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非饱和带水气二相渗流动力学模型 总被引：3，自引：0，他引：3
非饱和带地下水运动实质上是一个水气二相渗流过程。本文以多相渗流理论为基础,从水气二相渗流的连续性方程和达西定律出发,推导了非饱和带水气二相渗流的耦合动力学模型,讨论了模型的IMPES和全隐式联立求解方法的原理和步骤,认为IMPES求解方法由于达西系数项的处理,饱和度的计算均采用显式,因此该解法具有稳定性差、精度低且要求计算时间步长小的局限性;而全隐式联立求解方法是联立求解气相、水相方程,同时求出压力和饱和度值,因此压力和饱和度值都是隐式求出,具有较高精度,且无条件稳定,应是今后模型求解的重点研究内容 相似文献
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基于朗格缪尔模型、菲克第二扩散定律和达西定律,综合考虑重力和气体压缩效应的影响,推导出描述煤层气和水渗流规律的基本偏微分方程组(并给出定解条件),且利用有限差分法对该数学模型进行了数值求解。计算结果表明,该模型能够有效模拟煤层气水平井的生产动态。通过对比是否考虑非稳态扩散和气体压缩效应时不同裂隙渗透率下的产气动态可知,忽略非稳态扩散和压缩效应,将人为缩短达到气体峰值产量的时间,增大产气峰值;将降低气体膨胀能,低估气井后期产能。煤岩裂隙渗透率越高,气井产能受渗透率回归效应影响越大,峰值产量的持续时间越短且产量下降速度快。因此在煤层气藏开采过程中,应根据气井的产气动态调整井底流压,建立合理的储层压力系统,以降低渗透率回归效应带来的不利影响。 相似文献
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在含有底水的气藏开发过程中,随着气体的采出,气井井底压力逐渐降低,底水会发生向上锥进的现象,严重影响产气。因此若能预先求得气井水侵动态,这对于开发底水气藏具有重要的意义。同时,与常规底水气藏不同,缝洞型底水气藏呈现出三重介质的特性,溶洞和天然裂缝较发育,其非均质性较强,气体渗流的过程更为复杂。通过采用渗透率变异处理储层中裂缝、溶洞的发育,考虑到裂缝和溶洞的存在仅改变了储集层的渗透率,同时在均质底水气藏水平井水锥动态计算方法的基础上,利用渗透率变异理论建立了缝洞型底水气藏临界产量和水锥突破时间公式,并对其影响因素进行了分析。根据所得公式可以近似求解缝洞型底水气藏中水平井的临界产量、见水时间以及见水位置,可用来指导实际缝洞型储层水平井的合理开发,延缓开发过程中底水锥进,延长见水时间,同时还可以确定见水位置为后续压锥及堵水调剖的实施提供依据。通过建立的数值模拟模型以及实际生产数据,验证了本方法研究的可靠性,数值模拟结果从直观上展示了缝洞型底水气藏水平井水锥研究的正确性。 相似文献
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油藏精细地质模型网格粗化算法及其效果 总被引：1，自引：0，他引：1
在前人研究基础上, 根据DP(Dykstra-Parsons)系数能定量评价储层非均质性, 微网格块的渗透率值粗化后, 其等效渗透率的上、下限(Cmin、Cmax)能反映渗透率的各向异性的特点, 提出了一种运算速度快和相对有效的网格粗化算法。该算法能考虑到储层非均质性对不同方向渗透率值的影响, 且求解过程相对简单。应用该方法对鄂尔多斯盆地中部某油藏的陆相储层的精细地质模型进行了网格粗化计算, 然后在粗化后的模型上进行油藏数值模拟研究, 同时针对研究区地质背景和产出流体微可压缩的物性特征, 首次利用流线模拟器对精细地质模型进行了油藏数值模拟研究, 并以此结果为标准, 对该网格粗化算法时效性进行了系统评价。分析表明, 该算法具有较快的计算速度和较高的可靠性, 是解决储层非均质强、物性差的陆相成因油藏精细油藏数值模拟的一种行之有效的手段。 相似文献
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煤储层裂隙是煤层气渗流的主要通道,决定了煤储层的渗透性及煤层气产能,研究裂隙结构特征与煤储层渗透性的关系对准确预测煤层气产能具有重要理论及实践意义。基于经典立方定律渗透率模型,同时考虑分形理论、裂隙网络结构特征及有效应力,构建包含复杂弯曲裂隙特征的分形渗透率模型,将分形渗透率模型与S&D(Shi-Durucan)模型相结合,建立真三轴应力作用下的裂隙煤渗透率模型。开展真三轴应力条件下的气体渗流实验,将构建的渗透率模型与试验结果及S&D模型拟合数据对比,该渗透率模型与实验结果具有良好的一致性,能够体现出三向应力加载条件下应力对渗透率变化的影响趋势,与S&D模型相比更能反映煤岩渗透率的各向异性特征。基于该渗透率模型,定量分析了煤岩裂隙结构参数对其渗透率的影响。结果表明,煤岩渗透率与孔隙率φ(0.05～0.41)、分形维数Df(2.37～2.81)、最大裂隙长度l(max3.5～8.0 cm、比例系数β(0.010～0.065)呈正幂律关系;与迂曲度分形维数DTf(2.005～2.... 相似文献
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在分析砂沟滴灌土壤入渗规律的基础上,根据水量平衡原理建立了求解砂沟滴灌技术参数(沟宽、沟高、透水边壁高度、滴头流量)的模型,并将恒定水头积水入渗试验和Philip模型用于求解模型中的土壤入渗性能。以该模型计算的技术参数为基础,通过砂沟滴灌试验验证了模型的可行性,并对影响模型精度的因素做出了分析。试验结果表明,该模型能够较精确地设计砂沟滴灌技术参数。二维恒定水头积水入渗试验中,土壤吸渗率和渗透率是灌水时间的函数,砂沟滴灌中变化的积水深度和湿周是影响模型精度的另一个因素。 相似文献
