气藏断层纵向水侵数值模拟研究

断层纵向水侵严重影响气藏地质储量动用甚至报废气井,开展断层水侵研究关系气藏开发成败,现有断层水侵研究主要集中在水侵数学方程建立与求解的理论层面及断层复杂形态描述等方面,商业数值模拟软件也仅能研究断层侧向封堵性质而无法模拟其纵向开启对边底水的沟通作用。本文参考数值模拟中对压裂裂缝的处理理念,首次提出通过加密断层面两侧网格、赋予加密网格活跃属性的方法来实现对断层纵向水侵的数值模拟;实例显示断层面两侧加密网格渗透率越大,水体沿着断层纵向推进速度越快,说明文中模拟断层纵向水侵的方法是有效可行的。针对断层水侵数值模拟依然存在的问题,提出断层独立的网格粗化技术、断层独立的数值模拟技术、多功能集成的属性编辑技术共三条技术发展展望。     

试井解释在火山岩气藏数值模拟中的应用

徐深气田火山岩气藏储层内部存在岩性岩相变化快且非常复杂,裂缝相对发育等地质特征,在进行数值模拟
过程中需要将模型进行网格加密等细化研究。针对数值模拟历史拟合具有多解性,不同的网格加密、属性参数组合有
可能达到相同的拟合效果的问题,开展了在细化模型的同时最大限度减少不确定性的研究,研究中结合徐深气田火山
岩储层储渗结构特征,识别出了3 种类型的试井模型,提出利用试井模型对数值模拟模型进行修正的新方法。该方法
使得数值模拟模型更加精细化,开发指标预测的精度大大提高,对于徐深气田火山岩气藏进一步精细挖潜,单井合理
配产,以及方案优选具有十分重要的意义。     

ZB气田Xu-2气藏水侵方向研究新方法

气井水侵将会造成气井产能大幅下降,影响气藏的开发动态。水侵方向的确定和预测是水侵气藏动态分析和预测的一项重要内容。以往学者是主要结合气藏数值模拟和示踪剂监测,了解整体的侵入趋势,该方法只能对整个气藏水侵分析出主体方向。针对水侵气藏开发中后期水侵方向不确定的问题,对ZB气田Xu-2气藏的水侵方向通过势的叠加原理,引入水侵势函数用以描述气井水侵,计算出每口井的水侵方向。结果表明,水侵方向与前面两个研究的结果一致;且该方法可以一定地预测出小部分水体的入侵方向,并可以运用在其他类似气藏。     

ZB气田Xu-2藏水侵方向研究新方法

气井水侵将会造成气井产能大幅下降,影响气藏的开发动态。水侵方向的确定和预测是水侵气藏动态分析和预测的一项重要内容。以往学者是主要结合气藏数值模拟和示踪剂监测,了解整体的侵入趋势,该方法只能对整个气藏水侵分析出主体方向。针对水侵气藏开发中后期水侵方向不确定的问题,本文对须二气藏的水侵方向通过势的叠加原理,引入水侵势函数用以描述气井水侵,计算出每口井的水侵方向。结果表明,水侵方向与前面两个研究的结果一致;且该方法可以一定地预测出小部分水体地入侵方向,并可以运用在其它类似气藏。     

羊塔1气藏生产动态资料判断水侵模式方法

气井出水严重影响气井正常生产,分析气井产水来源和水侵模式是开发后期调整开发方案的基础和依据.以羊塔1气藏为例,提出判断气藏水侵模式的方法.首先用产出水矿化度判断产出水来源,再利用含气饱和度、产液剖面、试井结果等生产动态资料分析气藏水侵模式,判断出羊塔1气藏水侵模式为边水推进、底水绕进的复合模式.运用数值模拟对比验证,得到的判断结果与其保持一致.该方法分析过程简单,结果准确,为以后分析复杂气藏产水模式提供了依据.     

底水气藏水侵物理模拟实验与数学模型

应用实验与数值模拟相结合的方法对底水气藏衰竭开采过程中的水侵规律进行了研究。首先通过底水气藏衰竭开采的物理模拟实验,得出水侵规律及各参数随时间的变化数据,然后建立岩心尺度的水侵数学模型,该数学模型在实验条件下计算出的压力数据与实验结果具有很好的一致性,进一步通过数学模型计算,分析得到影响水侵规律的敏感因素。渗透率和产气速度,决定了稳产期采收率。水体可以为气藏提供一定的能量,水体大小对采出程度的影响很小。     

濮城油田西区沙二上1气顶油藏剩余油研究及方案调整

气顶油藏是油气藏中的一种特殊类型油藏,其基本特征是一个油层内同时存在两个没有隔离的油藏和气藏,气藏在上、油藏在下.针对濮城油田西区沙二上1含气顶、低产出、高含水的特点,借助油藏数值模拟技术,建立了精确的油藏地质模型;结合生产动态检测资料综合分析,应用粗网格大规模油藏精细数值模拟技术,确定了研究区纵向上和平面上剩余油分布特征与规律,编制了3种调整方案.这些方案对同类油藏开发调整具有一定的指导意义.     

