您的位置:山东大学 -> 科技期刊社 -> 《山东大学学报(工学版)》

山东大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (1): 88-94.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.9.2014.003

• 化学与环境 • 上一篇    

化学驱数值模拟的IMPIMC方法

曹伟东1, 戴涛1, 于金彪1, 席开华2, 鲁统超2, 程爱杰2   

  1. 1. 中国石化胜利油田分公司地质科学研究院, 山东 东营 257015;
    2. 山东大学数学学院, 山东 济南 250100
  • 收稿日期:2014-03-06 修回日期:2015-01-08 发布日期:2014-03-06
  • 作者简介:曹伟东(1983-),男,河北故城人,工程师,博士研究生,主要研究方向为油藏数值模拟.E-mail:caoweidong085.slyt@sinopec.com
  • 基金资助:
    国家科技重大专项资助项目(2011ZX05011-004); 山东省自然科学基金面上资助项目(ZR2011AM015)

An IMPIMC method for chemical simulation

CAO Weidong1, DAI Tao1, YU Jinbiao1, XI Kaihua2, LU Tongchao2, CHENG Aijie2   

  1. 1. Geological Science Research Institute, Shengli Oilfield Branch Company, SINOPEC, Dongying 257015, Shandong, China;
    2. School of Mathematics, Shandong University, Jinan 250100, Shandong, China
  • Received:2014-03-06 Revised:2015-01-08 Published:2014-03-06

摘要: 针对化学驱采油中聚合物-表面活性剂-碱三元复合驱数学模型,提出一种顺序隐式求解算法。首先顺序隐式求解压力-组分浓度方程(implicit pressure and implicit concentration, IMPIMC),然后用牛顿雷弗森迭代方法求解化学反应平衡方程组;通过三元复合驱数值模拟,将该隐式算法和传统的隐式压力-显式组分浓度(implicit pressure and explicit concentration, IMPEC)方法进行了比较,结果表明,采用该隐式算法稳定性好,计算速度提高45%以上。

关键词: 隐格式, 数值模拟, 三元复合驱, IMPIMC

Abstract: The numerical methods in ASP (alkali-surfactant-polymer) combination flooding simulation were studied, and a new implicit sorting algorithm was introduced. The pressure equations and the components' concentration equations were solved via upstream sorting implicit method, and then the chemical reaction equations were solved with Newton-Raphson iteration method. The implicit scheme introduced was compared with the traditional IMPEC method through ASP combination flooding simulation. The results showed that the stability was better, and the computational speed could be improved by more than 45%.

Key words: ASP combination flooding, implicit algorithm, IMPIMC, numerical simulation

中图分类号: 

