[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

说明书

本公开公开了一种考虑非线性流的嵌入式离散裂缝模拟方法及系统，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；解决了现有商业数值模拟方法无法准确表征复杂裂缝和考虑基质非线性流动的问题，提高了计算精度和计算效率。

技术领域

本公开涉及一种考虑非线性流的嵌入式离散裂缝模拟方法及系统，具体涉及一种基于嵌入式离散裂缝模型的致密油藏非线性渗流数值模拟方法，属于非常规油气开发领域。

背景技术

近年来，致密油气的开发对世界原油天然气市场造成了巨大的影响。“页岩气革命”之后，“致密油革命”随之到来。参照页岩气开发的成功经验与压裂技术工艺的不断发展和完善，致密油的商业化开发在世界范围内已经展开。我国在致密油气的总储量和技术储量上十分丰富，对其进行高效合理的开发对我国未来能源事业意义重大。

致密油气藏为一类渗透率极低的储层类型，北美致密气藏开发已经取得成功。致密油藏多采用压裂方式开发，压裂改造能够改变流体流态、减小渗流阻力并且增大井筒与储层的沟通面积。由于水力压裂技术的进步，近年来致密油气得到有效的开发，致密油气物性表征、流体储集模式、传质规律、流动模拟、产能分析、地质机理、三次采油、宏观数值模拟器开发等都成为研究的热点。数值模拟器作为最主要的系统模型分析工具是致密油藏开发方案制定的有效工具。致密油气新的开发属性需要新型的数值模拟器兼顾模拟效率及计算精度，为油气开发提供技术支持。

由于储层的致密性，体积压裂模式成为致密油开发的重要生产方式。致密油气多采用压裂手段开发，流动介质多样，流动机理复杂，因此，建立一套致密油气的宏观数值模拟和产能分析的系统方法，为致密油藏开发的合理开发设计提供支持至关重要。致密油藏具有强烈的非均质性、多尺度性和水力改造性质，传统的一些产能评价方法难以正确刻画其生产特征，目前，商业的数值模拟器无法准确表征复杂的裂缝形态，不能考虑基质中的非线性渗流。因此亟需建立一种新的数值模拟方法为致密油开发提供一个具有严格科学依据的计算体系，满足致密油藏的开发要求。

发明内容

本公开为了解决上述问题，本公开将结合嵌入式离散裂缝模型和双重介质模型的优势，在页岩油储层复杂缝网表征的基础上，构建离散裂缝-连续介质混合数值模拟方法，为页岩油开发提供技术工具。

为了克服现有致密油藏数值模拟技术的不足，本发明提供了一种考虑非线性流的嵌入式离散裂缝模拟方法及系统，利用该方法和模拟器能够准确表征储层人工裂缝，对人工裂缝进行离散，进而对复杂裂缝条件下多级压裂水平井的产能进行计算，对储层流体的渗流动态进行准备预测。

本发明采用下述技术方案：

一种考虑非线性流的嵌入式离散裂缝模拟方法，包括：

步骤(1)建立致密油藏的三维地质模型和人工裂缝模型；

步骤(2)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；

步骤(3)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；

步骤(4)利用牛顿迭代方法对非线性方程系统进行求解；

步骤(5)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。

进一步的，步骤(1)要确定致密油藏的规模、维度，人工裂缝要明确相应的形态参数和分布参数。