[發明專利]一種復雜裂縫性油藏流動模擬的方法

有效

• 申請號: 201710285522.4
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107060746B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 黃朝琴;張慶福;姚軍;黃濤;張曉宇
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

本發明公開了一種復雜裂縫性油藏流動模擬方法，采用雙重介質模型模擬微裂縫，采用嵌入式離散裂縫模型模擬大裂縫，并通過大裂縫與微裂縫間的竄流函數，實現嵌入式離散裂縫模型和雙重介質模型之間的耦合，建立了嵌入式離散裂縫?雙重介質耦合模型來模擬裂縫性油藏的流動，能精確描述裂縫內流體流動，采用多尺度模擬有限差分法對嵌入式離散裂縫?雙重介質耦合模型進行求解，僅需進行宏觀大尺度計算，通過多尺度基函數來刻畫小尺度裂縫精細流通特征，在保證計算精度的同時大幅度減少了計算量，增加了計算速度，實現了模擬精度高計算量少的裂縫性油藏流動的模擬。

技術領域

本發明涉及裂縫性油藏流動模擬的領域，特別涉及一種復雜裂縫性油藏流動模擬的方法。

背景技術

裂縫作為最小的地質構造在地殼中分布廣泛，幾乎所有的油藏中都存在不同規模的裂縫。據不完全統計，世界上裂縫性油藏約占已探明總儲量的一半；在我國，已探明的裂縫性油藏地質儲量占總探明儲量的28％以上。對于裂縫性油藏流動的模擬成為探索油藏的重要方式，目前，主要有基于雙重介質、等效連續介質和離散裂縫三種流動數學模型，雙重介質模型認為介質中存在兩個平行的滲流系統：裂縫系統為主要流動通道，基巖系統為儲集空間，模型在一定程度上刻畫出了裂縫優先流特點；等效連續介質模型將整個介質視為一個連續系統，通過等效參數來表征其非均質性；離散裂縫模型則對每條裂縫予以顯示表征和模擬，計算精度高、擬真性好。

但是基于雙重介質模型假設裂縫系統呈均勻網絡狀分布，不能真實地反映裂縫的隨機性和多尺度性，不適用于裂縫性油藏的精細流動模擬，等效連續介質模型的理論基礎為尺度升級理論，本質上是對數學模型進行降階處理，升級后的大尺度模型人為地抹平了介質的強非均質性和多尺度性，過于宏觀簡化，不能捕捉小尺度流動特征。離散裂縫模型則對每條裂縫予以顯示表征和模擬，計算精度高、擬真性好，但基于傳統數值方法的離散裂縫流動數值模擬因計算量太大，仍難以應用于實際。

為了減少計算量，各種減少計算量的方式也應運而生，其中，尺度升級方法雖然能減少計算量，但是不能充分反映油藏的非均質性，計算精度不高。近年來，多尺度數值方法逐漸擴展至裂縫性油藏研究中：Natvig等人基于流線模擬方法，結合多尺度模擬有限差分對離散裂縫性油藏進行了研究，在其研究中，裂縫被視為具有一定開度的高滲透帶，需進行精細的非結構化網格劃分；隨后，Gulbranse考慮溶洞的影響，建立了縫洞性油藏的多尺度混合有限元單相流動數值計算格式，在精細尺度上基于Stokes–Brinkman流動方程來構建多尺度基函數，在溶洞內使用Stokes方程，在基巖和裂縫中使用Darcy方程，但是，在模擬中過渡區域的參數難以確定，因此難以模擬多相流動；這兩種方法都是將裂縫視為狹小的高導流通道，需要對裂縫進行精細網格劃分，由于裂縫尺寸較小，導致網格數量龐大且裂縫網格與基巖網格尺度差距大，導致計算繁瑣。

隨后，出現了離散裂縫模型的多尺度伽遼金有限元方法，將裂縫進行降維處理，簡化了網格劃分過程，但是多尺度伽遼金有限元方法卻有著局部不守恒的缺點，與此同時，Hajibeygi等提出了基于嵌入式離散裂縫模型的迭代多尺度有限體積法，將離散裂縫模型直接嵌入基巖單元中，能夠避免復雜的網格劃分過程，進一步提高計算效率，然而，多尺度有限體積法需要構建雙網格系統，小尺度映射關系復雜，這幾種裂縫性油藏多尺度數值方法均無法反映微裂縫對流動的影響，導致不符合實際油藏開發情況。

尋找一種既能減少計算量，又擁有較高計算精度的裂縫性油藏模擬方法勢在必行。

發明內容

本發明的目的是，為了克服現有的裂縫性油藏模擬方法的技術缺陷，得到一種既能減少計算量，又擁有較高計算精度的裂縫性油藏模擬方法，提供了一種復雜裂縫性油藏流動模擬的方法。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種復雜裂縫性油藏流動模擬的方法，包括如下步驟：

根據微裂縫和大裂縫內滲流的特點建立嵌入式離散裂縫-雙重介質耦合模型；