[發明專利]巖心復雜孔道的網格剖分方法

有效

• 申請號: 201410054204.3
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104850671B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 戴濤;張世明;孟薇;蘇軍偉;孫紅霞;易紅霞;李宗陽;曹偉東;段敏;陳蘇;趙瑩瑩;李珊珊;張波
• 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勝利油田分公司地質科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所37224
• 代理人: 董慶田

技術領域

本發明涉及油藏數值模擬及油氣田開發提高油藏采收率相關技術領域，特別是涉及到一種巖心復雜孔道的網格剖分方法。

背景技術

我國東部油區油田普遍進入特高含水期，剩余油分布趨于復雜和分散，提高采收率難度不斷加大。經典的油藏數值方法基于宏觀的滲流理論體系，無法認識油水分布特征的微觀結構、性質的作用機制。應用微觀數值模擬技術對油藏巖心進行不同微觀孔隙結構參數下的相對滲透率曲線、毛管壓力曲線及剩余油分布規律等的研究,對油藏采收率的提高具有重要意義。基于網格的有限容積法是流體運動方程的成熟且十分重要的方法，可直接應用在孔道內流體運動方程離散。然而，該方法需要對巖心內部復雜孔道幾何的準確描述，并對幾何進行網格剖分，且網格質量對數值計算結果精確程度及計算過程效率的影響非常大，只有當網格生成與控制方程離散及求解算法很好地匹配時，才能高效的得到準確的計算結果。目前，常見的網格生成方法可以分為結構化網格和非結構化網格兩種。結構化網格單元排列規則，網格節點與鄰居網格節點之間的關系可以依據網格編號自動得到，網格生成速度快、質量好、數據結構簡單，并且在結構化網格方法上容易實現界面變量的高階離散格式，因此計算精度也較高。然而，結構化網格對于復雜形狀計算區域處理能力較差的缺點限制了它的是使用范圍。非結構網格具有更大的靈活性，對復雜結構的適應性強。但是這種方法難以生成具有理想網格面比例的高質量的網格，生成過程需要耗費大量的時間，幾何邊界上節點剖分必須依靠手工完成，因此，采用非結構化網格方法難以實現真正的網格自動生成，在實際應用中還是比較耗時耗力。為此我們發明了一種新的巖心復雜孔道的網格剖分方法，解決了以上技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種既能處理復雜形狀、又能實現自動化、并節省計算時間的巖心復雜孔道的網格剖分方法。???

本發明的目的可通過如下技術措施來實現：巖心復雜孔道的網格剖分方法，該巖心復雜孔道的網格剖分方法包括：步驟1，針對巖心目標計算區域鋪設背景網格；步驟2，應用切削網格算法對背景網格進行切削處理；步驟3，將骨架內的網格刪除而保留孔道內的網格；步驟4，對以上切削算法生成的網格進行貼體；以及步驟5，對以上切削算法生成的網格進行光滑化處理。

本發明的目的還可通過如下技術措施來實現：

該巖心復雜孔道的網格剖分方法還包括，在步驟1之前，定義巖心孔隙的幾何邊界，在網格生成過程中，通過用戶給定巖心孔隙的邊界，指定格式為CAD格式類型，非定義的曲面點通過樣條插值自動完成。

在步驟1中，在巖心目標計算區域的CAD幾何上鋪設直角網格作為背景網格，背景網格覆蓋整個研究區域，背景網格尺度三個方向相等，采用基于面的網格存取策略進行背景網格的存取。

在步驟2中，切削在計算區域CAD幾何表面附近的背景網格上完成，或在指定的計算區域進行加密；根據預先設定的加密等級對骨架和孔道交界面的網格進行加密，加密具有自適應性，根據局部孔道面曲度來完成；臨近網格的最大加密等級人工設定后自適應完成，保證了密網格和稀網格之間漸變過渡。

在步驟3中，切削完成后，根據布點位置對巖石骨架內和孔道內的網格進行區分，將骨架內的網格刪掉，保留孔道內的網格，由于流體僅在孔道內流動，骨架和孔道的交界面作為流體的流動邊界。

在步驟3中，在識別孔道內的網格時，采用Liang-Barsky二維裁剪算法來求解曲線與網格線的交點，利用規則區域邊界的表達式和裁剪線的表達式，求出兩表達式的交點，并判斷該交點是否位于目標區域內，假定網格線四個邊界的表達式分別為x=xL,?x=xR,?y?=yB,y=yT幾何邊界曲線表達式為L=L(x,?y)，對于復雜曲線，該表達式可以通過樣條函數插值確定，將網格邊界的表達式分別代入邊界曲線的表達式中，求網格邊界值對應在幾何邊界上的點的坐標(x，y)，如果該點坐標滿足xL≤x≤xR、yB≤y≤yT,則網格與曲線相交，該點就是曲線與網格邊的交點，如果曲線和網格線相交，該邊界網格必是交界面附近網格。

在步驟4中，將壁面附近的網格點投影到臨近的背景幾何上，實現網格的貼體過程。

在步驟5中，去掉可能會影響計算模擬精度和網格外觀的特性，包括兩個相鄰網格之間的層次差別不大于1；避免出現空洞和孤島網格分布；以及同一邊的邊界網格都保持為相同的層次。

對于空洞形網格的光滑化處理方法是將該網格本身也細分，而對于孤島網格則取消該網格的加密細分標記。