[发明专利]基于嵌入式离散裂缝模型的压裂井建模及模拟方法

摘要

本发明提供一种基于嵌入式离散裂缝模型的压裂井建模及模拟方法，该方法包括：划分基岩系统正交粗网格并提取粗网格节点及裂缝信息；将系统分为基岩系统和裂缝系统，并对其分别建立流动数学模型；建立相应的嵌入式离散裂缝网络模型；基于模拟有限差分法建立基岩系统数值计算格式；分析裂缝在基岩中的三类不同嵌入方式下数值计算格式；基于控制体积有限差分法建立嵌入式离散裂缝网络系统的数值计算格式；以及将裂缝系统作为基岩系统的源汇项，将两者耦合起来建立嵌入式离散裂缝流动数学模型。该基于嵌入式离散裂缝模型的压裂井建模及模拟方法避免了复杂的非结构化网格剖分过程，提高了压裂井裂缝描述和模拟方法的准确性和高效性。

主权项

1.基于嵌入式离散裂缝模型的压裂井建模及模拟方法，其特征在于，该基于嵌入式离散裂缝模型的压裂井建模及模拟方法包括：步骤1，划分基岩系统正交粗网格并提取粗网格节点及裂缝信息；步骤2，将系统分为基岩系统和裂缝系统，并对其分别建立流动数学模型；步骤3，通过流量等效原则对裂缝进行降维处理，建立相应的嵌入式离散裂缝网络模型；步骤4，基于模拟有限差分法建立基岩系统数值计算格式，将裂缝作为源汇项进行处理；步骤5，分析裂缝在基岩中的三类不同嵌入方式下数值计算格式；步骤6，基于控制体积有限差分法建立嵌入式离散裂缝网络系统的数值计算格式；以及步骤7，将裂缝系统作为基岩系统的源汇项，将两者耦合起来建立嵌入式离散裂缝模型；在步骤2中，建立的基岩系统流动模型为：其中,V_b为网格块体积；φ为孔隙度；为绝对渗透率；k_rj为油水相的相对渗透率，j＝1为油相，j＝2为水相；μ_j为油水相的粘度；p_j为油水相压力值；γ_j为油水相密度；D为高度；建立的裂缝系统流动模型为：其中，qnnc为连接点的质量交换量；在步骤4中，建立的基岩系统数值计算格式为：其中，Qi为窜流量；TIi为传导率；λi为窜流系统；A为裂缝面积；k为渗透率；为裂缝到网格的平均距离；φ为势函数的大小；在步骤5中，三类不同嵌入方式包括完全穿透型、部分穿透型和交叉裂缝型，裂缝在基岩中的三类不同嵌入方式下数值计算格式为：完全穿透时部分穿透时交叉裂缝型knnc为裂缝渗透率；dnnc为两条裂缝间距离；Annc为裂缝开度乘以裂缝长度；V为网格大小；xn为裂缝到网格边界的距离；kf1，kf2为裂缝渗透率；ωf1，ωf2为裂缝开度；Lint为网格内裂缝长度；df1，df2为裂缝中心到网格边界的距离；在步骤6中，基于控制体积有限差分法建立嵌入式离散裂缝网络系统的数值计算格式为：其中，f_fi＝V_fiq_fi；p_fi为裂缝节点处的压力值；ξ为沿裂缝方向的局部坐标系；T为传导率；V_fi为裂缝孔隙体积；q_mfi；q_ffi为基岩与裂缝、裂缝与裂缝之间的窜流量；在步骤7中，建立的嵌入式离散裂缝模型为：式中，f_m＝[f_mi]，其中上述方程的系数矩阵表达式具体如下：其中，Ne为网格单元总数；Ii＝Em，从方程(5)可知：方程(6)中的各系数矩阵仅与网格单元的几何信息和油藏参数有关，而对网格的几何形状没有特殊要求，适用于任何复杂网格。