火燒油層燃燒特性及動態(tài)預測方法研究.pdf

1、火燒油層是開發(fā)稠油油藏的熱力開采技術，與常規(guī)熱采方法相比，具有避免井筒熱損失、適用范圍廣、驅替效率高等優(yōu)點。為了成功地在現(xiàn)場應用火燒油層技術，必須深入認識火燒油層的燃燒特性和快速準確預測火燒油層生產(chǎn)動態(tài)與燃燒前緣的傳播。然而，目前對燃燒特性的研究還很缺乏，預測方面也存在諸多不足。為了深入研究火燒油層的燃燒特性、對燃燒前緣傳播及生產(chǎn)動態(tài)預測作出快速準確的預測，在室內(nèi)實驗和油藏數(shù)值模擬研究的基礎上引入多種數(shù)學方法，利用分形理論和小波分解技術

2、分析火燒油層燃燒特性：運用奇異攝動法得到火燒油層前緣動態(tài)的漸近解；提出了火燒油層現(xiàn)場生產(chǎn)動態(tài)預測的灰色組合模型和支持向量機模型，并驗證了模型的可行性。在研究火燒油層燃燒特性時，將火燒油層室內(nèi)實驗所測得的溫度時間序列進行多尺度分解，并結合分形關聯(lián)維和R／S指數(shù)分析，得到了火燒油層的燃燒特性：火燒油層傳熱方式主要以導熱和相間熱交換為主，對流作用很少；火燒油層的傳熱速度較常規(guī)的湍流火焰慢，其燃燒剖面更具規(guī)律性，溫度場具有一定的穩(wěn)定性；微尺度下

3、的氣相和單液滴作用的動力學較為簡單、單一；介尺度作用下的乳化相動力學存在多種過程的耦合，因而更為復雜；氣液兩相流的復雜性主要是由于液相更隨機的運動和團聚造成的。在研究火燒油層燃燒前緣問題時，基于充分大而有限的燃燒反應活化能假設，引用流動坐標系，建立分區(qū)域火燒油層燃燒前緣傳播的物理模型，并應用奇異攝動法，求出火燒油層燃燒問題的攝動解，在巖心尺度上火燒油層燃燒前緣的攝動解與數(shù)值有限差分解十分接近，說明奇異攝動法在求解火燒油層燃燒前緣動態(tài)問題