  • TE319
[1] 孙焕泉,张以根,曹绪龙. 聚合物驱油技术[M]. 东营:石油大学出版社,2002.
[2] 韩冬,沈平平. 表面活性剂驱油原理及应用[M]. 北京:石油工业出版社,2001.
[3] DELSHAD M. UTCHEM Version 6.1 technical documentation[R]. Austin, USA: Center for Petroleum and Geosystems Engineering, The University of Texas at Austin, 1997.
[4] 罗二辉,胡永乐. 聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究[J]. 石油地质与工程, 2013, 27(4):111-114. LUO Erhui, HU Yongle. Numerical simulation of ASP flooding EOR after polymer flooding [J]. Petroleum Geology and Engineering, 2013, 27(4):111-114.
[5] 戚连庆,刘宗昭,杨承志,等. 毛管数实验曲线再研究[J]. 大庆石油地质与开发, 2009, 28(6):247-251. QI Lianqing, LIU Zongzhao, YANG Chengzhi, et al. Deep research on the experimental curve of capillary number[J]. Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing, 2009, 28(6):247-251.
[6] 戚连庆,王为,汪佑江,等. 复合驱相渗透率曲线再研究[J]. 大庆石油地质与开发, 2010, 29(3):137-142. QI Lianqing, WANG Wei, WANG Youjiang, et al. Further study on relative permeability curves for ASP flooding[J]. Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing, 2010, 29(3):137-142.
[7] SHEN P, YUAN SH, DENG B, et al. Quantitative description of the effects of sweep efficiency and displacement efficiency during chemical flooding on a heterogeneous reservoir[J]. Petroleum Science, 2004, 1(3):41-48.
[8] 王健. 化学驱物理化学渗流理论和应用[M]. 北京:石油工业出版社,2008.
[9] 王家禄,袁士义,石法顺,等. 三元复合驱化学剂浓度变化的实验研究[J]. 中国科学E辑:技术科学, 2009, 39(6):1159-1166. WANG Jialu, YUAN Shiyi, SHI Fashun, et al. 3D physical modeling of enhanced oil recovery by alkali-surfactant-polymer flooding[J]. Science in China Series E:Technological Sciences, 2009, 39(6):1159-1166.
[10] 王家禄,沈平平,陈永忠,等. 三元复合驱提高原油采收率的三维物理模拟研究[J].石油学报,2005, 26(5):61-66. WANG Jialu, SHEN Pingping, CHEN Yongzhong, et al. 3D physical modeling of enhanced oil recovery by alkali-surfactant-polymer flooding[J].Acta Petrolei Sinica, 2005, 26(5):61-66.
[11] 杨承志. 化学驱提高石油采收率[M]. 北京:石油工业出版社, 2007.
[12] 宋道万, 孙玉红,戴家林. 化学驱数值模拟软件的改进和完善[J]. 油气采收率技术, 2000, 7(2):41-44. SONG Daowan, SUN Yuhong, DAI Jialin. Improvement and perfection of the numerical simulation software of chemical flooding[J]. Oil and Gas Recovery Technology, 2000, 7(2):41-44.
[13] 梁栋. 化学采油数值模拟的杂交元方法[J]. 科学通报, 1990, 35(15):1190-1193. LIANG Dong. Numerical simulation for chemical flooding in porous media by primal hybrid finite element methods[J]. Chinese Science Bulletin, 1990, 35(15):1190-1193.
[14] 朱维耀. 一个改进的化学驱油组分模型模拟器[J]. 石油学报, 1992, 13(1):79-90. ZHU Weiyao. An improved chemical flooding compositional model simulator[J]. Acta Petrolei Sinica, 1992, 13(1):79-90.
[15] 李建芳,袁士义,宋杰,等. 化学驱驱替前缘动态追踪数值模拟研究[J]. 石油勘探与开发, 2004, 31(z1):55-58. LI Jianfang, YUAN Shiyi, SONG Jie, et al. Reservoir simulation of chemical flooding by dynamically tracking the displacement fronts[J]. Petroleum Exploration and Development, 2004, 31(z1):55-58.
[16] 李星民,杨胜来,郎兆新. 考虑乳化作用的三元复合驱数学模型[J]. 中国科学技术大学学报,2004, 34(z1):27-31. LI Xingmin, YANG Shenglai, LANG Zhaoxin. An ASP combined flooding mathematical model considering emulsification mechanism[J]. Journal of University of Science and Technology of China, 2004, 34(z1):27-31.
[17] 刘皖露,马德胜,王强,等. 化学驱数值模拟技术[J]. 大庆石油学院学报,2012, 36(3):72-78. LIU Wanlu, MA Desheng, WANG Qiang, et al. Numerical simulation for chemical flooding[J]. Journal of Daqing Petroleum institute, 2012, 36(3):72-78.
[18] 鲜成钢,郎兆新,程浩. 三元复合驱数学模型及其应用[J]. 中国石油大学学报:自然科学版, 2000, 24(2):61-69. XIAN Chenggang, LANG Zhaoxin, CHENG Hao. Development and application of mathematical models for alkali surfactant polymer flooding[J]. Journal of China University of Petroleum:Editron of Natural Science, 2000, 24(2):61-69.
[19] 杨承林,张庆昌,胡晓辉,等. 萨尔图油田北二西试验区弱碱体系三元复合驱数值模拟[J]. 大庆石油学院学报, 2008, 32(5):41-44. YANG Chenglin, ZHANG Qingchang, HU Xiaohui, et al. Numerical simulation of alkali-surfactant-polymer flooding in the test area of the North-Two-West, Saertu Oil Field[J]. Journal of Daqing Petroleum Institute, 2008, 32(5):41-44.
[20] 袁士义.聚合物地下交联调剖数学模型[J].石油学报,1991,12(1):60-68. YUAN Shiyi. A mathematical model of high permeability by channel blockage in a heterogeneous reservoir by in-situ polymer gelation process[J]. Acta Petrolei Sinica, 1991, 12(1):60-68.
