流體在x軸方向上的局部流量及在y軸方向上的局部流 量,包括:
[0046] 在所述網(wǎng)格中,利用相鄰的三個點確定一條二次拋物線;
[0047] 對所述二次拋物線進行定積分,以確定多孔介質(zhì)內(nèi)的流體在x軸方向上的局部流 量或者在y軸方向上的局部流量。
[0048] 在一實施例中,如果所述網(wǎng)格中待求解點位于多孔介質(zhì)的流體區(qū)域且其近鄰點也 位于流體區(qū)域,利用有限差分法對所述控制模型進行差分求解,以確定所述網(wǎng)格中不同點 處的局部速度分量U2i,j、V2i,j,包括:
[0049] 利用位于多孔介質(zhì)流體區(qū)域中的所述近鄰點處的速度分量對所述控制模型進行 差分求解,以確定所述網(wǎng)格中不同點處的局部速度分量
[0050] 在一實施例中,如果所述網(wǎng)格中待求解點位于多孔介質(zhì)的流體區(qū)域且其近鄰點位 于固體區(qū)域,利用有限差分法對所述控制模型進行差分求解,以確定所述網(wǎng)格中不同點處 的局部速度分量U2i,j、V2i,j,包括:
[0051] 將位于多孔介質(zhì)固體區(qū)域的所述近鄰點的速度分量替換為距離其最近的流固界 面處的速度分量;
[0052] 沿與所述流固界面處的速度分量相垂直的方向往流體區(qū)域移動1/4個網(wǎng)格;
[0053] 對所述控制模型進行差分求解,以確定所述待求解點處的局部速度分量u2i,j、 V2l, j °
[0054] 在一實施例中,根據(jù)所述局部速度分量u2u、v2u,利用分段二次拋物線數(shù)值積分 法確定多孔介質(zhì)內(nèi)流體的第二達西速度u2D、v2D,包括:
[0055] 根據(jù)所述局部速度分量1!2^_、v2u,利用基于分段二次拋物線的數(shù)值積分法,分別 確定多孔介質(zhì)內(nèi)的流體在x軸方向上的局部流量及在y軸方向上的局部流量;
[0056] 將所述x軸方向上的局部流量相加得到x軸方向上的總流量,將所述y軸方向上 的局部流量相加得到y(tǒng)軸方向上的總流量;
[0057] 根據(jù)所述x軸方向上的總流量和多孔介質(zhì)在x軸方向上的流通面積,以及所述y 軸方向上的總流量和多孔介質(zhì)在y軸方向上的流通面積確定所述多孔介質(zhì)內(nèi)流體的第二 達西速度u2d、v2d。
[0058] 在一實施例中,根據(jù)局部速度分量u2i^、v2u,利用基于分段二次拋物線的數(shù)值積 分法,分別確定多孔介質(zhì)內(nèi)的流體在x軸方向上的局部流量及在y軸方向上的局部流量,包 括:
[0059] 在所述網(wǎng)格中,利用相鄰的三個點確定一條二次拋物線;
[0060] 對所述二次拋物線進行定積分,以確定多孔介質(zhì)內(nèi)的流體在x軸方向上的局部流 量或者在y軸方向上的局部流量。
[0061] 在一實施例中,如果所述網(wǎng)格中待求解點位于多孔介質(zhì)的固體區(qū)域,則將該待求 解點的速度分量置為0。
[0062] 本發(fā)明解決了傳統(tǒng)有限差分算法和數(shù)值積分算法精確度較低、網(wǎng)格收斂速度慢以 及難以得到精確的與網(wǎng)格無關解的問題,將其應用于對數(shù)值計算精度要求很高的多孔介質(zhì) 滲透率的計算,可以得到高精度的流場分布以及高精度的滲透率數(shù)據(jù),開辟了完全依賴高 效數(shù)值計算進行多孔介質(zhì)滲透率高精度預測的新方法,避免了傳統(tǒng)的實驗方法中得到的結(jié) 果可靠性不高的問題。
【附圖說明】
[0063] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0064] 圖1所示為現(xiàn)有技術中求解穩(wěn)態(tài)斯托克斯控制方程所用的交錯網(wǎng)格;
[0065] 圖2所示為現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)的基于矩形公式的數(shù)值積分法求解實施例;
[0066] 圖3所示為本發(fā)明實施例多孔介質(zhì)全階滲透率張量的預測方法的流程示意圖;
[0067]圖4所示為本發(fā)明實施例求解多孔介質(zhì)控制模型所用的交錯網(wǎng)格;
[0068]圖5所示為本發(fā)明實施例當進行差分求解時用到的近鄰點位于固體區(qū)域時的差 分流程示意圖;
[0069]圖6所示為本發(fā)明實施例利用分段二次拋物線數(shù)值積分法確定多孔介質(zhì)內(nèi)流體 的達西速度的流程示意圖;
[0070] 圖7A~圖7G所示為本發(fā)明實施例基于分段二次拋物線數(shù)值積分法求解流體沿y 軸方向的局部流通面積的實施例;
[0071] 圖8所示為本發(fā)明實施例泊肅葉流動示意圖;
[0072] 圖9A~圖9C所示為本發(fā)明實施例"一"字形結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)的流場;
[0073] 圖10A~圖10C所示為本發(fā)明實施例"十"字形結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)的流場;
