复杂断块油藏无网格数值试井

摘要

随着我国油田开发程度的日益加深，越来越多的复杂断块油藏投入开发，而注水开采使得流体流动更加复杂，传统的试井解释理论与方法已不能满足此类油藏开发中试井测试解释的需要，数值试井已成为测试解释的研究热点。目前常用的数值计算方法主要有有限差分法和控制体积法，其都是依赖于网格建立的，受网格的影响较大；无网格法作为一种新型的数值计算方法，摆脱了对网格的依赖性，具有较高的计算精度。本文把无网格法引入到数值试井分析中，以紧支试函数加权残量法为数学基础，详细论述了无网格法基本原理，推导了油水两相问题的无网格伽辽金法(EFGM)和最小二乘无网格法(MWLS)两种无网格计算格式；结合复杂断块油藏数值试井的特点，对无网格法的节点布置进行了深入的研究，并对计算过程中线性方程组的求解方法和井筒存储及表皮系数影响进行了分析；采用模拟退火全局优化算法自动拟合技术，开发了无网格数值试井解释软件；通过算例分析和矿场实际应用，验证了本文无网格数值试井理论和方法的正确性。研究表明：无网格伽辽金法计算精度高、稳定性好，但计算量较大；最小二乘无网格法克服了伽辽金无网格法的缺点，计算效率大大提高，但其欧拉方程已不再是原微分方程，因此非精确的边界条件将可能产生较大的误差。本文结合两种方法的优点，采用最小二乘无网格法对压力控制方程进行离散求解，对饱和度方程采用伽辽金无网格法进行离散求解，在计算精度和效率上都得到了令人满意的结果。对复杂断块油藏无网格数值试井的理论和应用研究表明：本文把无网格法应用于数值试井分析是成功的。

目录

文摘

英文文摘

声明

创新点摘要

第1章前言

1.1研究的目的及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1无网格法研究现状

1.2.2复杂断块油藏数值试井研究现状

1.2.3无网格法与其他数值方法的比较

1.3本文的主要研究内容及技术路线

第2章无网格法基本理论

2.1微分方程的等效积分形式

2.2微分方程的等效积分弱形式

2.3加权残量法

2.4紧支试函数加权残量法

2.5无网格法近似函数

2.5.1移动最小二乘近似

2.5.2核函数近似

2.5.3单位分解近似

2.5.4径向基函数

2.5.5点插值

2.6 小结

第3章油水两相无网格数值模型的建立

3.1数值试井数学模型建立

3.1.2油水两相渗流数学模型

3.1.3定解条件

3.2伽辽金型无网格法基本理论

3.2.1基本原理

3.2.2油水两相渗流EFGM计算格式

3.2.3 EFGM数值积分方案

3.2.4本质边界条件处理

3.3最小二乘型无网格法基本理论

3.3.1基本原理

3.3.2油水两相渗流MWLS计算格式

3.4模型的验证分析

3.4.1单相渗流模型

3.4.2 Buckley-Leverret模型

3.5小结

第4章 无网格节点布置与数值模型求解

4.1计算区域的布点离散及点云的生成

4.2求解方法研究

4.2.1高斯消去法的基本原理

4.2.2对称稀疏系数矩阵的特点

4.2.3 一维变带宽存储

4.3井筒存储及表皮系数影响的考虑

4.4小结

第5章 无网格数值试井解释模型参数敏感性分析

5.1模型基础参数

5.2井筒存储及表皮系数的影响

5.2.1井筒存储的影响

5.2.2表皮系数的影响

5.3不同边界条件下断块油藏测试分析

5.3 1不同长宽比矩形油藏内单口油井的压力响应

5.3.2等边三角形油藏内单口油井的压力响应

5.3.3方形油藏内油井在不同位置处的压力响应

5.3.4方形油藏中心不同长度水平井的压力响应

5.3.5方形油藏—注—采条件下油井的压力响应

5.3.6方形油藏五点井网中油井的压力响应

5.4小结

第6章多参数试井解释方法及软件编制

6.1基于模拟退火算法的多参数试井解释方法研究

6.1.1模拟退火全局优化算法

6.1.2模拟退火全局优化算法在数值试井自动拟合中的应用

6.2无网格数值试井软件功能设计

6.3软件编制及说明

6.3.1数据管理模块

6.3.2区域离散布点

6.3.3数值模拟模块

6.3.4数值试井模块

6.4小结

第7章矿场应用—某区块干扰试井分析

7.1油藏地质概况

7.2测试概况

7.3常规试井测试分析

7.3.1半对数赫诺分析

7.3.2压力降落典型曲线拟合分析

7.4数值试井测试分析

7.4.1数值模拟研究

7.4.2数值试井分析

7.4.3试井解释结果分析

7.5 小结

第8章结论

8.1结论

8.2建议及展望

参考文献

致谢

本人简历、在学期间主要研究成果