[發明專利]一種大尺度裂縫性油藏數值模擬方法

有效

• 申請號: 201310138269.1
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN104112057B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 呂心瑞;張宏方;劉中春
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明屬于油氣田開發領域，具體涉及一種大尺度裂縫性油藏數值模擬方法。

背景技術

大尺度裂縫性油藏是指儲層中存在開度大于1毫米裂縫的油藏。大尺度裂縫在油藏中起著特殊導流作用，其存在導致了儲層的強烈非均質性，造成了油藏復雜的滲流機理和相對較低的采收率，為了高效開發此類油藏，需要采用數值模擬手段對其注水開發過程進行精確模擬，設計合理的開發方案，避免水沿大尺度裂縫竄進，達到提高采收率的目的。

目前，在大尺度裂縫性油藏數值模擬中，常采用常規連續性介質模型表征此類油藏，如：單孔隙介質模型，雙重孔隙介質模型以及等效連續介質模型等。單孔隙介質模型能夠較精確的模擬流體流動過程，但由于基巖大小與裂縫開度在尺度上的巨大差異，在進行數值計算時需要在裂縫周圍進行大量的網格加密，大大降低了計算效率；雙重孔隙介質模型將裂縫性油藏的基巖系統與裂縫系統看作兩個相互交錯的連續性多孔介質系統，兩系統間通過竄流量系數進行聯系，該模型適用于裂縫發育程度較高，連通性較好的網狀裂縫油藏，對于裂縫發育程度不高或存在主導流體流動的大尺度裂縫時，數值模擬結果與實際相差較大；等效連續介質模型本身并不復雜，但該模型的有效性難以判定，且裂縫性油藏的等效滲透率張量難以求解。采用離散介質模型表征大尺度裂縫性油藏，能夠真實地代表裂縫的地質分布特征，基于有限元法可以較好地進行該類油藏的數值模擬，但對于嚴重非均質性油藏中水驅油等多相流問題不能保證局部質量守恒，不適合描述基巖-裂縫交界面處飽和度的不連續性。

綜上所述，當前各種常規大尺度裂縫油藏的數值模擬方法都存在不同的問題：基于單孔隙介質模型的方法，存在計算效率低的問題；基于雙重孔隙介質模型的方法，僅適用于裂縫發育程度較高，連通性較好的網狀裂縫油藏；基于等效連續介質模型的方法，其有效性難以判定，且裂縫性油藏的等效滲透率張量難以求解；基于離散裂縫模型能夠較真實地刻畫大尺度裂縫的地質分布特征，但采用有限元數值計算格式進行模擬，存在著計算量大，物理意義不明確，在含大尺度裂縫的油藏中不能嚴格保證局部質量守恒等問題。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種大尺度裂縫性油藏數值模擬方法，高效精確地進行大尺度裂縫性油藏的數值模擬，為分析裂縫對注水開發效果的影響，優選布井方式，避免注入水沿裂縫竄進，預測提高采收率措施的效果提供可靠依據，同時物理意義明確，能夠嚴格保證局部質量守恒。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種大尺度裂縫性油藏數值模擬方法，所述方法將油藏中的大尺度裂縫作為油藏的內邊界進行降維處理，建立油藏幾何模型，然后采用三角形網格對油藏幾何模型進行幾何剖分形成離散單元，同時形成油藏幾何信息描述文件、幾何離散信息文件及井信息描述文件，在離散單元基礎上構建數值計算單元，建立表征此類油藏流體流動的數學模型，采用積分法在每個數值計算單元上建立其數值計算格式，形成大型線性代數方程組，并進行求解，從而實現大尺度裂縫性油藏數值模擬。

所述方法具體包括以下步驟：

(1)根據實際油藏特征及巖心、測井及流體的測試資料確定油藏儲層物性參數，建立表征大尺度裂縫性油藏流體流動的數學模型；

(2)依據油藏實際情況及油藏描述成果，確定油藏幾何邊界范圍，建立油藏幾何模型，形成油藏幾何信息描述文件；

(3)對步驟(2)建立的油藏模型進行幾何離散，生成油藏模型的幾何離散信息文件：平面上基巖部分采用Delaunay三角形單元進行劃分，大尺度裂縫用線單元代表，縱向上采用儲層厚度代表單元厚度，生成油藏模型的幾何離散信息文件；

(4)基于步驟(3)的幾何離散信息文件，連接所有三角形的重心與三邊的中點形成聯絡線，以三角形的頂點為中心，其周圍的所有聯絡線組成的多邊形即為數值計算單元；

(5)計算數值計算單元節點參數值：設定飽和度變量(S_w，S_o)在每個數值計算單元內恒定不變，其數值通過測井數據取得，而數值計算單元的流動勢變量(φ_w，φ_o，φ_c)由以該數值計算單元的節點為頂點的相鄰三角網格的值通過線性逼近計算得到：

其中，n為三角形單元的頂點數；φ_i代表節點i的任意流動勢變量；x為節點i的坐標；N_i(x)為形函數，為坐標的獨立函數；

由式(7)可得在一個三角形內任意變量的梯度恒為：