一种对缝洞型油藏剩余油进行快速分析的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种对缝洞型油藏剩余油进行快速分析的方法及系统，其包括建立缝洞型油藏的数学模型；对缝洞型油藏进行网格单元的划分，基于数学模型建立数值模型；对数值模型进行迭代求解，并根据用于描述缝洞型油藏的流体压力和饱和度的分布对缝洞型油藏的剩余油进行分析；其中，在对数值模型进行迭代求解时的每一次迭代步骤中，包括：基于网格单元的特性，从数值模型中提取油相压力方程；基于代数多重网格算法对所述油相压力方程进行处理，以得到第一压力值；以第一压力值作为对所述数值模型进行迭代时的初始解。采用本方法，可对缝洞型油藏剩余油进行快速有效分析。

【技术实现步骤摘要】
一种对缝洞型油藏剩余油进行快速分析的方法及系统
本专利技术属于油气田开发领域，特别涉及一种对缝洞型油藏剩余油进行快速分析的方法及系统。
技术介绍
油藏数值模拟分析是油田开发关键技术之一，它是研究剩余油分布、开发方案制定等的重要工具。目前技术对于均质油藏能够展现出收敛速度较快的优越性。而碳酸盐岩缝洞型油藏储层空间是由(大溶洞、大裂缝)、溶孔带、裂缝带、(小溶孔、微裂缝)等多种空隙类型组成的集合，其流体流动复杂，具有渗透率不均匀、非均质性强的特性。采用现有技术，对缝洞型油藏进行分析研究，数值模拟分析中的线性方程组极其病态，影响其收敛速度，从而导致整个分析工作效率低下、耗时长，严重制约了缝洞型油藏剩余油的确定及方案的预测。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是实现对非均质的缝洞型油藏的快速分析计算，以进行缝洞型油藏剩余油的确定及开发方案的预测。为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种对缝洞型油藏剩余油进行快速分析的方法，包括建立缝洞型油藏的数学模型；对所述缝洞型油藏进行网格单元的划分，基于所述缝洞型油藏的数学模型建立缝洞型油藏的数值模型；对所述数值模型进行迭代求解，并根据用于描述缝洞型油藏的流体压力和饱和度的分布对缝洞型油藏的剩余油进行分析；其中，在对所述数值模型进行迭代求解时的每一次迭代步骤中，包括：基于所述网格单元的特性，从所述数值模型中提取油相压力方程；基于代数多重网格算法对所述油相压力方程进行处理，以得到第一压力值；以所述第一压力值作为对所述数值模型进行迭代时的初始解。优选地，所述基于所述缝洞型油藏的数学模型建立缝洞型油藏的数值模型，包括：针对缝洞型油藏的介质区域，获取每个网格单元的初始参数；根据所述初始参数和所述缝洞型油藏的数学模型，采用古典隐式差分离散与单元体积法，获取对应于每个网格单元的差分方程；基于牛顿-拉弗森迭代方法，对所有网格单元的差分方程进行线性化，以得到所述数值模型。优选地，所述基于所述网格单元的特性，从所述数值模型中提取油相压力方程，包括：将所述数值模型所对应的线性方程组表示为如下所示的分块矩阵形式：其中，App表示压力部分的系数子块，Ass表示饱和度部分的系数子块，Aps和Asp表示两者相耦合系数子块；xp、xs分别表示压力未知量和饱和度未知量，rp、rs分别表示与所述线性方程组左端项对应的右端项；基于所述分块矩阵，定义压力提取矩阵D1，所述压力提取矩阵如下式所示：其中，diag(·)表示根据括号内的矩阵构建对角矩阵；利用所述压力提取矩阵对所述分块矩阵及所述右端项进行如下变换：其中，表示变换后的压力部分的系数子块，表示变换后饱和度部分的系数子块，和表示变换后两者相耦合系数子块，和表示变换后的右端项；将与变换后的压力部分的系数子块所对应的线性方程组提取为油相压力方程。