连续电性介质线源井-地电位三维有限元数值模拟

刘海飞^1,2，陈德鹏¹，戴前伟¹，柳建新¹，阮百尧²

1. 中南大学地球科学与信息物理学院2. 桂林理工大学广西地质工程中心重点实验室

摘 要：为了更好的研究油藏开发过程中剩余油的分布情况以及注水前沿的推进位置,给出了三维空间任意线电流源且电导率连续变化的井-地电位三维有限元数值模拟方法。在模拟过程中,采用异常电位法消除线电流源奇异性的影响,并且将网格节点间的电导率设计为连续变化,使其能够模拟实际中更为复杂的地质情况;考虑到采油井或注水井可能存在垂直、倾斜及水平等任意情况,推导了任意线电流源正常电位的计算公式;采用对称超松弛预条件共轭梯度法解大型线性方程组,解决了井-地电位三维模拟速度慢的问题,并编制了实用、高效的井-地电位三维模拟软件。通过对3例地电模型进行模拟计算,分析了水泥环胶结质量、回流井到观测井的距离以及目标层的深度对井-地电位观测结果的影响。

关键词：井-地电位;三维有限元数值模拟;异常电位;任意线电流源;预条件共轭梯度法;