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包气带水分入渗过程受多种因素的影响。定量研究层状非均质岩性结构和入渗速率对其影响,有助于解决根据不同条件选择单相流模型或水气二相流模型模拟包气带水分入渗过程的问题。结合填埋场等场地地层条件及污废水入渗特征,分别建立了“上细下粗”和“上粗下细”包气带层状非均质岩性结构水分入渗单相流和水气二相流模型,探讨不同层状非均质岩性结构条件下模型的适用性。在“上粗下细”岩性结构模型基础上,进一步探究入渗速率对水气两相运移结果的影响。基于论文模型研究表明:（1）在包气带岩性结构为“上细下粗”的条件下,气相的影响基本可以忽略,可直接采用单相流模型对包气带水分运移进行模拟;在“上粗下细”岩性结构和本次模型设定的底部压力保持不变及污废水泄漏前场地未接受降水入渗补给等条件下,当包气带上下层介质渗透率比值大于16倍时,气相会对水相运移产生明显影响,且下层介质渗透率越小、上下层介质渗透率比值越大,单相流与两相流的运移结果差别越大,需要采用水气二相流模型模拟包气带水分运移。（2）在包气带“上粗下细”岩性结构条件下,入渗速率越大,气相对水流入渗的阻滞作用越明显,此时包气带水分运移模拟应采用水气二相流模型。 相似文献
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推导了声波方程空间二阶导数的隐式求解公式及差分系数的求解方法,讨论了该方法的数值频散特征。利用该方法分别对均匀介质及Marmousi模型进行了数值模拟,将其结果与传统的显式差分格式的模拟结果进行了对比分析。结果表明:该方法较传统的显式求解方法具有更低的数值频散、更高的计算精度。 相似文献
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页岩储层裂隙渗透率模型和试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
页岩储层的裂隙渗透率是评价页岩气开采的重要参数,基于裂隙法向刚度的概念,考虑页岩储层变形过程中裂隙系统和基质系统之间的相互作用以及页岩气解吸引起的体应变,提出了与有效应力相关的页岩储层的渗透率模型。然后分别分析了页岩气藏在单轴应变和常体积条件下的渗透率模型,分析表明,单轴应变和常体积条件下（3个方向的总应变都为0）的裂隙渗透率模型完全一致。采用脉冲衰减渗透率仪测试了煤系页岩的裂隙渗透率,当有效应力从0.7 MPa增加到14.5 MPa时,渗透率从41.81×10-17 m2降到5.43×10-17 m2。为了阐述渗透率模型的有效性,利用煤系页岩的渗透率数据对有效应力-渗透率模型进行拟合。结果表明,当裂隙的法向刚度、张开度和煤系页岩的初始渗透率分别为57 922.5 MPa/m、0.000 17 m和50.15×10-17 m2时,有效应力-渗透率模型和煤系页岩的渗透率拟合程度较好。然后利用现场渗透率数据对该模型进行拟合,结果表明,当裂隙的法向刚度和张开度的关系符合反比例函数时,拟合程度非常好。该渗透率模型适合于单轴应变、常体积和常围压条件,可用于描述页岩气开采过程中页岩储层裂隙渗透率随孔隙压力的变化规律。同时,该渗透率模型和P&M模型以及S&D模型进行了比较,结果表明,该渗透率模型的拟合结果与S&D模型基本一致,但与P&M模型存在一定的差别。 相似文献
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国内大部分高含水油田,注入水窜流现象较为严重,已成为影响油田高效开发的主要矛盾,对窜流通道形成后渗透率场的计算与描述显得尤为迫切和重要。目前窜流通道参数计算方法,只能计算得到注采井点的渗透率数值,不能计算得到注采井间的渗透率分布状况,并且目前窜流通道渗透率计算方法没有将室内实验结果、数值模拟结果和油藏工程方法结果有效结合起来。以国内某高含水油田为例,通过长期注水冲刷实验,模拟了窜流通道的动态形成过程,归纳出了储层岩石注水冲刷倍数与渗透率之间的关系式。在常规数值模拟计算方法的基础上,将渗透率变化规律模型引入到数值模拟计算中,建立了计算窜流通道平面分布的新方法。以海上某油田的地质模型为基础,计算得到了该油田目前状态的窜流通道渗透率平面二维分布规律。综合对比动态数据法、概率密度模型法、经验公式法和示踪剂测试结果,证明本方法得到的结果真实可靠。 相似文献
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天然气水合物是未来极具潜力的新型高效清洁替代能源。在分析水合物开采面临的瓶颈问题的基础上,提出了一种全新的天然气水合物开采方法——原位补热降压充填开采法。该方法将氧化钙(CaO)粉末注入天然水合物储层,降压开采天然气,天然气水合物分解产生的水和氧化钙粉末迅速反应,产生的大量热量补充天然气水合物的分解热。本文利用基于有限体积法的新型天然气水合物模拟器,构建三维地质模型对该方法进行产能数值模拟评价。模拟结果表明相较于常规水平井方法以及水平井结合压裂开采方案,该方法对生产的促进效应明显,尤其是与水平井结合压裂开采方案相比该方法的累积产气量明显提高,但累积产水量没有显著变化,开采效率显著提升。施工工艺中裂缝等效渗透率和氧化钙注入量两个关键参数的敏感性分析结果表明在压裂过程中,压裂技术的增产效果会随着等效渗透率的提高而逐渐减弱。除此之外,氧化钙注入量越大,增产效应越明显,并且提高氧化钙注入量只会提高产气量,不会显著提高产水量,所以理论上注入量越大,产气效率越高。与此同时,该方法在不同渗透性能的天然气水合物储层中均有一定的适用性,其中针对低渗储层的促进效应更为显著。综合上述结论,本文从三维模型理论计算的角度定量化验证了原位补热降压充填开采方法的潜在价值,期待为将来的水合物试采工作提供一定参考。 相似文献
