[发明专利]基于离散裂缝模型的油水两相非达西渗流数值模拟方法

权利要求书

1.基于离散裂缝模型的油水两相非达西渗流数值模拟方法，其特征在于,包括：

步骤(1)确定油水两相渗流的模式，在裂缝系统中选择低速非达西渗流模型；在基质中选择低速非线性渗流模型进行表征；

步骤(2)基于包括达西定律和非达西定律的假设，依据质量守恒定律分别建立油相和水相的连续性方程；

步骤(3)利用有限体积方法对所述的连续性方程进行离散，建立数值模拟模型；

步骤(4)利用嵌入式离散裂缝模型对数值模拟模型进行修正，添加多种非相邻链接信息，计算不同非相邻链接间的流量交换，并建立非线性方程系统；

步骤(5)根据现场储层条件和压裂后裂缝参数建立复杂裂缝条件下水驱油模型；

步骤(6)根据建立的水驱油模型，利用牛顿迭代方法对非线性方程系统进行求解，获得油水两相压力和饱和度参数，并进行数值模拟，分析注入井和采油井的产出特征。

2.如权利要求1所述的油水两相非达西渗流数值模拟方法，其特征在于,步骤(1)基质中低速非线性渗流模型为：

其中c₁和c₂为非线性流动系数；其中v为流动速度；μ为流体粘度；k为渗透率；为压力梯度。

3.如权利要求1所述的油水两相非达西渗流数值模拟方法，其特征在于, 步骤(2)依据质量守恒定律分别建立油相和水相的连续性方程，其中，方程的建立遵循以下假设：油藏中存在裂缝系统和基质系统，裂缝导流能力远大于基质的导流能力；流体由基质流入裂缝，然后由裂缝流入井筒；储层的流动在等温条件下进行；油和水均微可压缩，粘度为压力的函数；在裂缝中，两相流动符合达西定律，而在基质中流动符合非达西定律。

4.如权利要求1所述的油水两相非达西渗流数值模拟方法，其特征在于,步骤(3)针对建立的连续性方程，利用有限体积方法对连续性方程进行离散；在空间离散过程中，对于二维地质模型，利用正方形网格对地质模型进行离散，对于三维地质模型，利用立方体网格对地质模型进行离散；利用全隐式方法建立数值模拟模型；

建立数值模拟模型的步骤包括：利用有限体积方法对连续性方程进行离散，利用一阶向后差分欧拉方法离散时间项，离散结果为：

其中，为传导率；A为相邻网格接触面积；d为网格间距；B是体积系数；传导率利用相邻网格传导率的调和平均进行计算；流体性质利用算数平均计算；为无因次非线性渗流系数； k_r利用上游迎风方法确定。

5.如权利要求1所述的油水两相非达西渗流数值模拟方法，其特征在于,步骤(4)利用嵌入式离散裂缝模型对裂缝进行离散，网格的离散依据基质网格的边界确定，通过考虑裂缝单元，需要在数值模拟模型中加入非相邻链接信息，通过定义三类非相邻链接，建立完整的链接信息表，并形成最终的数值模拟模型；

利用嵌入式离散裂缝模拟过程中，需要定义三类非相邻链接，①两个相邻基质网格的裂缝链接；②裂缝单元和裂缝单元所处的基质单元网格；③相同基质网格内的不同裂缝单元；

不同非相邻链接间的流量交换利用下式计算：

。

6.如权利要求1所述的油水两相非达西渗流数值模拟方法，其特征在于,步骤(5)利用牛顿迭代方法对非线性方程系统进行求解，其中需要对相渗曲线进行特别处理，在计算过程中利用上游权方法进行处理；通过对每个时间步进行迭代运算，获得不同时刻的油和水相压力和饱和度参数；

利用牛顿迭代方法计算下面非线性系统：

其中，A_mm由基质和基质链接信息及累积项获得；A_ff由裂缝和裂缝链接信息及累积项获得；A_fm和A_mf由裂缝和基质链接信息获得；X_m和X_f储集压力和饱和度求解变量；C_m和C_f形成n×1矩阵；在每次迭代中，利用判断收敛性； 如果该值小于或者等于忍受误差，即||X||≤tol，计算将进入下一个时间步。