[發(fā)明專利]用于獲取縫洞油藏流動(dòng)特征表征信息的方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011152995.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114492219A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊敏;程曉軍;李小波;譚濤;惠健;劉洪光;李青;謝爽;謝慧;張藝曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司西北油田分公司
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06Q50/02;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 于菲

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于獲取縫洞油藏流動(dòng)特征表征信息的方法，包括：通過(guò)巖心實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建目標(biāo)油藏區(qū)域的縫洞結(jié)構(gòu)模型；根據(jù)縫洞結(jié)構(gòu)特征，為縫洞結(jié)構(gòu)模型內(nèi)不同填充程度的洞穴配置相適應(yīng)的流動(dòng)模型，并為縫洞結(jié)構(gòu)模型設(shè)置流動(dòng)邊界條件，基于此，對(duì)縫洞結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行油水流動(dòng)模擬；模擬后，獲得目標(biāo)油藏區(qū)域在不同單相流動(dòng)模型下的壓力場(chǎng)及流速場(chǎng)、油水兩相流動(dòng)條件下的含油/含水飽和度場(chǎng)，從而繪制隨時(shí)間變化的特征參數(shù)場(chǎng)圖件，以分析所述目標(biāo)油藏區(qū)域不同開(kāi)發(fā)階段的流動(dòng)規(guī)律。本發(fā)明適用于不同巖溶類型的縫洞型油藏內(nèi)的流動(dòng)模擬，適用范圍廣、可操作性強(qiáng)、易于在不同區(qū)塊推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣藏能源開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于獲取縫洞油藏流動(dòng)特征表征信息的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在非常規(guī)油氣藏能源開(kāi)發(fā)技術(shù)中，對(duì)縫洞型碳酸鹽巖油藏的內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律研究較少，主要集中在不同儲(chǔ)集空間內(nèi)流體流動(dòng)數(shù)學(xué)表征技術(shù)、有限元/有限差分法數(shù)值求解技術(shù)和縫洞型油藏油水兩相流數(shù)值模擬技術(shù)。

1、不同儲(chǔ)集空間內(nèi)流體流動(dòng)數(shù)學(xué)表征技術(shù)：針對(duì)縫洞型碳酸鹽巖油藏特征，結(jié)合滲流和流體力學(xué)知識(shí)，建立縫洞型油藏滲流、縫隙流和自由流耦合數(shù)學(xué)模型，對(duì)于單縫、單洞和少數(shù)縫洞組合體中流體流動(dòng)機(jī)理的研究則宜采用流體力學(xué)方法，因?yàn)閷?duì)這些簡(jiǎn)單的縫洞系統(tǒng)空間幾何參數(shù)及其內(nèi)部流體參數(shù)精細(xì)描述的數(shù)據(jù)量不大，現(xiàn)有計(jì)算機(jī)配制水平完全可以滿足計(jì)算的需求。鑒于此，這種方法，從簡(jiǎn)單的縫洞型介質(zhì)概念模型研究出發(fā)，采用流體力學(xué)方法，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)縫洞內(nèi)兩相流體流動(dòng)機(jī)理，揭示儲(chǔ)集體內(nèi)流體的流動(dòng)規(guī)律，對(duì)衰竭開(kāi)發(fā)和注水開(kāi)發(fā)分別進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，為油藏的開(kāi)發(fā)部署決策提供指導(dǎo)。

