了一种新的改进的Xu-White模型等效介质理论,并提出了一套新的适用于碳酸盐岩储层的地震数值模拟方法。该方法首先采用改进的Xu-White模型等效介质理论,来计算碳酸盐岩储层的等效参数,将各向异性的储层转换为均匀介质;然后再采用声学波动方程进行地震数值模拟。模型试验的结果表明,该方法不仅计算效率高,而且可以得到高信噪比的模拟记录,其主要地层的反射波场特征与弹性波方程数值模拟完全一致,是一种简单高效的适用于碳酸盐岩储层的地震数值模拟方法。     

双重介质流线模拟技术在天然裂缝性油藏开发中的应用

为了更好地把握天然裂缝性油藏的开发动态,提升大型复杂油藏模型的运算速度,建立了以流线模拟技术为基础的双重介质模型,对天然裂缝性油藏的井型、注水速率、注水周期等影响采收率的因素进行研究,确定了油藏的最佳井型、最佳注水速率、最佳注水周期等指导油藏开发的关键参数,证实了流线模拟技术可以更直观地显示三维驱替前缘。在流线模拟技术与有限差分方法运算时间的比较中,也证实流线模拟技术具有更快的运算速度。     

三维方位各向异性介质数值模拟及波场分析

采用交错网格技术将速度-应力方程中的速度对时间的导数转化为应力对空间的导数, 将弹性波动方程表示为与二阶双曲方程等价的一阶应力-速度公式, 以实现三维三分量地震波场模拟。对获得的波场快照、VSP记录图像和地面记录图像进行波场分析, 发现在波场图像中存在明显的拟P波、拟快横波和慢横波, 还出现了横波分裂、横波分裂盲区及波面三分叉等地震波在方位各向异性介质传播时产生的特殊现象。研究结果表明, 用交错网格三维模拟方法研究方位各向异性介质对方位各向异性介质中地震波传播反演能起到很强的辅助作用。     

裂隙含流体、气体各向异性介质波场数值模拟

由目前普遍被勘探地震工作者承认的Ｈｕｄｓｏｎ本构方程出发，首先讨论了裂隙含流体、气体各向异性介质一维二、三分量波动方程，然后用有限元方法进行了波场数值模拟。该研究有益于加深对地震波在裂隙含流体、气体各向异性介质中传播规律的认识。     

非均匀介质中交错网格高阶有限差分数值模拟

地震波场的数值模拟一直是地球物理学的一个重要的研究领域,而在数值正演模拟方法的研究中,计算精度和计算效率是评价该方法有效性及优越性的二个关键问题。这里从一阶速度—应力弹性波动方程出发,着重介绍如何构造离散化模型的网格,如何求解空间导数,如何选取边界条件等内容,从而更有效地提高数值计算的精度与计算效率。文中构造了不同类型的介质模型,并在交错网格中,利用高阶有限差分模拟非均匀介质的波场传播。模拟结果表明,该方法实现简单,具有很好地稳定性和较高的精度,能够直观、高效地反映出介质中波场的传播规律。     

松辽盆地徐深气田火山岩气藏相态与渗流机理

通过徐深气田天然气气体状态方程( PVT) 性质、天然气饱和水汽量和地层水PVT性质测试及全直径岩芯分析的气藏启动压力、储层流速敏感性和应力敏感性评价, 探讨了火山岩储层渗流机理。结果表明: 徐深气田火山岩气藏中CO₂含量差别较大(最高达86.88% ) , 天然气分子量与CO₂含量呈正相关; 偏差系数、饱和水汽含量及地层水中天然气含量受地层温度、压力、天然气组成及地层水矿化度等影响; 火山岩气藏启动压力与束缚水饱和度和空气渗透率均呈幂指数关系; 储层呈气水两相流特征, 具有弱速敏性和较强的应力敏感性, 易造成储层渗透率伤害以及孔隙结构改变。     

松南气田火山岩气藏单相渗流机理研究

火山岩气藏具有岩石类型多、岩性复杂、岩性岩相变化快、厚度变化大、非均质性强等特点,该类气藏的渗流机理比较复杂。为了更深入的了解火山岩气藏的渗流特性,以松南气田火山岩气藏岩心为目标,建立储层的物理模型,基于单相渗流理论,采用实验分析的方法,通过单相气体非线性渗流实验,得出了不同渗透率的火山岩气藏在不同孔隙压力下的滑脱效应大小,以此解释火山岩气藏的渗流机理,为火山岩气藏的产能预测、产量递减规律、可采储量的评价、气井合理配产等提供理论依据。     

复杂孔隙几何形态导电理论与火山岩饱和度模型研究

火山岩地层的岩性和孔隙系统复杂多样,使得地层导电机制复杂.文中基于孔隙几何理论,首次将Herrick和Kennedy提出的导电模型在王府地区火山岩进行应用.利用火山岩岩电实验资料,确定了模型中的参数关系,建立一种新的适用于复杂孔隙结构火山岩储层的导电效率模型.应用新模型处理实际井资料,取得了很好的效果.     

