基于PKN模型的致密油藏注水诱导裂缝数值模拟方法

1

作者 石登科 程时清 +3 位作者 赵丹凤 汪洋 刘秀伟 徐泽轩 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第1期174-185,共12页

裂缝性致密油藏注水过程中天然裂缝开启,能够扩大水驱波及体积,同时易形成水淹通道。因此,阐明天然裂缝开启对注水开发的影响,对于提高致密油藏水驱效果具有重要意义。提出一种将PKN模型与油水两相渗流模型耦合的方法,即利用嵌入式离散... 裂缝性致密油藏注水过程中天然裂缝开启,能够扩大水驱波及体积,同时易形成水淹通道。因此,阐明天然裂缝开启对注水开发的影响,对于提高致密油藏水驱效果具有重要意义。提出一种将PKN模型与油水两相渗流模型耦合的方法,即利用嵌入式离散裂缝建立精细表征水驱过程中裂缝动态变化的油藏数值模拟方法,将其结果与解析解对比验证其准确性。数值模拟结果显示:定压注水时井底处裂缝扩展速度呈现初期快后期慢的特征。注水诱导裂缝的扩展过程中,伴随着裂缝的开启闭合,裂缝内平均压力呈现波动。一注一采模式下,存在裂缝长度临界值,低于临界值有利于扩大水驱波及体积,高于临界值易引起水窜。利用提出的裂缝扩展耦合模型对X低压致密油藏开展不稳定注水数值模拟研究,结果表明不稳定注水能够适度诱导裂缝开启,增大水驱波及体积,避免油井快速水淹,极大地改善致密油藏水驱开发效果。 展开更多

关键词 PKN模型 两相渗流 致密油藏 数值模拟 不稳定注水

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基于气−水两相流的注热CO_(2)增产CH_(4)数值模拟研究 被引量：3

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作者 张林峰 杨艳国 +3 位作者 穆永亮 范楠 刘康 姚文军 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期115-128,共14页

注CO_(2)增产煤层气技术(CO_(2)−ECBM)可以降低温室气体排放,具有清洁能源生产和环境保护的功能。为研究气−水两相流条件下,在含水煤层中注CO_(2)增产CH_(4)的排采规律以及不同初始含水饱和度、不同CO_(2)注入条件对CH_(4)产量、CO_(2)... 注CO_(2)增产煤层气技术(CO_(2)−ECBM)可以降低温室气体排放,具有清洁能源生产和环境保护的功能。为研究气−水两相流条件下,在含水煤层中注CO_(2)增产CH_(4)的排采规律以及不同初始含水饱和度、不同CO_(2)注入条件对CH_(4)产量、CO_(2)储存和储层渗透率的影响,构建了竞争吸附、温度变化、煤体变形以及水运移的流−固−热耦合模型,通过与现场数据、已有试验以及现有模型的数值解结果,对比证明了模型有较高的准确性并对模型的优势做出具体阐述,随后利用COMSOL开展了CO_(2)−ECBM数值模拟。结果表明:注CO_(2)可以提升CH_(4)产气速率和产气量,这表明了注CO_(2)增产的可行性。随着CO_(2)持续注入,储层CH_(4)浓度降低,CO_(2)浓度升高,注气井附近温度升高,生产井附近温度降低且从注气井到生产井的温度缓慢下降;注气抽采期间,水相相对渗透率逐渐减小,气相相对渗透率逐渐增大。由于有效应力、基质收缩/膨胀共同作用,储层渗透率呈现“降低—升高—降低”的趋势;煤层初始含水饱和度越大,CH_(4)产量越低,渗透率下降幅度越小。累计CH_(4)产量最大下降15.19%,忽略煤层中水的影响会高估CH_(4)产量,在进行数值模拟时要考虑煤层水的影响;CO_(2)注入温度与注入压力越大,CH_(4)产量越大,渗透率下降幅度越大。累计CH_(4)产量分别增加13.27%、39.77%,渗透率分别下降20.4%、46.14%,提高CO_(2)注入温度和注入压力有利于提高CH_(4)产量。 展开更多

关键词 煤层气增产 流−固−热耦合模型 气−水两相流 含水饱和度 注入温度 注入压力 渗透率 CO_(2)封存

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基于可压缩两相流模型的注射成型填充模拟 被引量：1

3

作者 王振海 贾伟 +1 位作者 董勤喜 于行 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期66-74,共9页

