油藏数值模拟基础

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页数:280
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出版时间:2012-5
价格:26.00元
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isbn号码:9787563623594
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具体描述

《高等学校教材•中国石油大学(华东)规划教材:油藏数值模拟基础》系统地介绍了油藏数值模拟的基本原理和应用技术。主要包括数学模型的建立、差分方程组的建立及求解、一维和二维油藏问题的数值模拟方法等,并以黑油模型为例,介绍了数值地质模型的建立、历史拟合、结果分析和动态预测的整个过程。《高等学校教材•中国石油大学(华东)规划教材:油藏数值模拟基础》是作者多年来从事油藏数值模拟教学、科研工作的体会和经验总结。

油藏数值模拟基础 (非此书内容) 【书名】:地下流体动力学原理与应用 【作者】: [此处可填写虚构的作者名,如:张文斌 教授] 【出版社】: [此处可填写虚构的出版社名,如:能源科学出版社] --- 内容简介 《地下流体动力学原理与应用》 是一部全面而深入探讨地下多相流体在多孔介质中流动规律的专业著作。本书旨在为石油工程、水文地质、环境工程以及岩土工程等领域的科研人员、高级工程师及研究生提供一个坚实的理论基础和前沿的实践指导。本书严格聚焦于流体动力学在地下系统中的复杂耦合现象,而非传统的油藏数值模拟算法的构建与求解。 全书共分七大部分,结构逻辑严密,从微观机理剖析到宏观工程应用,层层递进,力求揭示地下流体行为的内在驱动力和约束机制。 --- 第一部分:多孔介质的本构描述与输运基础 (约 250 字) 本部分首先建立多孔介质(如岩石、土壤)在统计学意义上的宏观描述框架。重点阐述孔隙结构参数(如孔隙度、渗透率张量、比表面积)的精确测量方法与影响因素分析。不同于侧重于数值网格划分的模拟书籍,本书深入探讨了介质结构对流体运动的影响。 核心内容包括:达西定律的微观起源——基于体积平均与界面张力的推导,并扩展至非线性渗透(高流速下)和各向异性介质中的流动方程。此外,对毛管力在不同尺度下的表现进行了详细的物理化学分析,引入润湿性对启动压力梯度的影响模型,为后续理解多相流的界面行为奠定基础。 --- 第二部分:单相流体在复杂介质中的非稳态流动 (约 200 字) 本部分聚焦于地下水或原油(假定为单相)在压力梯度驱动下的时间依赖性流动问题。重点放在扩散-对流耦合体系的分析上。 详细讨论了瞬态解(如活斯(Wassel)解、赫泽布鲁克(Hele-Shaw)近似)在有限边界条件下的适用性。引入等效传输系数的概念,用以描述由于孔隙尺度不均一性导致的非傅里叶型热或物质传输过程。着重分析了瞬态流动中的记忆效应和滞后现象,这对于评估污染羽的迁移和地下水资源的快速回抽响应至关重要。 --- 第三部分:多相流体的界面动力学与相际传递 (约 350 字) 这是本书最具挑战性且篇幅最大的部分之一,严格区分于数值方法,侧重于物理机制。探讨两种或三种不可压缩或可压缩流体在同一孔隙网络中同时存在时的流动规律。 关键章节包括: 1. 界面张力与接触角理论: 深入研究界面能量平衡,以及外部应力场(如重力、电场)对相界面形态的动态影响。 2. 毛管压力函数的物理意义: 不仅是拟合参数,而是从孔隙几何形状(如曲率半径分布)出发,推导毛管滞后现象的物理根源,并引入气液、油水界面迁移的动力学模型,而非采用简单的稳定相分布函数。 3. 相际流动模型: 详细阐述相对渗透率的定义及其局限性。重点介绍基于一维管模型和三维晶格模型对相对渗透率的先验预测方法,而非仅依赖现场测试数据拟合。探讨岩芯尺度下的相饱和度分布不均性对宏观流量的复合影响。 --- 第四部分:热传输与地下环境下的对流-扩散过程 (约 300 字) 本部分将流体动力学扩展到能量和物质的协同传输问题,这对于地热开发、二氧化碳封存(CCS)以及地下污染修复至关重要。 1. 热对流耦合: 分析地下流体流动引起的热量迁移(对流项),与热传导项的平衡。重点讨论Biot数和Péclet数在描述热传输主导机制中的作用。引入热耗散函数,评估流体剪切功转化为热能的影响。 2. 污染物迁移的动力学: 深入分析污染物在多孔介质中的对流-反应-吸附耦合。区别于单纯的对流-弥散模型,本书着重研究了生物降解速率与流速之间的非线性耦合,以及反应性流体在不同润湿性表面的反应动力学差异。对速度对反应速率的影响进行了定量的热力学分析。 --- 第五部分:非常规储层中的特殊流动机制 (约 250 字) 本部分关注传统达西定律失效的特殊地质环境,特别是页岩气、致密油储层及高含水饱和度地层。 1. 滑移流与克努曾数效应: 探讨当孔隙尺寸接近分子平均自由程时,流体表现出的非达西滑移现象(Knudsen流动)。建立基于修正的压力梯度项,描述流体在纳米尺度孔隙中的真实流动阻力。 2. 多尺度渗透率概念: 区分岩石基质渗透率、裂缝渗透率与双重介质中的有效渗透率概念,侧重于如何通过微观CT扫描结果,推导出描述宏观有效介质的导流因子,而不是直接建立数值模型。 3. 粘弹性流体与应力敏感性: 分析聚合物驱(EOR)中,非牛顿流体在多孔介质中的流动特性,关注粘性指进(Viscous Fingering)的稳定性分析,而非其数值重构。 --- 结语 (约 100 字) 《地下流体动力学原理与应用》强调对地下系统物理过程的深刻理解,而非仅仅停留在模型求解层面。它为读者提供了分析复杂地下流体行为的工具箱,其中包含大量的理论推导、实验验证数据以及物理约束条件的辨识方法。本书的目标是培养读者从第一性原理出发,构建和批判性评估各类地下流体流动模型的科学思维能力。

