[發明專利]一種考慮非線性流的嵌入式離散裂縫模擬方法及系統

有效

• 申請號: 201911293824.1
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111062165B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 徐建春;秦婳婷;周文新;雷征東;陳百煉
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

1.一種考慮非線性流的嵌入式離散裂縫數值模擬方法，其特征在于,包括：

建立致密油藏的三維地質模型和人工裂縫模型；

根據質量守恒方程和非線性滲流公式得到求解域的連續性方程；對連續性方程進行離散，建立基質-裂縫系統的單相滲流模型和數值模擬模型；

引入嵌入式離散裂縫模型對三維地質模型和人工裂縫模型進行空間離散，推導加入非相鄰鏈接后的數值模擬模型，建立非線性方程系統；

利用牛頓迭代方法對非線性方程系統進行求解；

根據非線性方程系統的求解結果預測不同復雜裂縫條件下多級壓裂水平井的產量。

2.如權利要求1所述的嵌入式離散裂縫數值模擬方法，其特征在于，所述建立致密油藏的三維地質模型和人工裂縫模型包括：采集致密油藏的規模和維度，以及人工裂縫的形態參數和分布參數。

3.如權利要求1所述的嵌入式離散裂縫數值模擬方法，其特征在于，所述建立基質和裂縫系統中單相流體的滲流模型和數值模擬模型步驟包括：基于滲流模型和數值模擬模型滿足的假設，建立基質和裂縫系統中的連續性方程，所述假設包括基質中流體滲流遵循低速非線性流動，裂縫中流體滲流遵循達西流動；同時，推導建立初始條件和邊界條件；選擇有限體積方法對連續性方程進行全隱式離散。

4.如權利要求1所述的嵌入式離散裂縫數值模擬方法，其特征在于，所述得到求解域的連續性方程的步驟包括:

建立控制方程，基質中的質量守恒方程為：

裂縫中的質量守恒方程為：

其中φ為孔隙度；ρ為流體密度；q_m-f為裂縫和基質間的竄流；q_m和q_f為基質和裂縫中的源匯項；t為時間；Ω_f和Ω_m為裂縫和基質域；

非線性滲流滿足公式(3)：

其中v是流動速度；μ是流體粘度；k是滲透率；p為壓力；c1和c2非線性滲流系數；

由方程(1)(2)(3)可以得到求解域的連續性方程：

其中Q_v和Q_m-f,v體積源或匯；B為體積系數。

5.如權利要求1所述的嵌入式離散裂縫數值模擬方法，其特征在于，所述引入嵌入式離散裂縫模型對三維地質模型和人工裂縫模型進行空間離散的步驟包括，油藏利用規則網格進行離散，三維油藏利用規則六面體網格進行離散，二維油藏利用矩形網格進行離散；裂縫的離散利用降維方法進行處理，三維裂縫降維為二維平板，二維裂縫降維為一維線段；通過嵌入式離散裂縫模型引入三類非相鄰鏈接處理裂縫單元與基質單元、裂縫單元與裂縫單元的流量交換，形成最終的數值模擬模型。

6.如權利要求1所述的嵌入式離散裂縫數值模擬方法，其特征在于，所述利用牛頓迭代方法求解非線性方程，主要的求解步驟包括：

①定義裂縫和基質網格；通過基質網格邊界離散裂縫并確定裂縫單元；

②建立基質和裂縫單元的鏈接信息；

③整理鏈接信息表格，包含每一個鏈接的兩個網格單元和單元間的傳導率；

④計算井指數，建立井與井網格的傳導關系；

⑤對非線性方程進行求解，獲得每個網格的壓力值；

⑥進行循環迭代，求解每個時間步的壓力值。

7.如權利要求1所述的嵌入式離散裂縫數值模擬方法，其特征在于，所述根據非線性方程系統的求解結果預測不同復雜裂縫條件下多級壓裂水平井的產量的步驟包括：建立不同井型和裂縫分布的地質模型，并建立相應的數值模擬模型，計算井的產量，并分析不同參數對井產量的影響。