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论文题目：油气渗流水动力学模型及其数值模拟系统

论文编号： lw200708090947138417

编辑： li

论文属性：硕士毕业论文

论文国籍：

论文语言：中文

登出日期： 2007-08-09

点击次数：1086

论文字数：39875

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油气渗流水动力学模型及其数值模拟系统
摘要
在水动力和水静力条件下，油气的几何形态、渗流方向和圈闭位置是大不相同的。对于水静力条件下的研究，石油工作者们已做了大量的工作，但对于水动力条件下的研究工作，特别是这方面的定量工作做得很少。本论文旨在对水动力条件下的油气渗流机理和可能圈闭位置进行定量研究。
油气的渗流和圈闭总是在具有一定孔隙结构的储集层和有关地质构造环境中进行的。由于储集层满足多孔介质的相关性质，因此可以使用多孔介质中流体渗流的有关理论来研究储集层中的油气渗流过程中的水动力作用情况。文中讨论了影响油气在储集层中运移的主要储集层参数（包括孔隙度、渗透率、饱和度、润湿性、毛细管压力及温度等）及其与油气渗流之间的关系。
通过对油气渗流过程中的流体场、受力场和温度场的分析，可知油气在渗流过程中的相应流体状态、受力（主要有重力、粘滞力、弹性力、毛细管力、浮力和流体压力）情况及储集层中的温度变化规律。储集层中构成渗流场的物质是水，水是连续相，它是形成流体势能、引起流体渗流的主要动力之一。而油气是被水负载的物质，它没有引发区域渗流的能力。在水动力环境下，地下水动力是油气二次运移的控制因素。
由水动力圈闭原理可知，油气在储集层中的运移方向和聚集位置与其势能分布有关，而油气势能与其伴生水的势能有定量关系。因而如果能够计算储集层中的水势能分布，根据上述理论就可以求得相应的油气势能分布情况，这对确定水动力条件下油气渗流方向和圈闭位置是很有意义的。
本论文在详细论述储集层结构和性质及多相流体渗流基本规律和方式的基础上，将多孔介质中流体渗流理论、油气水动力圈闭原理及与地下水动力学理论三者结合起来，并根据实际地质条件，建立一套描述水动力环境下油气渗流及水运动情况的数学模型。由前述理论可知，只要求出储集层中水的势能分布，就可以求出油气的势能分布。因此，本文首先对所建数学模型求数值解，得出模拟区的各离散点的水势能。再结合油水势能关系模型，求出了相应的油势能分布情况。在论文中通过所编制的油气勘探水动力学数值模拟系统，对油气运移过程中的流体势能、油层厚度、压力系统及油层形态进行了模拟，并进行了可视化输出。通过对模拟结果的分析，可以为确定储集层中的油水界面、油气在水动力作用下的渗流方向和可能圈闭位置提供重要参考资料。对胜利油田某井区进行实际模拟的结果显示，模型基本合理。
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