一种压裂油藏CO2驱油流动模拟方法技术

本发明专利技术涉及低渗透油藏CO2驱提高采收率数值模拟的领域，特别涉及一种压裂油藏CO2驱油流动模拟方法。所述方法包括以下步骤：确定压裂产生的人工大裂缝位置及微裂缝区域，建立压裂油藏几何模型；建立混合模型表征不同尺度裂缝，进行网格剖分，形成网格系统；建立组分模型描述CO2驱油过程，对其中的组分予以考虑，描述相态变化及CO2和原油的混相机理；制定求解方案，求解复杂的压裂油藏组分模型，使得模拟过程稳定。本发明专利技术方法在模拟CO2驱油流动过程的同时，既能准确描述人工大裂缝，也能描述压裂或注气过程中产生的小裂缝，克服了以上所述现有的压裂油藏CO2驱油方法面临的困难。驱油方法面临的困难。驱油方法面临的困难。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂油藏CO2驱油流动模拟方法


[0001]本专利技术涉及低渗透油藏CO2驱提高采收率数值模拟的领域，特别涉及一种压裂油藏CO2驱油流动模拟方法。

技术介绍

[0002]CO2驱油是最具优势和潜力的低渗透油藏提高石油采收率技术，CO2驱油技术的发展对有效开采低渗透油藏，确保我国石油产量的稳定增长，维护我国石油安全具有重要意义。
[0003]然而在实施CO2驱油的过程中会难以避免的遇到裂缝。首先，裂缝作为最小的地质构造在地壳中分布广泛，几乎所有的油藏中都存在不同规模的裂缝。据不完全统计，世界上裂缝性油藏约占已探明总储量的一半；在我国，已探明的裂缝性油藏地质储量占总探明储量的28％以上。而且，在中低渗透油藏的开采过程中，为提高采油井的采油能力或注入井的注水(注气)能力，往往会进行人工压裂，人工压裂会产生不同尺度的压裂裂缝。一方面，在压裂过程中，除了大尺度压裂裂缝，也会产生众多小尺度的裂缝；而且在注水注气的过程中，注入压力偏大时也会产生众多小尺度的裂缝。压裂产生的裂缝会显著影响CO2驱油过程中的压力分布，组分分布及饱和度分布等。因此在进行压裂时，需要考虑压裂规模，压裂裂缝的尺度，数量，方位等对CO2驱油效果的影响。
[0004]对于裂缝对CO2驱油影响的探索，油藏流动的模拟成为探索油藏的重要方式，目前，主要有基于双重介质、等效连续介质和离散裂缝三种流动数学模型，双重介质模型认为介质中存在两个平行的渗流系统：裂缝系统为主要流动通道，基岩系统为储集空间，模型在一定程度上刻画出了裂缝优先流特点；等效连续介质模型将整个介质视为一个连续系统，通过等效参数来表征其非均质性；离散裂缝模型则对每条裂缝予以显示表征和模拟，计算精度高、拟真性好。
[0005]但是基于双重介质模型假设裂缝系统呈均匀网络状分布，不能真实地反映裂缝的随机性和多尺度性，不适用于裂缝性油藏的精细流动模拟，等效连续介质模型的理论基础为尺度升级理论，本质上是对数学模型进行降阶处理，升级后的大尺度模型人为地抹平了介质的强非均质性和多尺度性，过于宏观简化，不能捕捉小尺度流动特征。离散裂缝模型则对每条裂缝予以显示表征和模拟，计算精度高、拟真性好，但网格剖分复杂。
[0006]对于人工压裂产生的主要的大裂缝，裂缝尺度大，且裂缝相对是孤立，此时双重介质膜模型不能准确反映裂缝对CO2驱油的影响，因此采用离散裂缝模型予以表征。然而基于非结构化网格剖分的离散裂缝模型在裂缝较多时存在计算量大的问题，难以推广至实际应用。对于压裂或注气产生的众多微裂缝，如果采用离散裂缝模型表征，会导致表征困难，计算量大。双重介质模型对于这种微裂缝具有较好的模拟效果，但是双重介质模型只考虑相互裂缝中的流动及基岩块与周围裂缝之间流动，忽略了基岩内部的流动过程。对于CO2驱油这种多相多组分的流动过程，该模型的描述不够精确。因此，需要寻求一种能够同时准确高效的表征人工大裂缝和微裂缝，同时便于和组分模型耦合的模型，构建压裂油藏CO2驱油模
拟方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要目的是提供一种压裂油藏CO2驱油流动模拟方法，本专利技术方法在模拟CO2驱油流动过程的同时，既能准确描述人工大裂缝，也能描述压裂或注气过程中产生的小裂缝，克服了以上所述现有的压裂油藏CO2驱油方法面临的困难。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种压裂油藏CO2驱油流动模拟方法，所述方法包括以下步骤：
[0010]确定压裂产生的人工大裂缝位置及微裂缝区域，建立压裂油藏几何模型；
[0011]建立混合模型表征不同尺度裂缝，进行网格剖分，形成网格系统；
[0012]建立组分模型描述CO2驱油过程，对其中的组分予以考虑，描述相态变化及CO2和原油的混相机理；
[0013]制定求解方案，求解复杂的压裂油藏组分模型，使得模拟过程稳定。
[0014]进一步优选地，所述建立混合模型的具体步骤包括：
[0015]对人工压裂产生的大裂缝建立嵌入式离散裂缝模型；
[0016]对压裂或注气过程中产生的微尺度裂缝建立MINC模型；
[0017]基于守恒定律，将基岩系统、嵌入式离散裂缝系统和MINC模型耦合起来，建立混合模型，将该混合模型作为人工压裂油藏流动模型，以此为基础建立流动方程。
