论文摘要
利用电场来提高原油采收率是一项采油新技术,电场作用下各种类型孔隙介质的渗流机理是这一新技术领域中主要研究内容之一。采用有限元数值模拟方法系统地研究了电场作用下不同结构裂缝介质中单相和两相渗流机理。在电渗和电泳理论的基础上,建立了电场作用下裂缝介质中单相和两相渗流的数学模型。研究了有限元求解方法,数值计算结果和文献实验结果之间的相对误差小于5.14%。可见,电场作用下裂缝介质中单相和两相渗流数学模型是正确的。设计了不同裂缝张开度、不同裂缝密度和不同裂缝网络的三类9个裂缝介质模型,在电场作用下,分别对这些裂缝介质模型中单相和两相渗流进行了数值模拟研究。当电场强度在0～4.5V/cm范围内变化时,对于单相渗流,有电场作用下的渗流速度是无电场作用下的1～8.2倍;对于两相渗流,有电场作用下的含水饱和度比无电场作用下的减小了0～27.3%;在相同压力梯度和电场强度的情况下,电场对绝对渗透率较小的裂缝介质模型中单相和两相渗流影响较大。研究结论为采用电场方法提高裂缝型油藏的采收率提供了一定的理论基础,对于在裂缝型油藏中应用电场方法提高原油采收率具有重要的指导意义。
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中文摘要英文摘要第1章 前言第2章 理论基础和数学模型2.1 理论基础2.1.1 扩散双电层2.1.2 电动现象2.1.3 岩石与流体的电学性质2.2 电场作用下单相渗流数学模型2.2.1 电场作用下单相渗流的运动方程2.2.2 电场作用下单相渗流的连续性方程2.3 电场作用下两相渗流数学模型2.3.1 电场作用下水相渗流运动方程2.3.2 电场作用下油相渗流运动方程2.4 电场作用下裂缝介质中渗流数学模型2.4.1 裂缝介质基本知识2.4.2 电场作用下裂缝介质中渗流数学模型2.5 本章小结第3章 电场作用下单相渗流的有限元求解方法3.1 FEPG 有限元软件简介3.1.1 问题描述3.1.2 偏微分方程弱解的积分形式－虚位移原理3.1.3 FEPG 系统的核心组成及程序结构3.1.4 FEPG 系统求解有限元问题的基本步骤3.2 电场作用下单相线性渗流的有限元求解方法3.2.1 电场作用下单相线性渗流问题描述3.2.2 电场作用下单相线性渗流有限元模型3.2.3 电场作用下单相线性渗流算法确定3.2.4 程序编写、模型建立、条件施加和网格划分3.3 电场作用下单相非线性渗流的有限元求解方法3.3.1 非线性系数确定方法3.3.2 非线性问题处理方法3.3.3 电场作用下单相非线性渗流问题描述3.3.4 电场作用下单相非线性渗流算法确定3.3.5 程序编写、模型建立、条件施加和网格划分3.4 求解方法可行性验证3.4.1 单相线性渗流求解算法可行性验证3.4.2 单相非线性渗流求解方法可行性验证3.5 本章小结第4章 电场作用下两相渗流的有限元求解方法4.1 电场作用下两相渗流的有限元求解方法4.1.1 电场作用下两相渗流问题描述4.1.2 电场作用下两相渗流有限元模型4.1.3 电场作用下两相渗流算法确定4.1.4 程序编写、模型建立、条件施加和网格划分4.2 求解方法的可行性验证4.3 本章小结第5章 电场作用下单相渗流的数值模拟5.1 电场对不同裂缝张开度模型中单相渗流的影响5.1.1 不同裂缝张开度模型参数5.1.2 不同裂缝张开度模型结构5.1.3 电场对不同裂缝张开度模型中单相渗流的影响5.2 电场对不同裂缝密度模型中单相渗流的影响5.2.1 不同裂缝密度模型参数5.2.2 不同裂缝密度模型结构5.2.3 电场对不同裂缝密度模型中单相渗流的影响5.3 电场对不同裂缝网络模型中单相渗流的影响5.3.1 不同裂缝网络模型参数5.3.2 不同裂缝网络模型结构5.3.3 电场对不同裂缝网络模型中单相渗流的影响5.4 本章小结第6章 电场作用下两相渗流的数值模拟6.1 电场作用下油水两相相对渗透率6.2 电场对不同裂缝张开度模型中两相渗流的影响6.3 电场对不同裂缝密度模型中两相渗流的影响6.4 电场对不同裂缝网络模型中两相渗流的影响6.5 本章小结第7章 结论与建议主要符号表参考文献致谢个人简历、在学期间的研究成果
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