[发明专利]一种非均质压裂后储层流动数值模拟方法及系统

说明书

本说明书实施例提供一种非均质压裂后储层流动数值模拟方法及系统。包括：获取非均质压裂后的离散裂缝网络和改造区储层范围；将所述离散裂缝网络和储层的边界划分为若干裂缝微元和若干边界单元；将储层的流动微分方程变换为相对应的储层的边界积分方程，求解得到所述储层的边界元解；耦合离散裂缝流动方程和储层边界元解，得到离散裂缝网络‑两区流动耦合矩阵；根据离散裂缝网络‑两区流动耦合矩阵对储层进行流动数值模拟。本申请实施例从渗流数学模型建立的角度出发，将人工裂缝、诱导裂缝和天然裂缝形成的压裂缝网抽提为离散裂缝网络‑两区非均质概念模型，可用于模拟不同任意储层两区非均质形态及任意裂缝网络展布组合下的流动行为。

技术领域

本申请涉及地下流体流动技术领域，尤其是涉及一种非均质压裂后储层流动数值模拟方法。

背景技术

裂缝是地下储层中的一个重要地质特征，从裂缝延伸规律及微地震监测结果来看，人工裂缝通常呈现为裂缝网络状，而诱导裂缝本质上来源于天然裂缝，当储层天然裂缝弱发育时，诱导裂缝发育较弱，几乎可忽略不计；当储层天然裂缝发育较强时，诱导裂缝通常会在近井地带规模产生，并形成不同形状的改造区。根据不同裂缝特征，选择各适应的表征方式，将人工水力裂缝使用离散裂缝网络方法表征，将近井改造形成的大规模次生裂缝和远井部位未改造天然裂缝使用等效连续介质方法表征，得到相应的两区非均质储层中复杂裂缝网络流动模型。两区非均质储层中复杂裂缝网络流动的精确计算直接影响该类储层下流动模拟的精度，也是准确模拟流体在两区非均质储层复杂裂缝网络中流动的关键科学问题。

目前，关于体积压裂缝网表征方法国内外研究主要有两类：主裂缝(双翼对称裂缝)和高渗区的组合表征模拟方法和离散裂缝网络表征模拟方法。主裂缝(双翼对称裂缝)和高渗区域表征模拟方法的主要思路是通过对水平井体积压裂后的储层进行两区非均质，视远井未改造的区域为远井区，近井改造的区域为近井区，同时认为每个近井区存在一条双翼对称裂缝，近井区其余部分统一简化为具有高渗流能力的单孔介质或双重介质。在这一类表征方法中，裂缝形态简单、裂缝渗流参数少、表征模型容易构建，基于此表征模型的渗流数学模型易建立和求解，已得到了国内研究人员广泛使用。但其存在的主要问题是裂缝表征过于简化，将复杂交错并具有高导流能力的裂缝网络简化为规则的主裂缝，无法准确刻画裂缝的复杂空间展布及渗流参数，同时由于其只取某一压裂段进行研究，并其为规则区域，因此对不同形状的改造区较难处理。离散裂缝网络表征方法时侧重于描述更多类型的裂缝及其复杂展布，将压裂裂缝网络采用离散裂缝网络的方法进行表征，显示描述每一条裂缝的几何形态和关键渗流参数。但是这类表征方法中，精细刻画复杂裂缝网络，常规的解析方法不能适用，只能使用数值求解方法和数值模拟方法进行渗流模拟和计算，计算量大且复杂，同时对于复杂交错大的、多角度的、导流能力非均质的缝网表征和模拟仍具有一定难度。

目前，压裂缝网生产阶段的渗流数学模型主要为三类：解析解方法、数值求解解方法和数值模拟方法。解析解的方法主要以裂缝-基质间的线性流为基本假设，利用压力和流量在各个区域边界的连续性条件，耦合各区线性流动方程并求解。该类方法计算方便快捷，但是只适用于裂缝规则的情况。数值求解方法把裂缝离散为微元，基质空间不离散，通过裂缝微元边界面上流量和压力的连续性条件耦合裂缝微元流动方程和基质空间流动方程并求解，这类方法可以较快速准确模拟复杂裂缝网络内的传质过程，但由于目前数值求解方法均基于实空间源函数，考虑缝间干扰的叠加原理的使用带来了巨大的计算量。数值模拟方法离散地层与裂缝，可以模拟各类实际情况下复杂缝网情况的渗流状态，但是对于裂缝发育强度大的区域，网格数量大幅上升，计算效率低。

发明内容

为解决上述问题，本说明书实施例提供了一种非均质压裂后储层流动数值模拟方法及系统，该方法及系统将人工裂缝、诱导裂缝和天然裂缝形成的压裂缝网抽提为离散裂缝网络-两区非均质概念模型，可用于模拟不同任意储层两区非均质形态及任意裂缝网络展布组合下的流动行为。

本说明书实施例一方面提供了一种非均质压裂后储层流动数值模拟方法，包括：