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《中国石油大学(北京)》 2017年
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用多尺度有限体积方法求解非均质油藏中的两相流问题

易新钢  
【摘要】:实际开发的油藏通常具有很强的非均质性,为了能够准确的模拟这种油藏,需要对油藏区域进行足够精细的剖分,其剖分的网格单元可达数百万个,计算量之大、耗时之长在工程上是难以接受的。如果网格粗化,就不能充分捕捉油藏细尺度特征,因此寻找既能保证计算精度又计算量少的油藏数值模拟方法具有一定的现实意义。本文提出的多尺度有限体积方法能够很好的解决这个问题,为油藏数值模拟增加了一种新的方法。本文从多尺度有限体积方法求解单相流入手。首先在粗尺度上对压力方程进行有限体积格式离散,得到求解粗尺度压力的算法。然后详细地阐述了如何构造对偶基函数和更加精细的细尺度基函数。最后通过细尺度基函数和粗尺度压力做线性组合得到多尺度压力解。同时给出了一个多尺度有限体积法求解单相流的例子,该例子验证了本文构造的细尺度基函数能充分扑捉油藏细尺度信息,在保证计算精度的同时有着计算时间短的优点。在用多尺度有限体积法求解两相流算法中,论文先对两相流方程进行了有限体积格式离散。然后用自适应时间步长的Newton-Raphson方法进行全隐式求解。在整个求解过程中,重点阐述了Newton-Raphson迭代格式、自适应时间步长和收敛条件。最后针对多个不同井控条件的油田实例,采用本文算法进行数值计算,将多尺度解与细尺度解(精细剖分得到的解)进行对比,得到的误差在工程允许范围内。同时也对多尺度解和细尺度解的计算时间作比较,得出本文方法比普通精细剖分方法平均速度快350倍,这证明了多尺度有限体积方法有着既能保证计算精度、又能减少计算量和缩短计算时间的优点。
【学位授予单位】:中国石油大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O241.82;TE31

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【参考文献】
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