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读后感

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用户评价

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《油藏数值模拟基础》不仅仅是一本学术著作,更是一部启发思考的指南。作者在探讨油藏数值模拟的局限性时,并没有回避其存在的挑战,例如模型参数的不确定性、数值方法的近似性以及计算资源的限制。但他同时也强调了通过不断改进模型、优化算法和加强数据采集来克服这些局限性的重要性。这种开放而审慎的态度,让我认识到科学探索的永无止境。书中对于未来油藏数值模拟发展趋势的展望,例如人工智能、机器学习在油藏模拟中的应用,更是让我对这个领域充满了期待。这本书不仅为我提供了扎实的专业知识,更激发了我对油藏工程领域未来发展的好奇心和探索欲。它像一位引路人,为我指明了前进的方向,也让我对在这个领域做出贡献充满了信心。

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这本书为我构建了一套完整的油藏数值模拟知识体系。从油藏特征描述、数学模型建立,到数值离散方法、求解算法的选择,再到参数率定、历史拟合和预测分析,作者都进行了循序渐进的阐述。我尤其欣赏他对油藏非均质性、裂缝性油藏等复杂情况的处理方法。他如何通过细分网格、引入额外的方程或特殊的数值技术来模拟这些复杂的地质特征,让我认识到数值模拟的强大适应性。书中对各种输入数据(如岩心分析数据、测井曲线、试井资料)的解读和处理方法,也为我提供了宝贵的实践经验。这本书让我明白了,要进行一次成功的油藏数值模拟,需要贯穿始终的严谨态度和对细节的关注。它如同一份珍贵的藏宝图,指引我在油藏工程的海洋中,找到通往知识宝库的航线。

