[发明专利]一种考虑非线性流的嵌入式离散裂缝模拟方法及系统

权利要求书

1.一种考虑非线性流的嵌入式离散裂缝数值模拟方法，其特征在于,包括：

建立致密油藏的三维地质模型和人工裂缝模型；

根据质量守恒方程和非线性渗流公式得到求解域的连续性方程；对连续性方程进行离散，建立基质-裂缝系统的单相渗流模型和数值模拟模型；

引入嵌入式离散裂缝模型对三维地质模型和人工裂缝模型进行空间离散，推导加入非相邻链接后的数值模拟模型，建立非线性方程系统；

利用牛顿迭代方法对非线性方程系统进行求解；

根据非线性方程系统的求解结果预测不同复杂裂缝条件下多级压裂水平井的产量。

2.如权利要求1所述的嵌入式离散裂缝数值模拟方法，其特征在于，所述建立致密油藏的三维地质模型和人工裂缝模型包括：采集致密油藏的规模和维度，以及人工裂缝的形态参数和分布参数。

3.如权利要求1所述的嵌入式离散裂缝数值模拟方法，其特征在于，所述建立基质和裂缝系统中单相流体的渗流模型和数值模拟模型步骤包括：基于渗流模型和数值模拟模型满足的假设，建立基质和裂缝系统中的连续性方程，所述假设包括基质中流体渗流遵循低速非线性流动，裂缝中流体渗流遵循达西流动；同时，推导建立初始条件和边界条件；选择有限体积方法对连续性方程进行全隐式离散。

4.如权利要求1所述的嵌入式离散裂缝数值模拟方法，其特征在于，所述得到求解域的连续性方程的步骤包括:

建立控制方程，基质中的质量守恒方程为：

裂缝中的质量守恒方程为：

其中φ为孔隙度；ρ为流体密度；q_m-f为裂缝和基质间的窜流；q_m和q_f为基质和裂缝中的源汇项；t为时间；Ω_f和Ω_m为裂缝和基质域；

非线性渗流满足公式(3)：

其中v是流动速度；μ是流体粘度；k是渗透率；p为压力；c1和c2非线性渗流系数；

由方程(1)(2)(3)可以得到求解域的连续性方程：

其中Q_v和Q_m-f,v体积源或汇；B为体积系数。

5.如权利要求1所述的嵌入式离散裂缝数值模拟方法，其特征在于，所述引入嵌入式离散裂缝模型对三维地质模型和人工裂缝模型进行空间离散的步骤包括，油藏利用规则网格进行离散，三维油藏利用规则六面体网格进行离散，二维油藏利用矩形网格进行离散；裂缝的离散利用降维方法进行处理，三维裂缝降维为二维平板，二维裂缝降维为一维线段；通过嵌入式离散裂缝模型引入三类非相邻链接处理裂缝单元与基质单元、裂缝单元与裂缝单元的流量交换，形成最终的数值模拟模型。

6.如权利要求1所述的嵌入式离散裂缝数值模拟方法，其特征在于，所述利用牛顿迭代方法求解非线性方程，主要的求解步骤包括：

①定义裂缝和基质网格；通过基质网格边界离散裂缝并确定裂缝单元；

②建立基质和裂缝单元的链接信息；

③整理链接信息表格，包含每一个链接的两个网格单元和单元间的传导率；

④计算井指数，建立井与井网格的传导关系；

⑤对非线性方程进行求解，获得每个网格的压力值；

⑥进行循环迭代，求解每个时间步的压力值。

7.如权利要求1所述的嵌入式离散裂缝数值模拟方法，其特征在于，所述根据非线性方程系统的求解结果预测不同复杂裂缝条件下多级压裂水平井的产量的步骤包括：建立不同井型和裂缝分布的地质模型，并建立相应的数值模拟模型，计算井的产量，并分析不同参数对井产量的影响。