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Z. Yarmohammadtooski A. Salmachi A. White M. Rajabi 《Australian Journal of Earth Sciences》2017,64(3):319-333
Fluid flow characteristics of cleat systems in coalbed methane reservoirs are crucial in reservoir management and field development plans. This paper aims to evaluate the cleat system properties including cleat porosity, permeability, and aperture as well as the impact of permeability growth on production performance in the Bandanna Coal Formation of the Fairview Field, eastern Queensland. Owing to the presence of bad hole conditions and poor core recovery of the coal intervals, the petrophysical well logs and laboratory measurements cannot be used as a source of information for this purpose. Hence, a new approach is employed that utilises early water production data to measure water in place and absolute permeability of the coal. In addition, micro-computed tomography (CT) scan method is used to investigate the cleat system that is preserved in a core sample and results are compared with the ones obtained by analysis of production data. Cleat system evaluation by analysis of production data and micro-CT scan technique provides a comprehensive approach that brings confidence in measurements and helps to obtain cleat properties at the sufficient scale for reservoir engineering purposes. The necessary information including production data and core samples are collected from a dewatering well and the nearby observation well in the study area. Analysis of early water production data (single-phase flow) indicates that coal permeability is 189 mD and the average cleat porosity is approximately 5%. High cleat porosity describes the large volume of water produced over the life of the study well. The 3D model of the fossilised cleat system constructed by the micro-CT scan method reveals that coal is well-cleated and cleat spacing and mean cleat aperture are 4 and 0.136 mm, respectively. The average cleat porosity that is measured by the micro-CT scan method is 5.7%, which is fairly close to the cleat porosity measured by analysis of production data. Production data analysis indicates that effective permeability to gas starts to grow at the midlife of the well and it strongly controls the shape of the production profile. The results of this study help in future field development and infill drilling programs in the Fairview Field and provide important insights into cleat system of Bandanna Coal Formation. 相似文献