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这本书对于我理解油藏开发的全生命周期起到了至关重要的作用。从油藏的初期评价、开发方案的制定,到生产过程的监控与优化,再到最终的动用评价,数值模拟都扮演着不可或缺的角色。作者在书中详细介绍了如何利用数值模拟来预测不同开发方案下的产量、含水率变化,以及如何评估各种提高采收率措施的经济性和技术可行性。他对于油藏监测与调整策略的阐述,也让我看到了数值模拟在油藏管理中的动态性。通过对模拟结果的持续跟踪和分析,工程师们可以及时发现油藏运行中的异常情况,并对开发方案进行相应的调整,以应对油藏动态的变化。这本书就像一位经验丰富的油藏工程师,将他的毕生所学倾囊相授,让我得以窥见油藏开发决策背后的逻辑和智慧。

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《油藏数值模拟基础》以其极强的理论性和实践性,让我对油藏工程领域产生了更深厚的兴趣。作者在讲解油藏数值模拟的数学基础时,并没有回避那些看似“高深”的数学概念,而是将其与具体的物理过程相结合,化繁为简。例如,他如何将非线性偏微分方程进行线性化处理,如何运用迭代算法求解大型线性方程组,这些内容都让我对计算机科学在油藏工程中的应用有了全新的认识。书中对数据处理和可视化技术的介绍,也让我看到了将冰冷的数值数据转化为直观的油藏图像和分析图表的重要性。这不仅有助于工程师们更好地理解油藏的状态,也有助于与非专业人士进行有效沟通。这本书让我明白,优秀的油藏工程师不仅需要懂理论,还需要懂技术,更需要懂如何将两者结合,解决实际问题。

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阅读这本书的过程,仿佛是一次对地下油藏世界的回溯与前瞻。作者从油藏的形成机制、物性特征入手,循序渐进地引导读者理解流体在多孔介质中的渗流机理,这部分内容为后续的数值模拟奠定了坚实的理论基础。他对 Darcy 定律、多相流方程的深入讲解,以及如何将其转化为可供计算机求解的偏微分方程组,是我在理解数值模拟核心逻辑上的一次重大突破。书中关于数值离散方法,特别是有限差分法和有限元法的介绍,不仅清晰地阐述了其数学原理,更通过图示和实例,直观地展现了如何将连续的物理过程转化为离散的计算步骤。我尤其赞赏作者在讨论数值稳定性、精度和收敛性时的严谨性,这让我认识到,任何数值模拟都存在一定的误差和局限性,理解这些局限性,才能更客观地评价模拟结果。这本书如同一把钥匙,为我打开了理解油藏“行为密码”的大门。

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《油藏数值模拟基础》给我最大的启示在于,它将抽象的科学理论与实际的工程应用紧密地联系在一起。书中提供的模型构建和参数率定的方法,是解决现实油藏开发难题的关键。作者详细介绍了如何从地质资料、测井数据、油藏测试结果等多元信息中提取油藏的物理参数,并通过历史拟合的方法,不断优化模型,使其能够准确地反映油藏的真实行为。这种 iterative process(迭代过程)的严谨性,让我深刻理解了科学研究的本质——不断地观察、假设、验证和修正。书中对产能预测、注水开发效果评价、三次采油方案设计等典型应用场景的深入剖析,更是让我看到了数值模拟在指导油藏开发决策中的巨大价值。它不仅仅是一个预测工具,更是一个“数字孪生”,能够帮助工程师们在虚拟环境中进行“万种”尝试,找到最优的开发策略,从而最大化油藏的经济效益。这本书就像一位睿智的导师,不仅传授我知识,更教会我如何将这些知识转化为解决实际问题的能力。