优选地，所述基于所述网格单元的特性，从所述数值模型中提取油相压力方程，包括：将所述数值模型所对应的线性方程组中的每一行表示为如下所示的分块的形式：其中，[·]i,i表示为所述线性方程组的系数矩阵第i行i列的对角块，[·]i,j表示所述线性方程组的系数矩阵第i行j列的非对角块；Xo,i、Xw,i表示第i行的油、水方程分别对应的的未知量，ro,i、rw,i表示第i行的油、水方程分别对应的右端项；Aop和Fop分别表示油方程的累积项、流动项对压力的导数；Aos和Fos分别表示油方程的累积项、流动项对饱和度的导数；Awp和Fwp分别表示水方程的累积项、流动项对压力的导数；Aws和Fws分别表示水方程的累积项、流动项对饱和度的导数；和分别表示油、水方程的流动项对与当前网格单元i相邻的其余网格单元j的压力的导数；和分别表示为油、水方程流动项对与当前网格单元i相邻的其余网格单元j的饱和度的导数；分别针对所述线性方程组中的每一行，直接忽略其油方程的流动项对饱和度的导数Fos、其水方程的流动项对饱和度的导数Fws，以及其油、水方程的流动项对与当前网格单元i相邻的其余网格单元j的饱和度的导数和以得到如下表达式：利用矩阵行变换消去其油方程的累积项关于饱和度的导数Aos，得到其中，Kop＝Aop+Fop，Kwp＝Awp+Fwp；提取作为第i行i列的新的系数矩阵元素，提取作为第i行j列的新的系数矩阵元素，提取同样行变换后的油方程的右端项作为第i行新的右端项，以得到新的线性方程组；将所述新的线性方程组作为油相压力方程。优选地，所述基于代数多重网格算法对所述油相压力方程进行处理，以得到第一压力值，包括：构造插值算子对所述油相压力方程进行网格粗化，由细到粗依次生成多重网格，以得到与所述多重网格的每一重网格相对应的油相压力方程；在所述多重网格的最后一重网格上，对对应的油相压力方程进行直接求解，得到第一逼近值；在其余各重网格上，分别对对应的油相压力方程进行高斯赛德尔迭代求解，分别得到与其余各重网格对应的油相压力方程的第二逼近值；基于所述第一逼近值与所述第二逼近值，从所述多重网格的最后一重网格向第一重网格逐重逼近求解所述油相压力方程，以得到第一压力值。优选地，所述基于所述第一逼近值与所述第二逼近值，从所述多重网格的最后一重网格向第一重网格逐重逼近求解所述油相压力方程，以得到第一压力值，包括：步骤1、将所述多重网格的最后一重网格作为当前网格，并将所述第一逼近值作为当前逼近值；步骤2、将所述当前逼近值从当前网格映射到位于当前网格上一重的较细的网格上，并与该上一重网格对应的油相压力方程的第二逼近值相加，以得到该上一重网格对应的油相压力方程的第三逼近值；步骤3、基于所述第三逼近值，对与该上一重网格对应的油相压力方程进行高斯赛德尔迭代求解，以得到该上一重网格对应的油相压力方程的第四逼近值；步骤4、将该上一重网格作为新的当前网格，以及将该第四逼近值作为新的当前逼近值；重复进行步骤2-步骤4，直至得到与第一重网格对应的油相压力方程的第四逼近值，并以所述第四逼近值作为第一压力值。优选地，所述以所述第一压力值作为对所述数值模型进行迭代时的初始解，包括：以饱和度为0的值与所述第一压力值构建得到所述初始解。优选地，在对所述数值模型进行迭代求解时的每一次迭代步骤中，还包括：基于所述数值模型的原残差向量与所述初始解，得到修正的数值模型；利用块不完全LU分解与克雷洛夫子空间相结合的方法求解所述修正的数值模型，以得到修正解：将所述修正解与所述初始解相加作为本次迭代步骤中数值模型的解。本专利技术的实施例还提供了一种对缝洞型油藏剩余油进行快速分析的系统，包括第一建模模块：其建立缝洞型油藏的数学模型；第二建模模块：其对所述缝洞型油藏进行网格单元的划分，基于所述缝洞型油藏的数学模型建立缝洞型油藏的数值模型；求解分析模块：其对所述数值模型进行迭代求解，并根据用于描述缝洞型油藏的流体压力和饱和度的分布对缝洞型油藏的剩余油进行分析；其中，在对所述数值模型进行迭代求解时的每一次迭代步骤中，包括：基于所述网格单元的特性，从所述数值模型中提取油相压力方程；基于代数多重网格算法对所述油相压力方程进行处理，以得到第一压力值；以所述第一压力值作为对所述数值模型进行迭代时的初始解。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：本专利技术分析缝洞型油藏剩余油过程中，针对油藏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对缝洞型油藏剩余油进行快速分析的方法，包括建立缝洞型油藏的数学模型；对所述缝洞型油藏进行网格单元的划分，基于所述缝洞型油藏的数学模型建立缝洞型油藏的数值模型；对所述数值模型进行迭代求解，并根据用于描述缝洞型油藏的流体压力和饱和度的分布对缝洞型油藏的剩余油进行分析；其中，在对所述数值模型进行迭代求解时的每一次迭代步骤中，包括：基于所述网格单元的特性，从所述数值模型中提取油相压力方程；基于代数多重网格算法对所述油相压力方程进行处理，以得到第一压力值；以所述第一压力值作为对所述数值模型进行迭代时的初始解。

