[發明專利]一種多相流油藏數值模擬定壓邊界條件的處理方法

在審

• 申請號: 202211044021.4
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115455851A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 萬義釗;吳能友;黃麗;陳強;胡高偉
• 申請（專利權）人: 青島海洋地質研究所
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 青島匯智海納知識產權代理有限公司 37335
• 代理人: 王丹丹;萬桂斌

本發明公開一種多相流油藏數值模擬定壓邊界條件的處理方法，包括：根據油藏中的流體流動狀態，建立多相滲流壓力和飽和度控制方程，并給出相應的定壓邊界條件；對建立的控制方程采用適當的數值離散格式，得到離散后的壓力和飽和度的方程；針對定壓力邊界條件，采用對角線擴大法進行處理，求解得到壓力場的分布；將求得的壓力場代入到邊界點上的壓力的離散方程中，利用方程的守恒性反求邊界點上的流量；將求得的邊界流量代入到飽和度的離散方程中求解飽和度場。本方案利用定壓邊界處理時常被忽略的定壓力邊界點上的控制方程，結合質量守恒，通過求得的壓力來反求邊界流量；克服傳統思維偏見，確保定壓邊界條件下計算的流量嚴格滿足質量守恒條件。

技術領域

本發明涉及油藏數值模擬技術領域，具體涉及一種多相流油藏數值模擬定壓邊界條件的處理方法。

背景技術

油藏數值模擬技術是開采可行性評價、開采方案設計、開發方案編制和調整的重要工具。油藏數值模擬本質上是將油藏流動過程用一組偏微分方程描述，并根據生產條件賦適當的初始條件和邊界條件，對方程求解從而獲得油藏的動態特征。

在油藏數值模擬中，邊界條件的處理至關重要。油藏數值模擬主要有兩種邊界條件：定壓邊界條件和定流量邊界條件。而從模型的角度來看，邊界條件又分為內邊界條件和外邊界條件，分布都存在定壓或者定流量兩種類型邊界條件的可能。在多相流的數值模擬中，邊界上的定壓力條件通常會轉換為相應的流量條件來處理。如在井筒內邊界條件定壓時，可以通過生產(注入)指數轉換為等效的流量進行計算。外邊界的定壓力條件時，可以通過邊界上的壓力梯度利用達西定律計算流量。

然而，無論是井筒內邊界還是外邊界定壓條件下流量的計算都是通過生產(注入)指數來計算，而生產(注入)指數則依賴于網格信息以及井筒周圍的儲層信息。在非結構網格、儲層非均質、儲層分層等情況下，生產(注入)指數的計算較為復雜。更關鍵的是生產(注入)指數的計算基于井筒附近是穩態徑向流的假設，這一假設條往給計算帶來較大的誤差，影響了計算的守恒性。

發明內容

本發明針對多相流油藏數值模擬定壓邊界條件處理時存在的守恒性缺陷，提出了一種利用離散的控制方程計算定壓邊界上流量的計算方法，可以確保流量的嚴格守恒。

本發明是采用以下的技術方案實現的：一種多相流油藏數值模擬定壓邊界條件的處理方法，包括以下步驟：

步驟S1、根據油藏中的流體流動狀態，建立多相滲流壓力控制方程和飽和度控制方程，并給出定壓邊界條件；

步驟S2、對建立的壓力控制方程和飽和度控制方程采用對應的數值離散格式，得到壓力控制方程的離散格式和飽和度控制方程的離散格式；

步驟S3、針對定壓力邊界條件，采用對角線擴大法進行處理，求解得到壓力場的分布；

步驟S4、將求得的壓力場代入到邊界點上的壓力離散方程中，利用方程的守恒性反求邊界點上的流量；

所述邊界點上的壓力離散方程通過在壓力控制方程的離散格式的線性方程組中，將定壓力邊界點上的控制方程單獨列出得到；

S5.將求得的邊界流量代入到飽和度控制方程的離散格式中求解飽和度場。

進一步的，所述步驟S1中，所述多相包括水相、氣相和油相中的至少一種，具體通過以下方式實現：

S11、建立各相的質量守恒方程；

S12、將各相的質量守恒方程相加得到最終的壓力控制方程；

S13、列出定壓邊界條件。

進一步的，所述步驟S2具體通過以下方式實現：

S21、將計算區域進行網格離散，得到網格系統，所述網格系統包括節點和單元；