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文檔簡(jiǎn)介
1、水平井技術(shù)是一項(xiàng)高效的油田開(kāi)發(fā)、挖潛、提高采收率技術(shù),近年來(lái)在油氣勘探與開(kāi)發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。水平井注采過(guò)程中,井筒與油藏互為邊界條件,相互影響,相互制約,構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的井筒-油藏耦合動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。開(kāi)展水平井井筒-油藏耦合問(wèn)題的理論及試驗(yàn)研究,對(duì)于認(rèn)清井筒、油藏耦合機(jī)制,預(yù)測(cè)注采動(dòng)態(tài),優(yōu)化注采方案,提高水平井開(kāi)發(fā)效果具有十分重要的意義。本文重點(diǎn)開(kāi)展了以下幾方面工作:
1、從井筒、油藏流動(dòng)特征及耦合機(jī)理出發(fā),基于固體力學(xué)、流體
2、力學(xué)、滲流力學(xué)、傳熱學(xué)等相關(guān)理論,采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法建立了一個(gè)綜合的水平井井筒-油藏耦合數(shù)學(xué)模型。其中,井筒自由流采用Navier-Stokes(NS)方程描述,油藏多孔介質(zhì)滲流采用Darcy定律(DL)描述。該模型在考慮井筒管流與油藏滲流耦合的同時(shí),還考慮了流場(chǎng)與溫度場(chǎng)以及巖體變形場(chǎng)之間的耦合,為水平井井筒-油藏系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究提供了理論依據(jù)。
2、利用Brinkman(BR)方程描述井筒自由流與油藏多孔介質(zhì)滲流之間的近井
3、過(guò)渡流,建立了基于NS-BR-DL耦合的井筒管流與油藏滲流耦合方法,為井筒管流與油藏滲流耦合過(guò)程的準(zhǔn)確描述以及耦合機(jī)制的深入研究提供了新的途徑。其中,NS方程和BR方程采用穩(wěn)定化Galerkin最小二乘有限元離散,DL方程采用標(biāo)準(zhǔn)Galerkin有限元離散,三類方程同時(shí)聯(lián)立求解。在前人研究的基礎(chǔ)上,考慮井筒在不同流動(dòng)形態(tài)下徑向流入/流出對(duì)其沿程壓力損失的影響,提出了改進(jìn)的等效滲流模型及方法,為油田級(jí)大尺度井筒管流與油藏滲流耦合數(shù)值模擬提
4、供了有效途徑。
3、在改進(jìn)等效滲流法基礎(chǔ)上,針對(duì)熱-流-變形耦合條件下的水平井井筒-油藏雙重耦合問(wèn)題,提出了基于Galerkin有限元空間離散技術(shù)和二階向后差分時(shí)間離散技術(shù)的迭代求解方案。熱對(duì)流擴(kuò)散方程采用穩(wěn)定化人工粘性方法求解,避免了對(duì)流占優(yōu)條件下標(biāo)準(zhǔn)Galerkin有限元法的偽數(shù)值震蕩問(wèn)題。定量分析了水平井注汽和采油過(guò)程中井筒-油藏系統(tǒng)的溫度、壓力、應(yīng)力、孔滲特性時(shí)空變化規(guī)律和動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系。
4、基于源函數(shù)思想和
5、勢(shì)的疊加原理,建立了滲流-變形弱耦合條件下均質(zhì)各向同性油藏水平井井筒-油藏耦合問(wèn)題的半解析方法,并通過(guò)坐標(biāo)變換和非均質(zhì)性定量表征等一系列手段將該方法推廣到大斜度井和非均質(zhì)、各向異性油藏,為水平井注采動(dòng)態(tài)的快速預(yù)測(cè)提供了有效的途徑。定量分析了井斜角、滲透率非均質(zhì)性和各向異性對(duì)水平井流入動(dòng)態(tài)及流量/壓力剖面的影響。
5、基于勢(shì)的疊加原理,將定量表征孔眼匯聚流及近井地層損害的經(jīng)驗(yàn)表皮系數(shù)法與源函數(shù)法相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了射孔水平井井筒-油藏
6、耦合問(wèn)題的半解析求解。在此基礎(chǔ)上,提出了通過(guò)變孔深、變孔密射孔調(diào)整非均質(zhì)油藏水平井產(chǎn)液剖面的新方法,為水平井射孔方案設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。定量分析了套管尺寸和近井非均質(zhì)性對(duì)水平井變參數(shù)射孔的影響。
6、基于流動(dòng)相似理論,開(kāi)展了射孔水平井井筒-油藏耦合的地面小比例模型試驗(yàn)。通過(guò)不同射孔方案下射孔井段的流量數(shù)據(jù)對(duì)比,驗(yàn)證了水平井變參數(shù)射孔方法的調(diào)剖效果,并提出了相關(guān)應(yīng)用建議。在此基礎(chǔ)上,采用Visual Basic編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了配套
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