【技术特征摘要】
1.一种对缝洞型油藏剩余油进行快速分析的方法，包括建立缝洞型油藏的数学模型；对所述缝洞型油藏进行网格单元的划分，基于所述缝洞型油藏的数学模型建立缝洞型油藏的数值模型；对所述数值模型进行迭代求解，并根据用于描述缝洞型油藏的流体压力和饱和度的分布对缝洞型油藏的剩余油进行分析；其中，在对所述数值模型进行迭代求解时的每一次迭代步骤中，包括：基于所述网格单元的特性，从所述数值模型中提取油相压力方程；基于代数多重网格算法对所述油相压力方程进行处理，以得到第一压力值；以所述第一压力值作为对所述数值模型进行迭代时的初始解。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述缝洞型油藏的数学模型建立缝洞型油藏的数值模型，包括：针对缝洞型油藏的介质区域，获取每个网格单元的初始参数；根据所述初始参数和所述缝洞型油藏的数学模型，采用古典隐式差分离散与单元体积法，获取对应于每个网格单元的差分方程；基于牛顿-拉弗森迭代方法，对所有网格单元的差分方程进行线性化，以得到所述数值模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述网格单元的特性，从所述数值模型中提取油相压力方程，包括：将所述数值模型所对应的线性方程组表示为如下所示的分块矩阵形式：其中，App表示压力部分的系数子块，Ass表示饱和度部分的系数子块，Aps和Asp表示两者相耦合系数子块；xp、xs分别表示压力未知量和饱和度未知量，rp、rs分别表示与所述线性方程组左端项对应的右端项；基于所述分块矩阵，定义压力提取矩阵D1，所述压力提取矩阵如下式所示：其中，diag(·)表示根据括号内的矩阵构建对角矩阵；利用所述压力提取矩阵对所述分块矩阵及所述右端项进行如下变换：其中，表示变换后的压力部分的系数子块，表示变换后饱和度部分的系数子块，和表示变换后两者相耦合系数子块，和表示变换后的右端项；将与变换后的压力部分的系数子块所对应的线性方程组提取为油相压力方程。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述网格单元的特性，从所述数值模型中提取油相压力方程，包括：将所述数值模型所对应的线性方程组中的每一行表示为如下所示的分块的形式：其中，[·]i,i表示为所述线性方程组的系数矩阵第i行i列的对角块，[·]i,j表示所述线性方程组的系数矩阵第i行j列的非对角块；Xo,i、Xw,i表示第i行的油、水方程分别对应的的未知量，ro,i、rw,i表示第i行的油、水方程分别对应的右端项；Aop和Fop分别表示油方程的累积项、流动项对压力的导数；Aos和Fos分别表示油方程的累积项、流动项对饱和度的导数；Awp和Fwp分别表示水方程的累积项、流动项对压力的导数；Aws和Fws分别表示水方程的累积项、流动项对饱和度的导数；和分别表示油、水方程的流动项对与当前网格单元i相邻的其余网格单元j的压力的导数；和分别表示为油、水方程流动项对与当前网格单元i相邻的其余网格单元j的饱和度的导数；分别针对所述线性方程组中的每一行，直接忽略其油方程的流动项对饱和度的导数Fos、其水方程的流动项对饱和度的导数Fws，以及其油、水方程的流动项对与当前网格单元i相邻的其余网格单元j的饱和度的导数和以得到如下表达式：利用矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：康志江，张允，张冬丽，赵艳艳，芮洪兴，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11