[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

本發明公開了一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法，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。本發明的有益效果是：通過考慮基質和裂縫中的多相多組分滲流、溶洞內的多相自由流、基質的彈塑性變形、裂縫的非線性變形及溶洞的變形等因素，通過本方法可以準確模擬和預測深層縫洞型碳酸鹽巖油藏的開發過程與生產動態。

技術領域

本發明涉及碳酸鹽巖油氣開發技術領域，特別是一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法。

背景技術

我國西部碳酸鹽巖油藏油氣資源豐富，其中縫洞型約占2/3，是目前增儲上產的現實領域。與常規油藏不同，縫洞型油藏從儲集空間到流動規律都與常規油藏存在著巨大的差異，第一：縫洞型油藏儲層普遍埋藏極深，多大于5000m，為深層或超深層，儲層處于高溫、高壓、高應力的“三高”環境；第二：在“三高”環境下的油氣相態復雜，且巖石變形由彈性向彈塑性轉化；第三：縫洞型油藏儲層儲集空間類型多樣，不僅包含裂縫和溶蝕孔隙，還存在不同空間尺度的溶洞，流動上為復雜的滲流-自由流耦合流動模式。

目前常規油氣藏流動數值模擬技術已相對成熟，形成了眾多商業軟件，但對于縫洞型油藏尚還未形成全面系統的數值模擬理論及方法。首先，針對縫洞型油藏中存在的復雜裂縫-溶洞結構和滲流-自由流耦合流動模式，常規模擬技術基本采用局部網格加密和高速非達西模型進行描述，但高速非達西模型并不能準確表征溶洞內多相流體的自由流特征，局部網格加密會導致計算網格量極大，無法高效處理復雜的裂縫形態；此外，常規油藏數值模擬技術通常采用壓縮系數表征油藏開發過程中的變形效應，認為油藏變形僅與流體壓力變化有關，忽略了地應力的影響，但對于深層高應力條件下強應力敏感性的縫洞型油藏，基質儲層的彈塑性變形及裂縫-溶洞的力學變形效應影響顯著，忽略或者弱化上述效應將嚴重影響數值模擬的準確性。因此，為開發深層縫洞型碳酸鹽巖油藏，經過發明人長期研究，發明了一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種深層縫洞型碳酸鹽巖油藏流固耦合數值模擬方法，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。

優選的，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。

優選的，步驟1.3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。

優選的，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；