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这本书在论述油藏数值模拟的原理和方法时,展现出了非凡的深度和广度。它不仅仅停留在基础的流动方程求解,而是深入探讨了各种影响因素,例如岩石的渗透率变化、孔隙度分布的不均匀性、不同流体的相互作用(如油、水、气的相态变化和相对渗透率的影响),以及地层的复杂几何形状对模拟结果的微妙影响。作者对数值方法的选择和分析也极具见地,详细介绍了有限差分法、有限元法以及它们在油藏模拟中的具体应用,并对比了各种方法的优缺点、适用范围以及在处理复杂边界条件和非结构化网格时的挑战。我尤其欣赏作者在讲解网格划分技术时的细致之处,从简单的全结构网格到更复杂的非结构网格、自适应网格,每一种网格的应用场景和对精度、计算效率的影响都被描绘得淋漓尽致。这让我认识到,一个精确的模拟,离不开对计算网格的精巧设计。这本书就像一位经验丰富的向导,指引我在油藏模拟的复杂世界中,如何选择最合适的工具,如何规避潜在的陷阱,从而获得最可靠的模拟结果。

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初次翻阅《油藏数值模拟基础》,我便被其宏大的叙事和严谨的逻辑所吸引。这本书并非仅仅是枯燥的公式堆砌,而是一部关于如何“窥探”地下世界,并对其进行精确模拟的科普杰作。作者以其深厚的专业功底,将原本复杂抽象的油藏物理过程,通过一套套精密的数学模型和数值算法,变得触手可及。从油藏的形成、流体在其中的运移规律,到如何预测不同开采措施下的产量变化,书中都进行了详尽的阐述。尤其令我印象深刻的是,作者在讲解过程中,并非简单地罗列公式,而是穿插了大量生动的案例和形象的比喻,例如将油藏比作一个复杂的迷宫,流体如同在其中穿梭的探险者,而数值模拟则如同绘制出这个迷宫的精确地图,帮助我们找到最佳的“探险”路线。对于我这样一名对油藏工程抱有浓厚兴趣的初学者来说,这本书无疑打开了一扇通往地下世界的大门,让我得以一窥其中奥秘。它不仅提供了理论上的指导,更在我心中播下了探索未知、解决实际问题的种子。每一章节的阅读,都像是完成一次地下世界的探险,充满了发现的喜悦和对知识的渴望。

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《油藏数值模拟基础》不仅仅是一本技术手册,更是一部关于如何“理解”油藏的哲学著作。作者在书中反复强调,数值模拟是建立在对油藏物理过程深刻理解基础之上的,而模拟结果的可靠性,则取决于模型参数的准确性和数值方法的适用性。他详细阐述了如何通过敏感性分析来识别关键参数,以及如何利用历史拟合来优化模型,这让我认识到,油藏模拟是一个“与油藏对话”的过程,需要不断地反馈和调整。书中对不确定性分析的介绍,也让我意识到,油藏的真实情况总是充满变数,而数值模拟的价值在于帮助我们量化这些不确定性,并在此基础上做出更明智的决策。我被作者这种严谨而务实的科学态度深深打动,也从书中学习到了如何对待复杂问题,如何用科学的方法去解决它们。这本书为我提供了一个认识油藏、改造油藏的全新视角。

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这本书在阐述油藏数值模拟的各个环节时,都力求做到全面而深入。从油藏描述的二维和三维建模,到网格划分技术的选择,再到流体流动方程的离散化和求解,每一个步骤都经过了细致的考量和充分的解释。作者在介绍模型建立时,并没有回避地质模型和工程模型之间的差异与联系,以及如何将两者有机地结合起来,这对于理解真实油藏的复杂性至关重要。他对数值求解器(例如全隐式、半隐式、显式方法)的讨论,以及各种求解器的优劣分析,让我对计算机如何“模拟”油藏的动态变化有了更清晰的认识。同时,书中也探讨了数值模拟在提高采收率(EOR)技术中的应用,例如化学驱、热采等复杂过程的模拟,这拓展了我对油藏模拟潜力的认知。这本书就像一个详尽的操作手册,为我提供了构建和运行油藏数值模拟模型的全方位指导。

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