基于数值模拟的生物礁气藏地层水分布研究

对气水分布的正确认识是气井产水预测、气藏开发调整的关键，非均质性强的生物礁有水气藏气水分布通常很复杂，现有测井解释、地震解释等方法在对地层水分布的刻画方面均存在一定的局限性，数值模拟作为一种能充分结合地质静态认识及生产动态资料的技术，为研究地层水分布提供了一个重要手段。首先，对水侵活跃性参数进行分析、量化，并基于考虑储层非均质性的气藏三维模型进行水侵机理研究，分析气井生产指标对各参数的敏感程度；然后，结合地质认识及生产动态资料辨识出地层水赋存状态的最大可能情况，同时采用J函数精细描述地层水分布；最后，获得与实际气藏更相符的精细数值模拟模型。研究加深了对元坝长兴组复杂生物礁气藏地层水分布的认识，研究思路也适用于其他各种类型的、非均质程度不同的有水气藏。     

边水凝析气藏型储气库多周期注采水侵量计算模型

针对边水凝析气藏型储气库相态变化复杂而导致水侵量计算较为困难的问题,基于物质守恒原理,鉴于储气库注采气体差异,考虑注入烃类气体与凝析气混合、凝析气反凝析、边水侵入和岩石束缚水压缩性等因素,推导边水凝析气藏型储气库物质平衡通式,建立水侵量和相关参数计算方法,结合中国某边水凝析气藏改建的储气库运行动态数据,计算和评价储气库多周期注采水侵量变化。结果表明:水侵量的计算结果符合储气库注采地层压力的升降特征;随着储气库多周期扩容和库存量增加,总体水侵量逐渐减小;与考虑反凝析因素相比,不考虑反凝析因素计算的水侵量值偏大;由于注入的烃类气体对凝析气的抽提作用,反凝析对水侵量的影响程度逐渐减弱;新模型计算的水侵量与数值模拟方法结果吻合较好。     

预测裂缝型有水气藏早期水侵动态的新方法

四川盆地气藏地质情况复杂,储集层具有明显的低孔低渗特征,非均质性强,裂缝发育程度差异较大,气井产量大幅降低并出现水淹现象。利用气藏开发早期的试采数据来研究水体的性质及早期水侵动态,基于物质平衡原理建立了水侵动态预测模型,通过计算水侵强度系数得出气藏的水侵动态指标,避免了直接计算水侵量,运用非线性最优化方法进行求解并给出了相应的解法。针对实际气藏,利用该模型计算了反映水侵动态的各项指标。研究表明,该方法可以准确获得非均质气藏水体性质和水侵动态,其结果对提出早期控水措施很有帮助。对有水气藏的开发中实施早期控水措施具有重要的实际意义。     

水驱气藏生产数据分析方法研究及应用

水驱气藏动态储量核算和水体大小的研究一直是此类气藏动态分析的重要内容。常规生产数据分析技术主要针对定容封闭气藏,而对于水驱气藏适应性差。为此,以气藏不稳定渗流理论为基础,考虑气藏水侵特征建立了水驱气藏渗流模型,利用Laplace变换法推导获得了水驱气藏不稳定产量响应解,计算并绘制了现代产量递减典型曲线。根据曲线特征将产量递减过程划分成4个典型流动阶段,讨论了无因次水侵量和无因次水侵时间对产量递减典型曲线的影响。结合现代生产数据分析技术,利用气井产量与压力的相互关系,提出了定量评价水侵强度和水侵开始时间,求取动储量、渗透率等气藏参数的方法。现场实际生产数据分析结果表明,该方法满足水驱气藏动态分析的工程实际要求,对于指导此类气藏的开发具有重要意义。     

四川合兴场底水气藏排水采气数值模拟研究

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     

水力压裂裂缝模拟研究

针对低渗油气藏水力压裂裂缝通常采用直角网格加密模拟准确性不高的问题,采用了油藏数值模拟中的新型网格结构——PEBI网格来模拟水力裂缝.在充分认识水力裂缝渗流机理的基础上,深入分析了数值模拟中处理水力裂缝的常规直角网格加密方法和PEBI网格方法的原理;并以某火山岩油藏为例运用两种方法对裂缝方位、导流能力和裂缝穿透比进行优化研究.研究结果表明,PEBI网格模拟水力裂缝的方法相对于常规直角网格加密方法具有较高的准确性和优越性.运用该方法可以为现场压裂施工设计和效果评价提供一种有效的研究手段,对于提高低渗油气藏压裂效果具有实际意义.     