基于现有的超算平台及有限体积法计算程序,开发了一种用于注射成型的三维数值模拟计算模型。该模型数值方法基于可压缩两相流,考虑了熔体和气体的密度变化,即将熔体和空气这两种不同性质的流体,采用同一套控制方程进行计算。采用有限体... 基于现有的超算平台及有限体积法计算程序,开发了一种用于注射成型的三维数值模拟计算模型。该模型数值方法基于可压缩两相流,考虑了熔体和气体的密度变化,即将熔体和空气这两种不同性质的流体,采用同一套控制方程进行计算。采用有限体积法进行离散,通过压力隐式算子分割算法(PISO)求解压力-速度耦合方程组,结合流体体积(VOF)法进行界面追踪。首先模拟了带圆柱嵌件的平板型腔填充过程,采用六面体为主导的方法划分了三种不同网格系统,定量比较三种网格下的速度基本一致,从而验证了网格的收敛性。考虑到计算效率,选取M2(网格数为106876个)网格系统,模拟了温度、剪切速率和压力在不同截面上的分布。结果表明,在填充时间(t)为0.6,0.8,1.4 s时刻下熔体流体前沿的界面追踪模拟与实验吻合;在更复杂的不均匀厚度凹槽平板熔体填充模拟过程中,塑料熔体注入型腔时,会先在薄壁凹槽内流动,随后流进厚壁区域。在t为0.125,0.25,0.375 s时刻下的流动前沿会产生形状像喷泉的流锋,这种流动现象可以通过三维模型预测,与商业软件仿真结果呈现基本一致。随着填充速率的增大,注射压力数值与Moldflow结果更接近。 展开更多

关键词 注射成型 可压缩两相流模型 有限体积法 流体体积法 填充模拟

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注蒸汽井井筒两相流流动模型的选择 被引量：17

4

作者 杨德伟 黄善波 +2 位作者 马冬岚 赵业卫 周洪娟 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 1999年第2期44-46,共3页

准确地预测注蒸汽井井筒内蒸汽的压力、温度和干度等参数的变化，对注蒸汽热力采油来说非常重要。根据传热学和两相流原理，建立了井筒注蒸汽两相流动的数学模型。选择了四种方法来计算摩阻压降，并与现场测得的实际数据进行了比较。计... 准确地预测注蒸汽井井筒内蒸汽的压力、温度和干度等参数的变化，对注蒸汽热力采油来说非常重要。根据传热学和两相流原理，建立了井筒注蒸汽两相流动的数学模型。选择了四种方法来计算摩阻压降，并与现场测得的实际数据进行了比较。计算结果表明，采用分离模型的Ｆｒｉｅｄｅｌ方法和流型模型的ＢＢ方法均能得出比较理想的结果。 展开更多

关键词 注蒸汽 井筒 两相流动 流动模型 热力采油

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粉末注射成形过程计算机数值模拟 被引量：14

5

作者 郑洲顺 曲选辉 +1 位作者 韩旭里 敖晖 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第14期1257-1266,共10页

分析了粉末注射成形过程计算机数值模拟的意义、研究现状、所取得的成果及存在的问题 ,提出了将分形和混沌理论引入粉末注射成形过程的研究 ,建立颗粒模型、两相流模型 。

关键词 粉末注射成形 计算机模拟 分形混沌 颗粒模型 两相流模型

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高速微注射成型中熔体充填模式及裹气机理研究 被引量：10

6

作者 张世勋 曹伟 +2 位作者 叶曙兵 李倩 申长雨 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期65-70,共6页

为了准确模拟聚合物熔体在型腔中的流动及前沿位置和形态,建立了熔体、气体两相流流动模型,构造了熔体流动的黏弹性本构关系,并采用水平集方法预测和跟踪熔体流动前沿,模拟了熔体在低速、中速、高速条件下的流动状态和充填模式,分析了... 为了准确模拟聚合物熔体在型腔中的流动及前沿位置和形态,建立了熔体、气体两相流流动模型,构造了熔体流动的黏弹性本构关系,并采用水平集方法预测和跟踪熔体流动前沿,模拟了熔体在低速、中速、高速条件下的流动状态和充填模式,分析了高速微注射成型中气孔产生的原因和可能出现的位置,开展了实际产品的高速微注射成型实验,比较了模拟结果和实验结果。研究表明,熔体充填模式与注射速度、材料特性、型腔尺寸密切相关,在喷射充填模式下可能产生裹气。 展开更多

