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《裂缝性低渗透油藏流-固耦合数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、_______________________________________________________________________________www.paper.edu.cn1裂缝性低渗透油藏流-固耦合数值模拟1,21刘建军裴桂红(1,武汉工业学院多孔介质力学研究所，武汉430023；2,中国科学院武汉岩土力学研究所，武汉430023)摘要根据低渗裂缝性砂岩油藏的储层特征，建立适合裂缝性砂岩油藏渗流的等效连续介质模型；通过实验得出有效压力改变对储层孔隙度、渗透率影响的规律；考虑低渗透油藏
2、渗流时启动压力梯度和低渗储层的流固耦合特性，将渗流力学与弹塑性力学相结合，建立起适合低渗透油藏的流固耦合渗流数学模型，并给出其数值解。在黑油模型和弹塑性有限元程序的基础上，编制了计算低渗透油藏流固耦合渗流的计算软件。通过数值模拟和不考虑流固耦合时的计算结果相比，可以看出低渗油藏中流固耦合效应是十分明显。关键词裂缝性油藏流固耦合渗流数值模拟Fluid-solidCouplingSimulationofFracturedLowPermeabilityOilReservoir1,21LiuJian-junPe
3、iGuihong(1,InstituteofPorousMediaMechanicsofWuhanPolytechnicUniversity,Wuhan430023;2,InstituteofRockandSoilMechanicsoftheChineseAcademyofSciences,Wuhan430071)Abstract:Basedonthefeatureoflowpermeablefracturesandstonereservoir,theequivalentcontinuousmodelo
4、ffluidflowintheporousmedia.Byexperiment,therelationshipofporosity,permeabilityandeffectivepressurewasgot.Usingtheporousflowtheoryandelasto-plastictheory,theauthorestablishedthemathematicalmodeloffluid-solidcouplingflowinlowpermeabilitymedia.Themodelconsi
5、deredtheeffectofTPG(ThresholdPressureGradient).Thennumericalsolutionofthemodelwasgiven.Thesolutionwasbasedonfiniteelementmethodandfinitedifferentmethod.Simulationsoftwarewasremodeledonblackoilmodelandelasto-plasticFEMprogram.Usingthesoftware,theauthorsim
6、ulatedalowpermeablereservoir.Contrastingtotheresultthatcalculatedbyoilblackmodel,wefoundthatthefluid-solidcoupledeffectisobvious.Keywords:lowpermeability,fluid-solidinteraction,thresholdpressuregradient,numericalsimulation1引言油气藏的开发过程是一个多相流体渗流与油藏岩土变形动态耦合的
7、过程。在油气开发的过程中，一方面，由于油气藏的开采，储层孔隙流体压力的变化，引起岩土骨架有效应力的变化，并导致岩土骨架变形；另一方面，岩土骨架的变形，导致油藏孔隙体积的改变，引起油藏物性参数，特别是孔隙度、渗透率、岩土的孔隙压缩等参数的改变，而这些改变反过来又影响孔隙流体的渗流与开采。因此，在油气藏的开发过程中，流体渗流与岩土变形是相互影响、相互制约的，二者之间存在耦合效应。油藏流固耦合问题的研究是一个十分重要的课题，对油田开发具有重要的指导意义。Geertsma提出了储层多孔弹性理论，并将孔隙压缩系数
8、引入到油藏工程中，以此表示储层流固耦合效应所引起的孔隙体积的变化(Geertsma,1957)。Vaziri建立了一个基于非等温单相渗流和非线性弹性变形的流固耦合模型，并用有限元方法进行求解(Vaziri,1988)。Settari建立了一维等温渗流和岩土变形的流固耦合模型。岩土变形模型为非线性弹性模型，并利用Mohr-Coulomb准则来作为孔隙本文是在中国博士后科学基金(2003033008)和中国石油天然气集团公司石油科技中青年创新基
