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张小明 2025/12/29 11:08:37
增加网站和接入备案,教育网站都有哪些,wordpress 接入外网慢,泰安信息平台体温天然气水合物降压开采#xff0c;基于COMSOL热-流-固多场耦合实现#xff0c;同时可以表征开采过程中的储层孔隙度、渗透率的演化#xff0c;考虑水平井筒环空高压充填石英砂层#xff0c;有水平井和压裂水平井模型降压法开采天然气水合物总让人想到冰块里抽气…天然气水合物降压开采基于COMSOL热-流-固多场耦合实现同时可以表征开采过程中的储层孔隙度、渗透率的演化考虑水平井筒环空高压充填石英砂层有水平井和压裂水平井模型降压法开采天然气水合物总让人想到冰块里抽气的画面但真实的地质储层可比这复杂多了。最近在COMSOL里折腾热-流-固多场耦合模型时发现石英砂充填层简直就是个戏精——它既影响温度场传导又在开采过程中不断改变自己的渗透率。建模型先从几何结构下手水平井筒环空高压充填层用二维轴对称比较省事。关键得用变形网格模块处理储层变形代码里这么设置model.component(comp1).physics(solid).feature(dmesh).set(dmethod, ale); model.component(comp1).physics(solid).feature(dmesh).set(frameref, refine);这段让网格跟着地层变形自动调整避免计算崩掉。压裂水平井的情况更刺激得用非结构化网格处理裂缝分支网格尺寸参数得控制在0.1-0.5米之间不然算到明天都出不来结果。渗透率演化这块有个骚操作——用用户自定义场变量联动孔隙度变化k k0*(phi/phi0)^3*(1-phi0)^2/(1-phi)^2; model.variable(var1).set(k, k);立方关系直接体现Kozeny-Carman方程精髓实测当孔隙度下降10%时渗透率会腰斩。记得把这段代码挂在固体力学接口的求解器后面形成求解闭环。温度场传导最怕边界条件设成固定值实际井筒周围应该用热通量边界model.physics(ht).feature(temp1).set(Q0, P_inj*rho_gas*C_p);把注气压力P_inj转换成热源项这样降压导致的气体膨胀吸热效应才能真实反映。有个坑要注意石英砂的热导率得设为各向异性水平方向导热系数是垂直方向的2-3倍。后处理时别盯着压力云图不放试试流线密度变形梯度的组合可视化model.result(pg1).feature(surf1).set(expr, sqrt(u^2v^2)); model.result(pg1).feature(arwl1).set(position, trajectory);这样既能看出气体运移路径又能发现哪些区域发生了砂粒运移。有个意外收获当开采速率超过1.5m³/s时近井地带的石英砂层会出现渗透率震荡现象——这可能是颗粒重排列导致的暂堵效应。模型跑完别急着关软件把时间序列数据导出来做个非线性回归from scipy.optimize import curve_fit def permeability_decay(t, a, b): return k0 * np.exp(-a*t) b params, _ curve_fit(permeability_decay, t_data, k_data)这比直接用COMSOL的内置拟合工具更灵活还能捕捉到渗透率变化的二阶效应。实测当拟合参数a0.03时说明储层有快速堵死的风险这时候得调整降压速率保平安。折腾完这套模型的最大体会是天然气水合物开采就像在豆腐渣工程里抽水——既要小心结构塌陷又得防着通道堵塞。那些宣称能直接移植常规油气开采方案的八成没考虑石英砂层这个戏精的临场发挥。
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