[发明专利]用于储层模拟器中的不同断裂密度的灵活且高效模拟的系统及方法

说明书

相关申请(多个)的交叉引用

本申请涉及2011年7月15日提交的标题为“用于对储层模拟器中的高阶多孔介质进行建模的系统及方法(SYSTEM AND METHOD FOR MODELING HIGHER ORDER POROUS MEDIA IN A RESERVOIR SIMULATOR)”的国际专利申请号PCT/US2001/44178。

背景

储层模拟是采用计算机模型来预测储层内的诸如石油、水以及气体之类的流体的流动的储层工程领域。储层模拟器有利地由石油生产商采用来确定怎样最好地开发新油田,以及结合所开发的油田来生成投资决定所基于的生产预测。

断裂储层为模拟提出了特殊的挑战，由于可能存在于这些类型的储层中的多个孔隙度系统或结构。已经出现各种类型的双孔隙公式用于为这些类型的储层建模。一些公式适合于高断裂密度，而其他公式(formulation)更适合于低断裂密度。通常，断裂密度在储层的区域之间或在经历同时模拟的不同储层之间是高度可变的。传统上通过使用通过流网络互连的两个共存的孔隙体积来表示多孔介质来建模断裂储层。一种类型的孔隙度系统(称为矩阵并且通过矩阵节点定义)通过高孔隙体积和低传导率来表征。另一种类型的孔隙度系统(称为通过断裂节点定义的断裂)通过低孔隙体积和高传导率来表征。

本领域普通技术人员将认识到如在此所使用的“节点”指代所模拟的储层内的孔隙体积的元素表示，而“区域”指代所模拟的储层的一部分内的所有节点的集合。最终，如在此所使用的“网格”或“子网格”指代区域内的节点的子集。在所希望的时间增量处逐节点地求解未知量，诸如压力和成分。

在储层的一个常见现有技术模拟表示中，称为双孔隙度、单渗透率(“DPSP”)，矩阵节点仅与断裂节点连通。在DPSP中，断裂节点还可与其他断裂节点连通。在储层的另一个常见模拟现有技术表示中，称为双孔隙度、双渗透率(“DPDP”)，矩阵节点与断裂节点和其他矩阵节点二者连通。通常，在储层的现有技术模拟表示中，模拟将储层表征为或DPSP或DPDP并且在整个模拟过程中使用该表征。这些现有技术本质上通过将地层自始至终表征为均质的来处理断裂区和无断裂区，并且因此不能准确地描绘储层。

而且，在一些储层中，特别是碳酸盐储层，一种第三类型的孔隙度系统非常盛行，称为“晶簇”。晶簇是通常大于矩阵的孔隙空间的孔隙空间。晶簇可或可不连接到彼此。分离的晶簇仅通过颗粒间孔隙(即，矩阵孔隙)互连并且不像矩阵孔隙体积和断裂孔隙体积那样彼此互连。由此，晶簇孔隙体积的液体保留和转移特性不同于矩阵和断裂二者的那些。因此，除了将双孔隙度系统表征为或DPSP或DPDP的缺点之外，通常，在现有技术的模拟器中使用的双孔隙度公式仅直接考虑断裂孔隙度和矩阵孔隙度。就算有，也是间接地并且以一种非常近似的方式表示晶簇对在储层中流动的液体的影响。

所需要的是可更准确地容纳不同的断裂密度孔隙体积即混合双公式，同时保持最佳效率的灵活模拟器架构。

附图简要说明

可通过参照以下结合附图进行的描述获得本公开及其优点的更完整的理解，在附图中：

图1是适于实现示例性实施例的储层模拟系统的计算机系统的框图。

图2A和图2B示出使用子网格来实现示例性实施例的层模拟系统。

图3A和图3B示出示例性实施例的储层模拟系统所实现的断裂储层的一部分的一维DPSP模型。

图4示出示例性实施例的储层模拟系统所实现的断裂储层的一部分的一维DPDP模型。

图5A和图5B分别示出示例性实施例的储层模拟系统所实现的用于处理具有断裂和无断裂区二者的模型的多种方法。

图6示出示例性实施例的储层模拟系统的线性求解器的操作的流程图。

图7示出示例性实施例的储层模拟系统所实现的断裂储层的一部分的一维三孔隙度模型。

详细说明

在实施例的详细说明中，自始至终相同的标号用于标明相同的部分。可省略设备的各种项目诸如管道、阀门、水泵、紧固件、配件等等以便简化本说明。然而，本领域技术人员将认识到可按需采用这种常规的设备。

为了克服当前方法的上述和其他限制，在此所述的一个或多个实施例包括储层模拟器器，该储层模拟器器可高效地对具有双渗透率、双孔隙度区域；双渗透率、单孔隙度区域；以及缺少(missing)断裂区域的异质地层进行建模。系统利用灵活的数据类型来对流体体积的断裂和非断裂组分进行建模并且转移并且采用线性求解器策略，该策略可通过该数据类型的单元而不是完全通过一个或另一个而应用。