變形介質(zhì)油藏與井筒耦合流動規(guī)律研究.pdf

1、常規(guī)試井分析和油藏?cái)?shù)值模擬的研究，通常把井筒處理為點(diǎn)源，不考慮油氣在井筒內(nèi)的流動過程；同時，常規(guī)油氣藏滲流理論也由于沒有考慮油氣藏開采過程中巖石骨架的變形對油藏滲透率的影響，不能準(zhǔn)確分析油氣藏中流體的運(yùn)動狀態(tài)。本課題正是在這種背景下提出的，建立了變形介質(zhì)油藏與井筒耦合流動的數(shù)學(xué)模型，研究了模型的數(shù)值解法，編寫出數(shù)值模擬軟件系統(tǒng)，并繪制了相應(yīng)的曲線圖版，對模型參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。這些研究成果，不僅具有很強(qiáng)的理論價(jià)值，而且對油氣田的開發(fā)具

2、有重要的指導(dǎo)意義。主要研究成果如下： （1）以達(dá)西定律和滲透率模量的概念為基礎(chǔ)，考慮了油水兩相之間的相對滲透率和毛管力的影響，以及雙重介質(zhì)基巖與裂縫之間的擬穩(wěn)態(tài)竄流，通過流體的連續(xù)性方程和運(yùn)動方程分別推導(dǎo)出變形單重介質(zhì)平面徑向油藏、變形單重介質(zhì)三維油藏、變形雙重介質(zhì)平面徑向油藏、變形雙重介質(zhì)三維油藏單相和油水兩相的八種滲流模型。 （2）考慮流體在井筒內(nèi)的層流問題，以范寧方程計(jì)算井筒內(nèi)粘性摩擦的沿程損失，根據(jù)質(zhì)量守恒和動量

3、守恒原理，分別建立了井筒內(nèi)單相流動模型和油水兩相的均相流動模型。對于井口定產(chǎn)量和定壓力兩種生產(chǎn)情況，以流體產(chǎn)量項(xiàng)為耦合變量，詳細(xì)討論了變形介質(zhì)油藏八種滲流模型與井筒流動模型的耦合方法，給出了變形介質(zhì)油藏與井筒的八個耦合流動模型。 （3）針對變形介質(zhì)油藏與井筒單相和油水兩相的八個耦合流動模型，采用有限差分方法給出各模型的離散形式，運(yùn)用解非線性方程組的Newton-Raphson迭代法求解各模型的差分方程組，對于所形成的Jacobi

4、稀疏矩陣采用向量方法和行索引方法進(jìn)行壓縮存儲，并且分別使用Thomas算法和預(yù)條件雙共軛梯度（PBCG）算法求解迭代過程中相應(yīng)的三對角和七對角稀疏線性方程組，得到油藏的壓力和飽和度分布；進(jìn)而，將油藏井底壓力作為井筒動量方程的邊界條件，求得井筒內(nèi)的壓力分布。 （4）根據(jù)軟件工程的基本思想，采用Visual C++6.0作為軟件開發(fā)工具，研制了變形介質(zhì)油藏-井筒耦合流動數(shù)值模擬軟件DR-WBNS系統(tǒng)。通過示例模擬計(jì)算，得到各模型的數(shù)