关键词 微注射成型 两相流 充填模式 黏弹性模型

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离散液滴模型中几个重要问题的探讨 被引量：2

7

作者 宋军 刘永长 +1 位作者 贺萍 汪海清 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期22-28,共7页

采用离散液滴模型对定容室中的喷雾两相流进行了计算，讨论了液滴轨道模型中液滴分组、追踪及相间作用等问题，并考察了蒸发模型、碰撞模型、液滴湍动模型对计算结果的影响。

关键词 喷射 雾化 两相流 内燃机 离散液滴模型

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低渗煤层注CO2增抽瓦斯数值模拟与应用 被引量：9

8

作者 白刚 周西华 +2 位作者 魏士平 范超军 李雪明 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期77-84,共8页

针对低渗透性煤层瓦斯抽采难度大、抽采效率低等问题,基于CO2-CH4多组分气体竞争吸附作用,开展了注CO2提高煤层瓦斯抽采率数值模拟与试验研究。首先,建立了考虑气水两相流与Klinkenberg效应的煤层注CO2促抽瓦斯流固耦合模型,利用COMSOL... 针对低渗透性煤层瓦斯抽采难度大、抽采效率低等问题,基于CO2-CH4多组分气体竞争吸附作用,开展了注CO2提高煤层瓦斯抽采率数值模拟与试验研究。首先,建立了考虑气水两相流与Klinkenberg效应的煤层注CO2促抽瓦斯流固耦合模型,利用COMSOL软件进行了煤层注CO2后煤层瓦斯压力、瓦斯含量和瓦斯抽采率等参数变化规律,并应用于工程试验。结果表明:构建的气水两相流瓦斯抽采流固耦合数学模型可靠、合理;注入CO2抽采煤层气瓦斯压力、瓦斯含量均比未注入CO2抽采下降速率快;现场试验后,注气抽采条件下瓦斯抽采浓度平均值是未注气条件下的2.02倍,瓦斯抽采纯量是后者的3倍。煤层注入CO2气体后,瓦斯抽采量增加,显著促进了煤层瓦斯抽采。 展开更多

关键词 低渗透性煤层 煤层注CO2气体 气–水两相流 流–固耦合模型 产气率

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两相条件下柴油机喷油系统的数学模型 被引量：5

9

作者 李旭林 何勇灵 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期428-432,共5页

为了能对气液两相流下的柴油机喷油系统进行数值模拟以便于对喷油系统喷油特性进行理论分析,建立了一种新的数学模型。该模型对喷射系统的不同部件分别进行了简化,将柱塞腔、出油阀室、喷油器储油室视为简单的容积腔,并忽略发生在它们... 为了能对气液两相流下的柴油机喷油系统进行数值模拟以便于对喷油系统喷油特性进行理论分析,建立了一种新的数学模型。该模型对喷射系统的不同部件分别进行了简化,将柱塞腔、出油阀室、喷油器储油室视为简单的容积腔,并忽略发生在它们内部的气穴现象;将高压油管视为一维直管道;用流量系数描述不同部件之间的连接;对喷油孔处出现的气穴现象进行了简化,将高压油管中出现气穴现象的区域视为临时控制体。编制了程序,通过试验验证了该模型的有效性。 展开更多

关键词 两相流 数学模型 喷油系统 气穴

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基于序电流注入模型的三相潮流计算方法 被引量：6

10

作者 何禹清 彭建春 《中国电力》 CSCD 北大核心 2008年第3期7-11,共5页

针对三相潮流计算中,不对称输电线路间弱耦合关系处理难的问题,引入不对称输电线路的补偿注入电流模型,并提出基于节点注入序电流的牛顿-拉夫逊法。这种方法使PQ节点对应的Jacobian矩阵成为一个常系数矩阵,避免了迭代过程中对Jacobian... 针对三相潮流计算中,不对称输电线路间弱耦合关系处理难的问题,引入不对称输电线路的补偿注入电流模型,并提出基于节点注入序电流的牛顿-拉夫逊法。这种方法使PQ节点对应的Jacobian矩阵成为一个常系数矩阵,避免了迭代过程中对Jacobian矩阵的更新。在迭代中通过逐次更新序电流实现潮流求解,克服了序电压变化对方程求解速度的影响。仿真结果表明,该方法较其他算法对不平衡功率、R/X比值敏感度低,能够大幅度地减少迭代次数,缩短不对称输电线路三相潮流的计算时间。 展开更多

