[發明專利]一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法

有效

• 申請號: 202310818270.2
• 申請日: 2023-07-05
• 公開（公告）號: CN116663370B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 劉禮軍;姚軍;黃朝琴;嚴俠;王曉光;何勇明
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/10;G06F17/11;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 成都佳劃信知識產權代理有限公司 51266
• 代理人: 鄒翠

1.一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：根據油田現場提供的縫洞型碳酸鹽巖油藏地質模型，結合離散縫洞模型，計算基質、裂縫和溶洞的網格幾何信息和連接信息；

S2：建立深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數學模型和數值求解格式；

S3：根據油藏網格幾何信息及油藏和流體屬性參數，進行縫洞型碳酸鹽巖油藏數值模擬。

2.根據權利要求1所述的一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法，其特征在于：所述步驟S1中，還包括以下步驟：

S1.1：根據油田現場提供的縫洞型油藏的角點網格地質模型，計算每個網格的中心坐標、網格體積，并基于網格屬性編號識別基質和溶洞網格；

S1.2：根據油田現場提供的三維復雜裂縫結構，采用非結構網格進行網格剖分，并計算每個裂縫網格的中心坐標、單元體積；

S1.3：將每個溶洞區域內的網格進行合并，形成新的溶洞網格；

S1.4：根據基質和溶洞網格的節點信息，識別并建立出基質網格間及基質-溶洞網格間的連接關系；根據裂縫網格的節點信息，識別并建立裂縫網格間的連接關系；基于裂縫網格的中心坐標，識別出裂縫網格所在的基質網格，并結合基質-溶洞網格連接關系，建立裂縫-基質網格和裂縫-溶洞網格間的連接關系。

3.根據權利要求2所述的一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法，其特征在于：所述步驟S1.3中，新溶洞網格的坐標由溶洞區域內網格坐標經過體積加權得到，體積通過將溶洞區域內網格體積求和得到。

4.根據權利要求1所述的一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法，其特征在于：所述步驟S2中，還包括以下步驟：

S2.1：建立深層縫洞型碳酸鹽巖油藏多相多組分滲流數學模型；

S2.2：建立深層縫洞型油藏彈塑性力學模型；

S2.3：建立流固耦合本構關系；

S2.4：通過有限體積法對滲流數學模型進行數值離散，并采用牛頓迭代法進行全隱式求解；

S2.5：通過有限單元法對力學模型進行數值離散，塑性變形采用回退映射法進行求解更新，力學模型采用牛頓迭代法進行求解；

S2.6：通過定應力分裂迭代法求解流固耦合。

5.根據權利要求4所述的一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法，其特征在于：所述步驟S2.1中，通過基質、裂縫和溶洞中烴類和水組分的質量守恒方程、基質和裂縫中油、氣、水三相的運動方程、溶洞中多相流體瞬間重力分異模型、輔助方程和滲流邊界條件建立模型，其中，基質、裂縫和溶洞中烴類和水組分的質量守恒方程為：

；

；

其中，下標o、g、w分別表示油、氣、水三相，表示烴類i組分在油相中的摩爾分數，表示烴類i組分在氣相中的摩爾分數，為摩爾密度，為飽和度，表示油藏孔隙度，表示烴類i組分的源匯項，表示水組分的源匯項，

基質和裂縫中油、氣、水三相的運動方程為：

；

；

其中，為滲流速度，為粘度；為相對滲透率，表示油藏深度，

輔助方程為：

；

；

；

；

；

其中，為組分數，為相壓力，表示水氣的毛管力，表示油氣的毛管力，

滲流邊界條件為：

；

其中，為定壓邊界上的壓力值；為封閉邊界的單位法向向量；為Dirchlet邊界；為Neumann邊界。