泡沫流体层流射流的数值模拟

泡沫流体是石油工程上广泛应用的一种幂律非牛顿流体，在泡沫流体冲砂解堵、泡沫钻井等作业中都要求解泡沫射流的问题。利用流体力学数值模拟软件FLUENT对泡沫流体轴对称层流淹没射流进行了数值计算，得到了射流区域的速度场和表观黏度场的分布，以及幂律指数和稠度系数对射流的影响。从计算结果可以得出，非牛顿流体层流射流的轴心无量纲速度分布具有相似性，但与牛顿流体的湍流射流轴心无量纲速度分布相比具有较大的差别，射流轴心的速度在射流出口处发生骤降；无量纲轴向距离小于3时，不同的K和n对轴心速度分布影响很小，无量纲轴向距离大干3时，K和n越大，轴心速度衰减越慢。这些结论与前人得出的一致，证明用流体力学数值模拟软件FLUENT对非牛顿流体层流射流进行数值模拟是可行的。建议应加强适用于非牛顿流体湍流模型的研究，实验的方法是研究非牛顿流体湍流射流的最直接方法。     

随机油价下的油田开发规划优化模型

为了科学合理地制定油田开发规划方案，建立了随机油价下的油田开发规划优化模型。首先利用功能模拟原理（微分模拟方法及神经网络方法）建立油田采油厂产量与其对应影响因素的关联关系，然后在随机油价下，根据油田开发的实际情况，在对决策变量、目标函数、约束条件进行分析的基础上，研究每个采油厂或开发单元的具体情况并建立定产量、定成本、效益最好的产能分配优化模型，并采用改进内点法对优化模型进行求解。采用这一优化过程，成功地解决了油田开发规划中随机油价下的油田（采油厂）产量、工作量及成本的最优分配问题。将该模型应用干中国某油田中后期开发阶段产量规划中，产生了巨大的经济效益。表3参12     

基于支持向量机的注聚防窜参数优化方法

针对不同区块或井组的储层特征，优化注聚参数延迟采油井的见聚时间，以达到提高采收率的目的；根据结构风险最小化原则，在“数据有限”的情况下，找到各种主要变量之间的关系，从复杂系统中归纳出一般规律，进而准确得到优化结果。应用该方法可以减少数值模拟计算中繁琐的工作量，操作简单，具有良好的通用性和推广性，能够较好地适合现场应用。     

超声波对胜利浅海原油降粘实验研究

为了经济有效的开采高凝、高粘原油和降低原油管道输送的能耗，对胜利浅海脱水原油进行了不同声强、频率、作用时间的超声波降粘试验和筛选最佳降粘组合参数的正交实验。实验得到了超声波降粘的最佳组合参数，同时认为温度是影响原油粘度最大的因素，温度越高，超声波作用降粘效果越不明显；温度越低，降粘效果越明显。该研究不仅使超声波在原油开采中得到应用，而且利用超声波实现原油常温输送，将大大降低能耗。     

屈服假塑性流体轴向同心环空中速度及温度分布研究

赫谢尔-巴尔克莱(Herschel-Bulkley)流变模式是一个三参数模式，因其精度较高，近几年国内多采用其描述钻井液的流变性。本文将非牛顿流体动量方程、能量方程与H-B流体的本构方程相结合，推导出了流体在轴向同心环空中的速度及温度分布公式。数值研究结果表明，由于H-B屈服应力的作用，轴向同心环空内存在柱塞流动，柱塞的大小与H-B屈服应力孔成正比，与单位管长压力降Δp^*/L成反比。在其它相同条件下，柱塞速度随环空尺寸的增大而增大。随着流变指数L的增大，流核速度变小。柱塞内温度呈对数曲线变化，柱塞外侧温度与内侧温度不相同，从柱塞边界到管壁，温度逐渐减小。越靠近管壁，温度降低幅度越大。     

幂律流体环空流动的速度场与温度场耦合计算

为研究幂律流体环空中流动时速度场与温度场耦合的影响,选取分别含有系数、三个流变参数关系式,采用有限差分法求解了动量方程和能量方程。计算结果表明,通过流体流动时的粘性耗热对流变参数及速度梯度的影响机理,在单变量情况下,随增大,幂律流体的流速和温度增大;随增大,幂律流体的流速和温度减小;随增大,幂律流体流速不变,温度减小。同时在多变量情况下,由于影响机理对各参数的响应程度不同,不同变量组合对速度场和温度场的影响效果也不同。关于此类问题的研究对于完善工业流变学理论具有一定的积极意义。     

弹性微球通过油层孔隙的临界粒径

根据微球在孔隙中的受力情况,建立简化的力学模型,计算出通过孔喉的微球的临界粒径。结果表明,当微球物性参数不变时,微球临界粒径随孔隙孔径线性增大;当孔隙孔径不变,只改变微球物性参数中的弹性模量时,微球临界粒径随微球弹性模量的增大而减小;当孔隙孔径不变,只改变微球物性参数中的极限应力时,微球临界粒径随极限应力的增大而增大。     

泡沫酸酸化技术及其在气井酸化中的应用

在常规酸化过程中，对于多层非均质地层而言，由于渗透率的差异，酸液主要是进入其中的高渗透层，低渗透层或堵塞严重的地层就不能进酸或进酸太少，这影响酸化效果。针对上述问题，对泡沫酸酸化技术进行了研究；通过室内实验筛选出了耐酸耐盐的起泡剂DY-1+SJ-8和稳泡剂KMS-2，并对不同起泡剂浓度下的泡沫酸性能进行了评价，确定了其使用浓度；在此基础上进行了泡沫的岩心分流实验，实验结果表明泡沫流体可以增加低渗透岩心的分流量，减少高渗岩心的分流量，使泡沫流体在不同渗透率岩心内均匀推进，基于此原理，泡沫酸酸化可以增加中低渗透层的酸液注入量，减少高渗层的吸酸量，提高酸化效果。泡沫酸酸化技术在中原油田气井酸化中获得了成功，增产效果显著，目前已被中原油田作为气井酸化的推荐工艺加以推广应用。     

水平井泡沫酸分布模型

泡沫酸对于水平井均匀酸化解堵具有重要作用,成功运用泡沫酸酸化技术的关键是充分了解泡沫酸沿水平井的流动机理。为此,根据水平井变质量流以及泡沫酸在地层中的分流特点,建立了数学模型,并利用数值方法对所建模型进行了求解;同时提出了半径增量比的概念,并据此对分流效果进行了分析。结果表明：泡沫酸渗透半径逐渐增大,跟端的增长幅度高于趾端;水平井井底压力随时间逐渐升高,相同时间内沿水平井筒逐渐降低。影响泡沫酸分流效果的因素有注入速度、井眼半径及渗透率级差。     

N2在原油和地层水中的溶解机理研究

为了判断N2驱气窜特征,开展了N2在油、水相中溶解度和模型研究。考虑高温高矿化度,高钙镁离子的油藏情况,拓展了N2在地层水中溶解度计算模型的应用范围;首次提出了惰性气体在原油中具有间隙溶解和气烃加合溶解2种溶解机理,推导出了惰性气体在原油中的溶解度理论方程。以N2在原油中的溶解实验数据为基础,拟合了模型参数。计算结果表明,模型计算值与实验值具有较好的一致性。