基于网格的地质断层可视化三维建模方法

文章提出了一种基于三维网格的含断层的地质体建模方法。该方法根据钻孔数据建立三维网格来模拟地层面,依据断层数据来计算断层面方程和断层的断距,最后,结合所得的三维网格数据、断层面方程和断距,通过OpenGL生成模型。该方法能有效降低含断层地质体建模的复杂程度,有较强的适应性,所给实例展示了该方法的实际建模效果。     

柴达木盆地东坪气田基岩储层裂缝建模方法研究

东坪气田基岩气藏是罕见的非常规裂缝性气藏，有效模拟天然裂缝的发育状况及展布特征十分困难。针对这一问题，在分析东坪气田基岩气藏储集空间特征的基础上，确立了基岩储层DFN离散裂缝模型的建立思路。先基于成像测井解释的裂缝倾角、裂缝方位角等裂缝特性参数，将东坪基岩储层裂缝分为两组走向近似垂直的天然裂缝，分别模拟了两组天然裂缝的密度分布。再以裂缝密度曲线作为目标曲线、地震综合属性体作为趋势约束体，建立了DFN离散裂缝分布模型。通过提取裂缝密度、孔隙度及渗透率等属性参数，研究了东坪基岩储层裂缝的分布特征，发现裂缝主要受断层控制，平面上和纵向上均存在强的非均匀发育特性。最后，运用东坪基岩储层生产动态特征和气藏数值模拟的产量历史拟合效果检验了DFN离散裂缝模型对基岩储层的适用性。研究成果可为非常规基岩储层的裂缝模拟提供强有力的技术手段。     

数值流形法局部网格加密算法

数值流形方法中网格加密是提高精度的方法之一,全局加密会严重导致计算效率低下,因此需要研究在数值流形法中覆盖系统网格局部加密.提出了数值流形法一到四级局部网格加密,可以根据实际情况需求自主选择网格加密等级进行计算分析.在数值流形法覆盖系统生成的算法基础上,采用C++面向对象编程技术开发程序.最后绘制裂纹分析数值算例计算后的位移图.结果表明:按照一到四级加密顺序对需加密区进行网格加密后,应力强度因子(stress intensity factor,SIF)与解析解误差均在5％以内,且符合加密越精细、计算结果精度越高的规律.可见此局部加密算法有效.     

局部网格粗化与加密技术在大底水油藏数值模拟中的应用

大型底水油藏数值模拟模型的网格数量庞大,其中底水区域的网格数目占绝大部分,占用很大数值计算量。同时,对于储层较厚的底水油藏,常规的网格系统通常无法准确描述油水分布及开发动态。针对大型底水油藏数值模拟中存在的问题,提出了底水区域实施适当网格粗化,生产井附近区域适当加密的处理方法。采用此方法既能保证计算精度,同时减少了模型网格数,大幅提高模拟计算效率,同时为该类油藏生产井的射孔位置、厚度等指标的设计优化提供了技术保障。     

基于非结构化网格的三维大地电磁自适应矢量有限元模拟

基于能够模拟复杂模型的非结构化网格,提出基于矢量单元的三维自适应有限元大地电磁模拟算法。其过程是:利用残差型的后验误差算子初步估算粗网格上的单元误差,通过加密误差超过限定的单元,生成新的网格;对新的网格重复上一步过程,从而得到更加精确的数值结果;重复迭代过程直到计算结果的精度达到预定要求为止,从而生成最优化的有限元网格;基于COMMEMI 3D-1 MT模型的数值模拟,验证本文算法的正确性。研究结果表明:通过自适应的网格加密和迭代求解过程,本文算法可以产生迭代收敛的数值结果,计算结果具有较高的精度。     

基于螺旋加密网格的螺旋桨梢涡空化数值模拟

基于计算流体力学(CFD)Star-CCM+软件,以船用E779A螺旋桨为研究对象,采用大涡模拟方法和Schnerr-Sauer空化模型模拟螺旋桨尖端梢涡空化.在螺旋桨可能发生尖端梢涡空化的位置上使用螺旋管为体积控制,形成螺旋加密网格,对E779A螺旋桨的梢涡空化进行更为精细的数值模拟.实验和数值模拟的水动力结果表明:本文方法具有良好的数值预报精度,推力、扭矩系数和敞水效率较为相符.在此基础上进行基于螺旋加密网格的梢涡空化数值模拟,通过模拟结果可以看出:螺旋加密区的流动得到了更为精细的模拟,并清晰展示了加密梢涡的速度和压力分布.数值和实验的空化结果比较表明:本文方法能够较好地预测螺旋桨的空化,尤其是梢涡空化的形态和规律.     

含裂纹复合材料的Cell-based光滑扩展有限元法

为克服有限元法(FEM)某些固有的缺陷,提高计算精度,将Cell-Based光滑有限元法(CSFEM)与扩展有限元法(XFEM)相结合,提出光滑扩展有限元法(CS-XFEM).用该方法对含中心裂纹和斜裂纹的正交各向材料板进行模拟,并与FEM,XFEM和BXFEM(bimaterial extended finite element method)计算结果进行对比.数值算例结果表明,CS-XFEM兼具CSFEM和XFEM两者优点:单元网格与裂纹面相互独立,裂尖不必是单元节点,裂尖处网格也不需要加密,域内积分可转化为边界积分,形函数不需求导,对网格质量要求低;因此是分析断裂问题的简洁高效的数值计算方法.