关键词 三相潮流 对称分量法 线路解耦模型 注入电流 牛顿-拉夫逊法

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平板微气泡减阻数值模拟及影响因素分析 被引量：15

11

作者 傅慧萍 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1297-1301,1306,共6页

为了进一步揭示微气泡减阻机理,并探讨其实用化进程的影响因素,采用混合物多相流模型对平板微气泡减阻(BDR)问题进行了二维数值模拟,讨论了重力及底部和顶部2种通气方式的影响,对微气泡减阻机理进行了分析。利用相群平衡模型(population... 为了进一步揭示微气泡减阻机理,并探讨其实用化进程的影响因素,采用混合物多相流模型对平板微气泡减阻(BDR)问题进行了二维数值模拟,讨论了重力及底部和顶部2种通气方式的影响,对微气泡减阻机理进行了分析。利用相群平衡模型(population balance model)三维数值模拟了平板底部通气和侧壁通气,对平板三维效应进行了研究。结果表明:重力对大气泡影响较大;对于顶部通气方式,重力使气泡停留在边界层,从而使减阻效果得到改善;减阻率与气层厚度之间存在一定的关系。侧壁通气的减阻效果不佳,三维效应也降低减阻效果。 展开更多

关键词 微气泡 减阻 机理 数值模拟 混合物模型 相群平衡模型 多相流 通气

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多载荷AUV进水过程的LES/VOF数值模拟 被引量：1

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作者 施瑶 潘光 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期438-443,共6页

多载荷AUV在分离运动时,通过进水以增加其负浮力,从而实现分离要求,故进水过程的研究与分析具有重要的应用价值。采用LES与VOF相结合的方法对多载荷AUV后平衡舱空腔的进水过程进行了数值模拟,考察了进水孔直径、进水孔位置以及航行深度... 多载荷AUV在分离运动时,通过进水以增加其负浮力,从而实现分离要求,故进水过程的研究与分析具有重要的应用价值。采用LES与VOF相结合的方法对多载荷AUV后平衡舱空腔的进水过程进行了数值模拟,考察了进水孔直径、进水孔位置以及航行深度等因素对进水过程的影响。结果表明:进水孔直径越大,进水速率越大,但气泡脱离孔口所需的时间越长;由于尾部收缩段的存在,在内外压强作用下,进水孔水平间距越小,进水速率越大,且到达气液两相平衡状态时空腔内进水体积越大;航行深度越大,承受的静水压力越大使得空腔到达气液两相平衡状态的时间越短。 展开更多

关键词 多载荷航行器 进水 VOF/LES方法 数值模型

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多相渗流的几种数学模型及相互关系 被引量：8

13

作者 刘昌贵 孙雷 +1 位作者 李士伦 周守信 《西南石油学院学报》 CSCD 2002年第1期64-66,共3页

在注气提高采收率过程中 ,油藏流体各物质组分之间的相互传质以及由此引起的相变起着极其重要的作用。因此 ,研究油藏流体在传质和相变过程中的渗流规律是非常必要的。从相平衡和物质组分守衡规律出发 ,利用达西线性渗流定律 ,推导了多... 在注气提高采收率过程中 ,油藏流体各物质组分之间的相互传质以及由此引起的相变起着极其重要的作用。因此 ,研究油藏流体在传质和相变过程中的渗流规律是非常必要的。从相平衡和物质组分守衡规律出发 ,利用达西线性渗流定律 ,推导了多相渗流的通用数学模型。在此基础上 ,又导出了常用的多组分数学模型、适于注CO2 的多组分数学模型和黑油模型。指出这三个模型都是通用数学模型的特例模型 ,它们的共同基础是相平衡和物质组分守衡规律。所导出的适合于注CO2 驱的多相渗流数学模型 ,区别于Yih BorChang ,B .K . 展开更多

关键词 石油开采 多相渗流 多相流动 数学模型 黑油模型 相平衡 注二氧化碳 多组分

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