[0074] 圖11A~圖11C所示為本發(fā)明實施例短階梯形結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)的流場;
[0075] 圖12A~圖12C所示為本發(fā)明實施例長階梯形結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)的流場;
[0076] 圖13A~圖13C所示為本發(fā)明實施例"C"字形結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)的流場;
[0077] 圖14A~圖14C所示為本發(fā)明實施例"G"字形結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)的流場;
[0078] 圖15A~圖15C所示為本發(fā)明實施例不規(guī)則結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)的流場;
[0079] 圖16所示為本發(fā)明實施例多孔介質(zhì)1的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0080] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;?本發(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0081] 圖3所示為本發(fā)明實施例多孔介質(zhì)全階滲透率張量的預測方法的流程示意圖,該 預測方法包括以下步驟:
[0082] 步驟1、利用穩(wěn)態(tài)斯托克斯方程建立多孔介質(zhì)內(nèi)流體流動的控制模型,并將該多孔 介質(zhì)劃分成多個交錯網(wǎng)格。
[0083] 具體實施時,多孔介質(zhì)中的流體在重力驅(qū)動下繞過多孔介質(zhì)固體壁面的流動非常 緩慢且對流作用可忽略不計,因此在這種尺度下可簡化為穩(wěn)態(tài)不可壓縮斯托克斯流動,利 用穩(wěn)態(tài)斯托克斯方程建立多孔介質(zhì)內(nèi)流體流動的控制模型,如式(1)~(3)所示,但是與現(xiàn) 有技術不同的是,本發(fā)明實施例中,式(1)~(3)中的u和v分別表示多孔介質(zhì)中的局部流 速(可能為流體區(qū)域中的流速,也可能為固體區(qū)域中的流速)。
[0084] 為求解多孔介質(zhì)的控制模型,本發(fā)明將多孔介質(zhì)劃分成了多個交錯的網(wǎng)格,如圖4 所示。在圖4中,灰色網(wǎng)格表示多孔介質(zhì)固體區(qū)域,其余網(wǎng)格表示流體區(qū)域,黑色圓點表示 網(wǎng)格中各處的點,箭頭表示不同點處速度分量的示意方向,u、v分別表示流體沿x軸方向、 y軸方向上的速度分量。在本實施例中,利用下標區(qū)別不同點處的速度分量,例如Uu+3/2表 示網(wǎng)格中點(i,j+3/2)處沿x軸方向的速度分量。
[0085] 步驟2、使流體在上述多孔介質(zhì)內(nèi)沿第一方向流動,利用有限差分法對所述控制模 型進行差分求解,以確定所述網(wǎng)格中不同點處的局部速度分量。
[0086] 為了清楚說明本發(fā)明的技術方案,本發(fā)明以第一方向為x軸方向為例進行說明, 但具體實施時第一方向的選取不以此為限。
[0087] 控制流體在多孔介質(zhì)內(nèi)沿x軸方向流動,在利用有限差分法對所述控制模型進行 差分求解之前,需要預先判斷網(wǎng)格中待求解點及其近鄰點是位于流體區(qū)域還是位于固體區(qū) 域。
[0088] 如果待求解點位于固體區(qū)域,則無需求解,直接將該點處流體的速度分量置為0。
[0089] 如果所述網(wǎng)格中待求解點位于多孔介質(zhì)的流體區(qū)域且其近鄰點也位于流體區(qū)域, 則利用流體區(qū)域中相鄰點處的速度分量對所述控制模型進行差分求解,即分別對式(1)、 (2)和(3)進行離散化得到式(9)、(10)和(11),聯(lián)立式(9)、(10)和(11)以求解所述網(wǎng)格 中不同點處的局部速度分量。
[0093] 如果所述網(wǎng)格中待求解點位于多孔介質(zhì)的流體區(qū)域且其近鄰點位于固體區(qū)域,如 圖5所示,包括如下步驟:
[0094] S501 :將位于多孔介質(zhì)固體區(qū)域的所述近鄰點的速度分量替換為距離其最近的流 固界面處的速度分量;
[0095] S502 :沿與所述流固界面處的速度分量相垂直的方向往流體區(qū)域移動1/4個網(wǎng) 格;
[0096] S503 :再次,對所述控制模型進行差分求解,以確定所述待求解點處的局部速度分 量。
[0097] 本發(fā)明實施例中僅以對圖4中若干個點處的速度分量進行差分求解進行實例性 說明。例如,對點(i-1,j+1/2)、(i,j-1/2)、(i,j+1/2)、(i,j+1)、(i,j+3/2)、(i+1/2,j-1)、 (i+1/2,j-1/2)、(i+1/2,j)、(i+1/2,j+1/2)、(i+1/2,j+1)、(i+1,j+1/2)、(i+3/2,j)等處 的速度分量進行差分以求取上述點