火燒油層燃燒特性及動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、火燒油層是開(kāi)發(fā)稠油油藏的熱力開(kāi)采技術(shù)，與常規(guī)熱采方法相比，具有避免井筒熱損失、適用范圍廣、驅(qū)替效率高等優(yōu)點(diǎn)。為了成功地在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用火燒油層技術(shù)，必須深入認(rèn)識(shí)火燒油層的燃燒特性和快速準(zhǔn)確預(yù)測(cè)火燒油層生產(chǎn)動(dòng)態(tài)與燃燒前緣的傳播。然而，目前對(duì)燃燒特性的研究還很缺乏，預(yù)測(cè)方面也存在諸多不足。為了深入研究火燒油層的燃燒特性、對(duì)燃燒前緣傳播及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)作出快速準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和油藏?cái)?shù)值模擬研究的基礎(chǔ)上引入多種數(shù)學(xué)方法，利用分形理論和小波分解技術(shù)

2、分析火燒油層燃燒特性：運(yùn)用奇異攝動(dòng)法得到火燒油層前緣動(dòng)態(tài)的漸近解；提出了火燒油層現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的灰色組合模型和支持向量機(jī)模型，并驗(yàn)證了模型的可行性。在研究火燒油層燃燒特性時(shí)，將火燒油層室內(nèi)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的溫度時(shí)間序列進(jìn)行多尺度分解，并結(jié)合分形關(guān)聯(lián)維和R／S指數(shù)分析，得到了火燒油層的燃燒特性：火燒油層傳熱方式主要以導(dǎo)熱和相間熱交換為主，對(duì)流作用很少；火燒油層的傳熱速度較常規(guī)的湍流火焰慢，其燃燒剖面更具規(guī)律性，溫度場(chǎng)具有一定的穩(wěn)定性；微尺度下

3、的氣相和單液滴作用的動(dòng)力學(xué)較為簡(jiǎn)單、單一；介尺度作用下的乳化相動(dòng)力學(xué)存在多種過(guò)程的耦合，因而更為復(fù)雜；氣液兩相流的復(fù)雜性主要是由于液相更隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)和團(tuán)聚造成的。在研究火燒油層燃燒前緣問(wèn)題時(shí)，基于充分大而有限的燃燒反應(yīng)活化能假設(shè)，引用流動(dòng)坐標(biāo)系，建立分區(qū)域火燒油層燃燒前緣傳播的物理模型，并應(yīng)用奇異攝動(dòng)法，求出火燒油層燃燒問(wèn)題的攝動(dòng)解，在巖心尺度上火燒油層燃燒前緣的攝動(dòng)解與數(shù)值有限差分解十分接近，說(shuō)明奇異攝動(dòng)法在求解火燒油層燃燒前緣動(dòng)態(tài)問(wèn)題