[21] 袁士义,杨普华. 碱复合驱数学模型[J]. 石油学报, 1994, 15(2):76-88. YUAN Shiyi, YANG Puhua. A mathematical model of alkali combination flooding[J]. Acta Petrolei Sinica, 1994, 15(2):76-88.
[22] YUAN Shiyi, YANG Puhua, DAI Zhongqiu, et al. Numerical simulation of alkali/surfactant/polymer flooding[C]//International Meeting on Petroleum Engineering. Beijing, China:[s.n.],1995.
[23] 戴涛,席开华,戴家林,等. 基于毛管数插值的二元驱油藏模拟方法[J].山东大学学报:理学版, 2012, 47(8):55-59. DAI Tao, XI Kaihua, DAI Jialin, et al. A method for numerical simulation of binary combination flooding based on interpolation of capillary number[J]. Journal of Shandong University: Natural Science, 2012, 47(8):55-59.
[24] 杨耀忠,鲁统超,戴涛,等. 二元复合驱数值模拟隐格式和应用[J]. 山东大学学报:理学版,2010,45(8):19-26. YANG Yaozhong, LU Tongchao, DAI Tao, et al. An implicit scheme for a numerical simulation of binary combination flooding and application[J]. Journal of Shandong University: Natural Science, 2010, 45(8):19-26.
[25] 于金彪,席开华,戴涛,等.两相多组分流有限元方法的收敛性[J]. 山东大学学报:理学版,2012, 47(12):19-25. YU Jinbiao, XI Kaihua, DAI Tao, et al. Convergence of the finite element method for two-phase multi-component flow in porous media[J]. Journal of Shandong University: Natural Science, 2012, 47(2):19-25.
[1] 刘启明,王文辉,潘英楠,高要辉,郑程程,贺鹏. 厚度缺陷对初支结构安全性的影响及风险评价[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(5): 165-178.
[2] 义扬,肖映雄,余科. 任意多边形骨料混凝土细观模型的建立与数值模拟[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(1): 97-107.
[3] 陈文举, 陈俐企, 包春波, 朱启银, 惠冰, 庄培芝. 循环管道加热桥面融雪效能数值模拟[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(6): 100-110.
[4] 马川义,冯豪杰,蒋红光,侯天新,姚占勇,杨为民. 吸水土工布对路基湿度控制效果的数值模拟[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(4): 141-149.
[5] 韩超,王彤,陈德文,孙恩赐,李平,吴则祥,周冲,庄培芝. 基于耦合欧拉-拉格朗日方法的砂土中静压桩挤土效应数值模拟[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(2): 143-152.
[6] 王钰鑫,吕思忠,姚望,林春金,张明,李召峰,张健,王衍升. 粉质黏土地层桩侧劈裂注浆参数设计与效果评价[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(6): 70-81.
[7] 张亚平,马唯婧,张宸硕,肖辉,张一鸣. 基于图像识别与CAE仿真技术的输变电塔一体化分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(6): 122-130.
[8] 宋洋,罗志恒,张波,张宇,朱敏. 裂隙位置对类岩体短柱单轴压缩破坏形态影响[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(5): 121-131.
[9] 王心泉,王智猛,牛犇,蒋恒,冯春. 8度地震烈度区新民隧道出口处边坡的稳定性[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(3): 23-30.
[10] 孙杰,张宏博,程钰,刘羽,张洪波,刘志鲲. 基于TDA填料的废旧轮胎条带加筋砂土边坡承载特性[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(1): 49-59.
[11] 牛犇,张新伟,周玉,李婧,徐兴全,张一鸣. 基于连续-非连续元降雨工况三维边坡稳定性分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(1): 92-99.
[12] 郭鹏宁,刘巍,袁浩,冯硕,王延刚. 基于微元离散模型的螺旋挤压脱水效率分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(1): 114-121.
[13] 张一鸣,李赟鹏,李婧,丛俊余. 孔隙裂隙介质多场耦合数值计算进展[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(6): 63-78.
[14] 郑卫琴,许杰,孙杰,武科. 复合地层TBM隧道管片受力特征[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(4): 210-213.
[15] 章清涛,刘晓威,高健,孙玉海,闫庆亮,刘源,王昊. 坡顶荷载作用下废旧轮胎条带加筋边坡承载特性[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(3): 70-79.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 王素玉,艾兴,赵军,李作丽,刘增文 . 高速立铣3Cr2Mo模具钢切削力建模及预测[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 1 -5 .
[2] 李 侃 . 嵌入式相贯线焊接控制系统开发与实现[J]. 山东大学学报(工学版), 2008, 38(4): 37 -41 .
[3] 孔祥臻,刘延俊,王勇,赵秀华 . 气动比例阀的死区补偿与仿真[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 99 -102 .
[4] 李梁,罗奇鸣,陈恩红. 对象级搜索中基于图的对象排序模型(英文)[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 15 -21 .
[5] 陈瑞,李红伟,田靖. 磁极数对径向磁轴承承载力的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(2): 81 -85 .
[6] 李可,刘常春,李同磊 . 一种改进的最大互信息医学图像配准算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 107 -110 .
[7] 季涛,高旭,孙同景,薛永端,徐丙垠 . 铁路10 kV自闭/贯通线路故障行波特征分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 111 -116 .
[8] 浦剑1 ,张军平1 ,黄华2 . 超分辨率算法研究综述[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 27 -32 .
[9] 王丽君,黄奇成,王兆旭 . 敏感性问题中的均方误差与模型比较[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(6): 51 -56 .
[10] 孙国华,吴耀华,黎伟. 消费税控制策略对供应链系统绩效的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 63 -68 .