2、有限元/有限差分法數(shù)值求解技術(shù)：首先，根據(jù)物理模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果確定簡(jiǎn)單裂縫網(wǎng)絡(luò)中兩相滲流模型的主要參數(shù)，然后，結(jié)合裂縫參數(shù)的分布模型建立復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的兩相滲流模型。數(shù)值模擬過(guò)程中主要包括網(wǎng)格劃分、方程離散和數(shù)值計(jì)算等幾個(gè)部分。若基于匹配型網(wǎng)格將裂縫作為內(nèi)邊界約束面進(jìn)行網(wǎng)格剖分，需采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)，其剖分過(guò)程非常復(fù)雜和繁瑣，尤其當(dāng)裂縫間距或夾角很小時(shí)，常因網(wǎng)格劃分質(zhì)量差導(dǎo)致計(jì)算困難。為此，將基質(zhì)采用規(guī)則化網(wǎng)格劃分，縫洞區(qū)域采用嵌入式裂縫網(wǎng)格耦合局部加密基質(zhì)網(wǎng)格的方法處理，可降低網(wǎng)格劃分的復(fù)雜程度，然后采用有限差分等方法求解，利用并行計(jì)算技術(shù)提高運(yùn)算速度。

3、縫洞型油藏油水兩相流數(shù)值模擬技術(shù)：縫洞型油藏多相流動(dòng)數(shù)值模擬技術(shù)主要包括兩個(gè)方面，一方面，根據(jù)CT實(shí)驗(yàn)掃描數(shù)據(jù)或者地質(zhì)資料得到能夠較真實(shí)反映縫洞結(jié)構(gòu)的地質(zhì)模型；另一方面，在地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上考慮不同縫洞結(jié)構(gòu)內(nèi)的流動(dòng)機(jī)理開(kāi)展數(shù)值模擬分析。COMSOL是一個(gè)用于模擬基于偏微分方程的各種數(shù)學(xué)、物理與工程問(wèn)題的人機(jī)交互式平臺(tái)，其自身基于有限元方法的高性能求解器為模擬復(fù)雜的多物理場(chǎng)問(wèn)題提供了前所未有的速度和精度，它是全球第一款真正意義上的多物理場(chǎng)耦合分析軟件，并且具有強(qiáng)度的圖像建模功能，通過(guò)對(duì)電子掃描圖片進(jìn)行數(shù)據(jù)解構(gòu)，最終形成對(duì)復(fù)雜模型的差值函數(shù)建立形成模型仿真。由于縫洞型碳酸鹽巖油藏儲(chǔ)集空間類型多樣，組合形式復(fù)雜，不同的儲(chǔ)集體組合形式對(duì)注水開(kāi)發(fā)的影響差別很大。在對(duì)單井鉆遇儲(chǔ)集體、井間儲(chǔ)集體識(shí)別以及前人對(duì)井間連通性分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同儲(chǔ)集體組合需要建立相應(yīng)的地質(zhì)模型。

但現(xiàn)有縫洞結(jié)構(gòu)內(nèi)油水流動(dòng)規(guī)律模擬存在以下問(wèn)題：

1、常規(guī)的連續(xù)介質(zhì)模型無(wú)法準(zhǔn)確描述縫洞型碳酸鹽巖油藏的流動(dòng)特征。多重介質(zhì)模型的本質(zhì)是連續(xù)介質(zhì)模型，該模型假設(shè)空間內(nèi)某一點(diǎn)同時(shí)屬于基質(zhì)系統(tǒng)、裂縫系統(tǒng)和溶洞系統(tǒng)。這一本質(zhì)要求儲(chǔ)層中的裂縫和溶洞高度發(fā)育、且分布非常均勻。但實(shí)際的縫洞型碳酸鹽巖油藏中，不僅儲(chǔ)層中裂縫和溶洞的發(fā)育程度不同、尺度不同、且分布的隨機(jī)性很強(qiáng)。通常，多重介質(zhì)模型中所謂的裂縫和溶洞均指微觀意義上的裂縫和溶洞，而縫洞型油藏最重要的特征是通過(guò)大尺度溶洞和大尺度裂縫來(lái)控制著流體流動(dòng)。因此，雙重介質(zhì)無(wú)論從模型的本質(zhì)還是實(shí)際運(yùn)用上，都無(wú)法滿足縫洞型碳酸鹽巖油藏的滲流規(guī)律描述的需求。