基于连续介质模型的滑坡启动机理数值模拟试验

滑坡启动机理研究是滑坡防治的前提条件。应用三维连续介质动态数值模型方法,采用摩擦模型、Voellmy模型2种流变模型,对滑坡启动过程进行分析求解,开展滑坡启动机理数值模拟研究。结果表明,不论是限制坡面(渠道型)还是无限制坡面,在2种流变模型和侵蚀率下,随着坡度逐渐增加,地形所提供给滑坡体的能量进一步增大,物质运动距离进一步增加,其相应的平均速度、最大速度(前端速度)和总动能也会进一步加大,经历了从缓慢蠕变至快速增加的过程。根据不同坡度下滑坡的启动、运动规律、堆积过程及各坡度下动力参数延程变化规律,可以将滑坡的启动坡度设定为25°~30°。该滑坡启动坡度的设定可为地质灾害防治措施和监测预警提供技术参考。     

松南气田火山岩气藏产水特征和控水策略

基于天然气单次闪蒸实验、气藏水化验分析两种方法,区分松辽盆地松南气田气井产水类型;结合气藏精细描述,分析不同气井的产水机理;进一步利用数值模拟,探索火山岩气藏控水策略。松南气田产水可分为凝析水和地层水两种类型,构造高部位火山机构气井产凝析水,构造低部位火山机构气井产地层水。断层引起的底水上窜是造成构造高部位钻井产少量地层水的主要原因。通过数值模拟发现,采气速度越高,边底水锥进越快。松南气田火山岩气藏最优采气速度约在3.6%。根据高部位高配、低部位低配的控水原则,明确了不同类型、不同构造部位火山岩气井合理产量,可有效控制火山岩气井出水,实现气藏稳产。     

火山岩气藏储层岩相特征及其对储层物性的影响——以徐深气田徐东地区白垩系营城组一段火山岩为例

为了有效预测和开发火山岩气藏储层,以徐深气田徐东地区营城组一段为例,对火山岩岩相特征及其对储层物性的影响进行了分析。在火山岩岩石类型划分基础上,结合地质、测井和地震资料综合分析,识别火山岩体。在火山体内通过单井、剖面和平面地震相、火山岩相特征分析,将研究区火山岩相划分为爆发相、溢流相等5种类型和溅落亚相等16种亚相类型。结果表明,火山岩岩性及其组合是划分火山岩岩相的基础,而火山岩相的空间展布又控制着火山岩气藏有利储层的分布。溢流相顶部、上部和下部亚相、爆发相溅落亚相和空落亚相、侵出相中带、外带亚相和火山通道相的火山颈亚相等为优质储集体发育部位。     

金坛盐矿老腔储气库长期稳定性分析数值模拟

盐穴储气库作为油气储气库的主要类型之一,已经在发达国家普遍采用。随着“西气东输”工程的进行以及天然气工业的不断发展,我国将会有更多的盐穴地下储气库建成并投入运行,因此怎样科学合理地分析盐穴储气库的稳定性已显得越来越重要。利用国际上著名的有限差分软件FLAC3D,对金坛盐矿某区老腔1号井、2号井建库完成后的腔体稳定性以及腔体蠕变规律进行了数值模拟,模拟结果表明,储气库在运行期间,流变会引起溶腔体积的减少,溶腔内压对储库的体积减少有直接的作用。并且利用该软件确定了储气库的运行压力在6 MPa～14.5 MPa之间,溶腔的体积缩小率在22 %以内,为储气库的修建及管理提供了指导依据。     

近井储层改造对天然气水合物藏降压开采特性影响的数值模拟研究

本文基于我国第一轮海域天然气水合物试采地质模型,利用Tough+Hydrate对近井储层改造后的水合物藏进行降压开采模拟研究。探究了多孔骨架渗流通道对气/水输送、压降传播、水合物分解等的影响机制,评估了近井储层改造在不同开采层位和整个开采过程中对产能提高的贡献大小。模拟结果表明：多孔骨架渗流通道内气/水流速高,可以起到导流、防砂的作用;近井储层改造可促进压降传播,加快水合物分解,但骨架通道的增产作用随开采时间增加逐渐减弱;近井储层改造在不同开采层位起到的增产效果不同,三相层中的增产效果最明显,但由于模拟改造范围较小、形成的多孔骨架渗流通道渗透性较低,增产效果不明显,多孔骨架渗流通道高度为50 cm时,2年产气量仅提高11.7%。     

不连续面在双重介质热-水-力三维耦合分析中的有限元数值实现

在建立双重介质热-水-力耦合微分控制方程的基础上,提出了裂隙岩体热-水-力耦合的三维力学模型,对不同介质分别建立以节点位移、水压力和温度为求解量的三维有限元格式,开发了双重介质热-水-力耦合分析的的三维有限元计算程序,在有限元数值分析中不连续面应力计算采用等厚度空间8节点节理单元进行离散,而不连续面渗流和热能计算时采用平面4节点等参单元进行离散,这样保证了不同介质之间的水量、热量交换和两类模型接触处节点水头、温度和位移相等。通过高温岩体地热开发算例,揭示了在热-水-力耦合作用下不连续面处于低应力区,其张开度随运行时间的延长呈非线性增加,非稳定渗流阶段不连续面显著地控制着渗流场的整体分布,它的水头远高于拟连续岩体介质的水头,而进入稳定渗流阶段不连续面的控渗作用不明显,由于高温岩体地热开发系统中存在大规模的热量补给,不连续面对岩体温度场分布的影响并不显著。