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碳酸盐岩储层渗透率预测 总被引：1，自引：0，他引：1
碳酸盐岩渗透率受岩石结构控制,而岩石结构是沉积和成岩共同作用的结果,碳酸盐岩储层渗透率的定量计算和预测是高效开发碳酸盐岩气田的重要依据.同传统指数模型、Winland-Pittman模型、Garman-Kozeny模型、Bryant-Finney模型相比,一般渗透率计算模型更能将岩石渗透率和地质参数有机地联系起来.采用一般渗透率模型,根据岩石原始水饱和度测定数据和薄片孔隙度,再结合钻井岩芯、岩屑和常规测井(自然伽马和深侧向电阻率)等资料,将岩石结构数与岩石物性及沉积旋回联系起来,对四川盆地某探井鲕滩气层的渗透率进行了定量计算,进而分析储层段渗透率垂向变化和沉积旋回间的关系,为在高频层序旋回内精确选定开发层段提供了可靠依据. 相似文献
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一种基于Kozeny-Carmen方程改进的渗透率预测新方法 总被引：1，自引：0，他引：1
在计算复杂孔隙结构储层渗透率时,常规采用的孔渗指数方法或流动单元分类方法几乎很难准确评价渗透率。针对这一问题,本文提出一种引入修正迂曲度因子的改进的Kozeny-Carmen方程渗透率计算新方法。首先引入迂曲度因子修正Kozeny-Carmen方程,迂曲度因子可以表达为孔隙度与岩电参数的函数;然后对改进的Kozeny-Carmen方程进行推演变换,得到新的流动单元指数,能够更好地将储层进行分类;最后利用自适应神经模糊推理系统建立取心段岩心渗透率与测井曲线的模型,并将此模型应用到非取心段的渗透率评价中。岩心渗透率与预测渗透率的对比验证了该方法的正确性与有效性,且渗透率计算精度较常规孔渗指数方法和流动单元分类方法有较大提高。该方法在南海西部海域莺歌海盆地东方气田储层评价中应用效果良好。 相似文献
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TANG Ligen ZHU Weiyao ZHU Huayin SUN Chunhui YANG Fenglai WANG Yan Li Xiaorui Li Haiming CHU Guangzhen WANG Jieming KONG Debin YUE Ming LIU Yuwei HUANG Kun 《《地质学报》英文版》2021,95(2):630-637
To tackle the problem that wells that are deployed in a specific pattern based on the requirements of gas reservoir development are not suitable for gas storage,we have conducted concentrically circular injection and production simulation experiments for gas storage,discovered the existence of a threshold radius,denoted by Rt, and derived the expression for Rt.Based on the analysis and discussion results,we propose a strategy for deploying gas storage wells in specific patterns.The expression for Rt shows that it is affected by factors such as the gas storage gas production/injection time,the upper pressure limit,the lower pressure limit,the bottomhole flow pressure at the ends of injection and production,the and permeability. The analysis and discussion results show that the Rt of a gas storage facility is much smaller than the Rt for gas reservoir development.In the gas storage facilities in China,the Rt for gas production is less than the Rt for the gas injection, and Rt increases with the difference in the operating pressure and with permeability K.Based on the characteristics of Rt,we propose three suggestions for gas storage