[发明专利]一种多相流油藏数值模拟定压边界条件的处理方法

说明书

本发明公开一种多相流油藏数值模拟定压边界条件的处理方法，包括：根据油藏中的流体流动状态，建立多相渗流压力和饱和度控制方程，并给出相应的定压边界条件；对建立的控制方程采用适当的数值离散格式，得到离散后的压力和饱和度的方程；针对定压力边界条件，采用对角线扩大法进行处理，求解得到压力场的分布；将求得的压力场代入到边界点上的压力的离散方程中，利用方程的守恒性反求边界点上的流量；将求得的边界流量代入到饱和度的离散方程中求解饱和度场。本方案利用定压边界处理时常被忽略的定压力边界点上的控制方程，结合质量守恒，通过求得的压力来反求边界流量；克服传统思维偏见，确保定压边界条件下计算的流量严格满足质量守恒条件。

技术领域

本发明涉及油藏数值模拟技术领域，具体涉及一种多相流油藏数值模拟定压边界条件的处理方法。

背景技术

油藏数值模拟技术是开采可行性评价、开采方案设计、开发方案编制和调整的重要工具。油藏数值模拟本质上是将油藏流动过程用一组偏微分方程描述，并根据生产条件赋适当的初始条件和边界条件，对方程求解从而获得油藏的动态特征。

在油藏数值模拟中，边界条件的处理至关重要。油藏数值模拟主要有两种边界条件：定压边界条件和定流量边界条件。而从模型的角度来看，边界条件又分为内边界条件和外边界条件，分布都存在定压或者定流量两种类型边界条件的可能。在多相流的数值模拟中，边界上的定压力条件通常会转换为相应的流量条件来处理。如在井筒内边界条件定压时，可以通过生产(注入)指数转换为等效的流量进行计算。外边界的定压力条件时，可以通过边界上的压力梯度利用达西定律计算流量。

然而，无论是井筒内边界还是外边界定压条件下流量的计算都是通过生产(注入)指数来计算，而生产(注入)指数则依赖于网格信息以及井筒周围的储层信息。在非结构网格、储层非均质、储层分层等情况下，生产(注入)指数的计算较为复杂。更关键的是生产(注入)指数的计算基于井筒附近是稳态径向流的假设，这一假设条往给计算带来较大的误差，影响了计算的守恒性。

发明内容

本发明针对多相流油藏数值模拟定压边界条件处理时存在的守恒性缺陷，提出了一种利用离散的控制方程计算定压边界上流量的计算方法，可以确保流量的严格守恒。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种多相流油藏数值模拟定压边界条件的处理方法，包括以下步骤：

步骤S1、根据油藏中的流体流动状态，建立多相渗流压力控制方程和饱和度控制方程，并给出定压边界条件；

步骤S2、对建立的压力控制方程和饱和度控制方程采用对应的数值离散格式，得到压力控制方程的离散格式和饱和度控制方程的离散格式；

步骤S3、针对定压力边界条件，采用对角线扩大法进行处理，求解得到压力场的分布；

步骤S4、将求得的压力场代入到边界点上的压力离散方程中，利用方程的守恒性反求边界点上的流量；

所述边界点上的压力离散方程通过在压力控制方程的离散格式的线性方程组中，将定压力边界点上的控制方程单独列出得到；

S5.将求得的边界流量代入到饱和度控制方程的离散格式中求解饱和度场。

进一步的，所述步骤S1中，所述多相包括水相、气相和油相中的至少一种，具体通过以下方式实现：

S11、建立各相的质量守恒方程；

S12、将各相的质量守恒方程相加得到最终的压力控制方程；

S13、列出定压边界条件。

进一步的，所述步骤S2具体通过以下方式实现：

S21、将计算区域进行网格离散，得到网格系统，所述网格系统包括节点和单元；