[0018]进一步优选地，对压裂或注气过程中产生的微尺度裂缝建立MINC模型的方法包括：
[0019]首先建立双重介质模型：
[0020][0021][0022]F＝α
m
K
m
τ
m
(p
m-p
f
)p
m
≥p
f
[0023]F＝α
m
K
m
τ
f
(p
m-p
f
)p
m
＜p
f
[0024]其中，n＝1或2，分别代表双重介质模型里面的基岩系统和裂缝系统，v
n
系统内流体流动速度，F为两个系统间的窜流量，q
n
为系统内源汇项，τ
n
代表系统内流体总体流度；K
n
代表系统绝对渗透率张量，p
n
为系统内流体压力，α
m
为基岩系统的形状因子，K
m
为基岩系统的绝对渗透率张量，τ
m
代表基岩系统内流体流度系数，p
m
代表基岩压力，p
f
代表裂缝压力，τ
f
代表裂缝系统内流体流度系数；
[0025]其次，在双重介质模型的基础上将基岩单元进一步划分为几个嵌套的单元，构成MINC模型。
[0026]进一步优选地，对人工压裂产生的大裂缝建立嵌入式离散裂缝模型的方法包括：
[0027]对基岩进行剖分，然后将裂缝系统嵌入基岩网格当中，
[0028]嵌入式离散裂缝模型是直接将裂缝系统嵌入油藏网格当中，在进行网格剖分后，将裂缝嵌入网格中，然后计算裂缝系统与网格系统的相交关系，嵌入式离散模型的质量守恒方程为：
[0029][0030]其中，k
F
为大裂缝渗透率，p
F
为大裂缝压力，μ为流体粘度，q
F
为大裂缝源汇项，q
Ff
为两个系统间的窜流量，q
FF
表示相交裂缝单元之间的窜流量，δ
FF
表示大裂缝单元是否与其他裂缝单元相交，若大裂缝单元与其他裂缝单元相交δ
FF
＝1，否则δ
FF
＝0，V
F
分别是裂缝单元的体积。
[0031]进一步优选地，网格剖分的步骤具体包括：首先对于油藏整体，若裂缝为嵌入式，不需要作为基岩网格内边界，可直接对油藏进行网格剖分，然后嵌入裂缝系统；
[0032]MINC模型的网格剖分主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂油藏CO2驱油流动模拟方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：确定压裂产生的人工大裂缝位置及微裂缝区域，建立压裂油藏几何模型；建立混合模型表征不同尺度裂缝，进行网格剖分，形成网格系统；建立组分模型描述CO2驱油过程，对其中的组分予以考虑，描述相态变化及CO2和原油的混相机理；制定求解方案，求解复杂的压裂油藏组分模型，使得模拟过程稳定。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述建立混合模型的具体步骤包括：对人工压裂产生的大裂缝建立嵌入式离散裂缝模型；对压裂或注气过程中产生的微尺度裂缝建立MINC模型；基于守恒定律，将基岩系统、嵌入式离散裂缝系统和MINC模型耦合起来，建立混合模型，将该混合模型作为人工压裂油藏流动模型，以此为基础建立流动方程。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，对压裂或注气过程中产生的微尺度裂缝建立MINC模型的方法包括：首先建立双重介质模型：首先建立双重介质模型：F＝α
m
K
m
τ
m
(p
m-p
f
)p
m
≥p
f
F＝α
m
K
m
τ
f
(p
m-p
f
)p
m
＜p
f
其中，n＝1或2，分别代表双重介质模型里面的基岩系统和裂缝系统，v
n
系统内流体流动速度，F为两个系统间的窜流量，q
n
为系统内源汇项，τ
n
代表系统内流体总体流度；K
n
代表系统绝对渗透率张量，p
n
为系统内流体压力，α
m
为基岩系统的形状因子，K
m
为基岩系统的绝对渗透率张量，τ
m
代表基岩系统内流体流度系数，p
m
代表基岩压力，p
f
代表裂缝压力，τ
f
代表裂缝系统内流体流度系数；其次，在双重介质模型的基础上将基岩单元进一步划分为几个嵌套的单元，构成MINC模型。4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，对人工压裂产生的大裂缝建立嵌入式离散裂缝模型的方法包括：对基岩进行剖分，然后将裂缝系统嵌入基岩网格当中，嵌入式离散裂缝模型是直接将裂缝系统嵌入油藏网格当中，在进行网格剖分后，将裂缝嵌入网格中，然后计算裂缝系统与网格系统的相交关系，嵌入式离散模型的质量守恒方程为：其中，k
F
为大裂缝渗透率，p
F
为大裂缝压力，μ为流体粘度，q
F
为大裂缝源汇项，q
Ff
为两个系统间的窜流量，q
FF
表示相交裂缝单元之间的窜流量，δ
FF
表示大裂缝单元是否与其他裂缝单元相交，若大裂缝单元与其他裂缝单元相交δ
FF
＝1，否则δ
FF
＝0，V
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，张世明，张庆福，张传宝，李友全，郭祥，王晓敏，王杰，王丽娜，韩凤蕊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：