well pattern deployment:(1)calculate Rt according to the designed functions of the gas storage facility and deploy the well pattern according to Rt;(2) deploy sparser,large-wellbore patterns in high-permeability areas and denser,small-wellbore patterns in high-permeability areas;and (3)achieve the gas injection well pattern by new drilling,and the gas production well pattern through a combination of the gas injection well pattern and old wells.By assessing a gas storage facility with a perfect well pattern after a number of adjustments,we found that the Rt of the 12 wells calculated in this paper is basically close to the corresponding actual radius,which validates our method.The results of this study provide a methodological basis for well pattern deployment in new gas storage construction. 相似文献
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针对低孔、低渗的致密砂岩气藏高效持续开发急需解决的气水分布及产水控制因素问题，通过苏里格气田东二区气藏地质和生产动态资料的综合分析，得出以下主要认识：地质构造和生烃强度控制本区气水分布的宏观格局，高产气井绝大多数发育在近烃源岩的低洼部位或微幅构造上；储层物性参数对气水分布起着关键的控制作用，物性好的砂体毛细管阻力小，天然气更易于驱替储集条件好的砂岩储层中的地层水形成气层，研究区气层孔隙度介于7%~14%之间，渗透率为（0.50~2.00）×10-3 μm2；泥岩隔层等因素造成气水分布的复杂化，随着下伏山1段泥岩隔层厚度的增大，对应区域盒8段日产气量减小，日产水量增加；致密砂岩气藏产能受开发方式的影响很大，在气藏合理配产过程中，需要考虑压敏及速敏效应的影响：投产时间越长、配产及生产压差越大，气井出水速率越快，出水量越大。采用水平井开发，可增加气井的泄流面积、减小生产压差、提高产能、降低水气比，可以实现延长无水或低水采气期，从而提高采收率。 相似文献
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煤层气资源条件及储层物性特征是煤层气勘探开发的基础，开展煤层气藏地质建模，厘清煤储层在空间上的展布特征，解释单井产能差异，可为煤层气选区、布井提供理论依据。以山西保德Ⅰ单元为研究对象，基于煤心含气量实测数据和试井渗透率测试，采用支持向量机算法（SVM）和变形F-S渗透率计算公式建立研究区含气量和渗透率反演模型，完成162口煤层气井含气量和渗透率测井数据的分析。进一步采用随机建模方法建立研究区含气量和渗透率模型，由模型计算结果表明:4+5号煤层的含气量为2.0~5.2 m3/t，平均3.3 m3/t，8+9号煤层含气量为2.4~9.2 m3/t，平均5.1 m3/t；4+5号煤层渗透率为（0.8~9.8）×10-3 μm2，平均6.1×10-3 μm2，8+9号煤层渗透率为（2.8~11）×10-3 μm2，平均7.3×10-3 μm2；保德Ⅰ单元总体表现为低含气量、高渗透率的煤层气藏开发单元。基于建立的地质模型，进一步分析研究区煤层气储层等效含气量、资源丰度、含气饱和度等平面展布规律，对比分析2口典型井（B1-X1和B1-X2）的地质条件，发现B1-X1井各项参数均优于B1-X2井。从过井剖面和生产曲线可以看出，影响两井产能差异的因素主要包括资源条件和储层物性条件，其中后者起决定性作用，B1-X1井条件明显优于B1-X2井。综合分析可以得出，渗透率差异是影响煤层气开采的关键参数，而煤层气资源丰度和吸附饱和度是评价煤层气井维持高产和长时间稳产的重要因素，煤层气开发前需查明煤储层主要地质条件和物性参数，为煤层气开发工程设计提供依据。 相似文献
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煤矿区煤层气开发受煤矿采动影响,为实现煤矿采动条件下煤层气井产能数值模拟,抽象概化了采动条件下煤层气开发的地质模型,构建了采动条件下煤层气储层的数学模型,并通过对CBM-SIM软件二次开发,实现了采动条件下煤层气储层的数值模拟。在建模和数值解算软件开发中,基于采动离层量变化曲线公式构建了采动条件下储层渗透率变化曲线公式,利用采动井水位变化规律构建了储层漏失水量变化公式,利用时间卡机制解决了煤储层渗透率及漏失水量的动态求解和循环迭代过程中作为系数和边界条件的调用赋值,实现了渗透率随采动影响的动态变化、储层水漏失降压和储层产气的耦合解算。应用开发的软件对淮南矿区某矿采动条件下煤层气抽采井生产数据进行历史拟合和产量模拟应用,预测煤层气产量曲线与实际生产曲线基本一致,判定系数达到0.92。 相似文献