[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

本公開公開了一種考慮非線性流的嵌入式離散裂縫模擬方法及系統，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；解決了現有商業數值模擬方法無法準確表征復雜裂縫和考慮基質非線性流動的問題，提高了計算精度和計算效率。

技術領域

本公開涉及一種考慮非線性流的嵌入式離散裂縫模擬方法及系統，具體涉及一種基于嵌入式離散裂縫模型的致密油藏非線性滲流數值模擬方法，屬于非常規油氣開發領域。

背景技術

近年來，致密油氣的開發對世界原油天然氣市場造成了巨大的影響。“頁巖氣革命”之后，“致密油革命”隨之到來。參照頁巖氣開發的成功經驗與壓裂技術工藝的不斷發展和完善，致密油的商業化開發在世界范圍內已經展開。我國在致密油氣的總儲量和技術儲量上十分豐富，對其進行高效合理的開發對我國未來能源事業意義重大。

致密油氣藏為一類滲透率極低的儲層類型，北美致密氣藏開發已經取得成功。致密油藏多采用壓裂方式開發，壓裂改造能夠改變流體流態、減小滲流阻力并且增大井筒與儲層的溝通面積。由于水力壓裂技術的進步，近年來致密油氣得到有效的開發，致密油氣物性表征、流體儲集模式、傳質規律、流動模擬、產能分析、地質機理、三次采油、宏觀數值模擬器開發等都成為研究的熱點。數值模擬器作為最主要的系統模型分析工具是致密油藏開發方案制定的有效工具。致密油氣新的開發屬性需要新型的數值模擬器兼顧模擬效率及計算精度，為油氣開發提供技術支持。

由于儲層的致密性，體積壓裂模式成為致密油開發的重要生產方式。致密油氣多采用壓裂手段開發，流動介質多樣，流動機理復雜，因此，建立一套致密油氣的宏觀數值模擬和產能分析的系統方法，為致密油藏開發的合理開發設計提供支持至關重要。致密油藏具有強烈的非均質性、多尺度性和水力改造性質，傳統的一些產能評價方法難以正確刻畫其生產特征，目前，商業的數值模擬器無法準確表征復雜的裂縫形態，不能考慮基質中的非線性滲流。因此亟需建立一種新的數值模擬方法為致密油開發提供一個具有嚴格科學依據的計算體系，滿足致密油藏的開發要求。

發明內容

本公開為了解決上述問題，本公開將結合嵌入式離散裂縫模型和雙重介質模型的優勢，在頁巖油儲層復雜縫網表征的基礎上，構建離散裂縫-連續介質混合數值模擬方法，為頁巖油開發提供技術工具。

為了克服現有致密油藏數值模擬技術的不足，本發明提供了一種考慮非線性流的嵌入式離散裂縫模擬方法及系統，利用該方法和模擬器能夠準確表征儲層人工裂縫，對人工裂縫進行離散，進而對復雜裂縫條件下多級壓裂水平井的產能進行計算，對儲層流體的滲流動態進行準備預測。

本發明采用下述技術方案：

一種考慮非線性流的嵌入式離散裂縫模擬方法，包括：

步驟(1)建立致密油藏的三維地質模型和人工裂縫模型；

步驟(2)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；

步驟(3)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；

步驟(4)利用牛頓迭代方法對非線性方程系統進行求解；

步驟(5)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。

進一步的，步驟(1)要確定致密油藏的規模、維度，人工裂縫要明確相應的形態參數和分布參數。