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comsol二氧化碳混相驱替多孔介质驱替油气扩散考虑浓度变化速度变化压力变化及混合流体粘度密度变化。
相关案例模型复现多孔介质里玩二氧化碳混相驱替这事儿本质上就是在模拟地下油气藏的极限拉扯。
咱就拿COMSOL来整活把浓度场、速度场、压力场这几个哥们捆在一起互相伤害最后还得盯着混合流体的黏度密度别搞事情。
先整达西定律打底是基本操作。
在流体流动接口里渗透率这参数得特别注意砂岩储层一般给个
mD算是常规操作。
不过实际建模时建议搞个空间变量函数毕竟地层非均质性能让结果差出姥姥家。
这里有个骚操作用随机场生成器给渗透率加噪点模拟真实地质情况。
% COMSOL随机渗透率设置 k0 50e-15; % 基准渗透率50mD model.param.set(k0, num2str(k
); model.component(comp
.variable(var
.set(k, k0*(
1
3*rand(-
5,
0.
));扩散模块是浓度变化的重头戏。
二氧化碳和原油的分子扩散系数得用Maxwell-Stefan方程来搞别傻乎乎用Fick定律。
特别是在混相阶段浓度梯度引发的交叉扩散项能把物质传递速度带偏20%以上。
记得勾选变形几何选项孔隙结构变化对扩散路径的影响可比想象的大。
comsol二氧化碳混相驱替多孔介质驱替油气扩散考虑浓度变化速度变化压力变化及混合流体粘度密度变化。
相关案例模型复现黏度突变是模型翻车高发区。
常规的混合流体黏度模型用对数混合规则容易在相变点抽风换成Lederer方程就稳多了。
实测数据表明当CO₂浓度超过35%时黏度会断崖式下跌这个非线性关系必须用条件判断语句处理% 黏度条件表达式 mu_mix (c_CO2
0.
.*(mu_oil*(1
5*c_CO
) (c_CO2
0.
.*(mu_CO2 (mu_oil - mu_CO
.*exp(-10*(c_CO2-
0.
));压力场耦合最考验硬件性能。
建议先用稳态求解器搭架子等残差收敛到1e-3再切瞬态。
特别要注意边界压力设置别太理想化真实油藏的压力衰减曲线建议用实测数据拟合个指数函数导入。
模型验证阶段有个邪门现象当网格尺寸大于特征扩散长度时浓度锋面会出现不物理的震荡。
这得祭出自适应网格细化大法在求解器配置里把误差估计器调到严格档位虽然计算时间翻倍但锋面移动速度的误差能从15%压到3%以内。
最后说个骚操作在结果分析里加个虚拟示踪剂跟着流体粒子走两圈能直观看出死油区分布。
这对调整注气井位比看等高线图管用多了亲测能提高采收率预测精度至少两个百分点。