一种基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法，以嵌入式离散裂缝模型为基础，结合微分法，将各水力裂缝分成若干微元后，根据实际基质网格尺寸划分各基质网格内水力裂缝微元数量，进一步计算网格内水力裂缝长度、平均正交距离等参数，从而计算水力裂缝网格与基质网格间发生窜流时体积系数。耦合连续介质模型，克服了传统嵌入式离散裂缝模型的不足，表征水力裂缝时采用嵌入式离散裂缝模型、表征天然微裂缝时采用连续介质模型，所得模型可以准确表征储层中各类裂缝，这样获得的数值模型计算结果更加合理可靠。本发明专利技术的方法有助于研究复杂水力压裂缝网地层中的渗流规律。于研究复杂水力压裂缝网地层中的渗流规律。于研究复杂水力压裂缝网地层中的渗流规律。

【技术实现步骤摘要】
一种基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法


[0001]本专利技术涉及非常规油气勘探开发
，尤其是一种基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法。

技术介绍

[0002]随着我国油气对外依存度逐年升高以及常规油气资源逐渐衰竭，提升非常规油气藏产量对我国能源战略安全至关重要。非常规油气藏具有超低孔、超低渗的特点，一般采用多级压裂水平井技术以获取工业产能。鉴于非常规油气藏渗流机理复杂，采用数值模拟方法对其进行生产模拟研究必不可少。
[0003]相较于离散裂缝模型，嵌入式离散裂缝模型，即EDFM，在模拟水力压裂缝时不需要对网格进行加密，仅牺牲较小计算精度以换取计算速度的大幅提升，在非常规油气藏模拟中得到广泛应用。然而，在采用EDFM表征水力裂缝时，存在着水力裂缝网格与基质网格间几何参数难以快速计算的问题，目前学者仍根据各水力裂缝在基质网格中位置及长度手动计算几何参数，这种方法的工作量巨大，给相关研究带来不便，造成油气藏产能模拟耗时耗力。因此，有必要开展相关研究工作，解决EDFM中几何参数快速计算问题，实现非常规油气藏产能的快速模拟。

技术实现思路

[0004]为了解决EDFM中几何参数快速计算问题，本专利技术提供一种基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法。
[0005]本专利技术提供的基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法，步骤如下：
[0006]S1：获取基质和裂缝的孔隙度、渗透率、含油饱和度、含气饱和度、含水饱和度，获取相渗曲线、毛管力曲线、流体PVT数据、岩石压缩系数。
[0007]S2：根据目标储层流体组分推导相应渗流方程，采用全隐式差分方法进行求解。具体方法如下：
[0008]根据目标储层流体组分推导得到的相应渗流方程如下：
[0009][0010]式中，M为介质类型，基质为m、天然微裂缝为f、水力裂缝为F；l为流体类型，油、气、水；q
l
为与本网格相连接其他介质类型网格和本网格间流体交换量，m3/d；p
l
为l相压力，MPa；k
M
为M类介质的绝对渗透率，D；K
rl
为l相的相对渗透率，无量纲；u
l
为l相的流体粘度，mpa.s；B
l
为l相的流体体积系数，无量纲；S
l
为l相的饱和度，无量纲；φ
M
为M类介质的孔隙度，无量纲。
[0011]所推导的渗流方程采用全隐式差分求解，全隐式差分方法流程如下：
[0012]在全隐式方法中，对于任意变量X，定义其n时步到n+1时步之间的差值为：
[0013]δX＝X
n+1
‑
X
n
[0014]第v次迭代步与第v+1次迭代步的差值为：
[0015][0016]当v＝0时，即：
[0017]当迭代满足精度要求时，即得到由于和表达过于繁琐，因此本专利技术中以下都分别由X
(v+1)
和X
(v)
代替，即：
[0018][0019]因此，在全隐式方法中，当满足迭代精度要求时，n+1时步的值与v+1迭代步的值近似相等。例如，在模拟过程中当第n+1时步的压力p满足p
n+1
‑
p
(v+1)
＜ε关系，则有：
[0020][0021]其中：p
(0)
＝p
n
[0022]所推导的渗流方程，流体交换项处理后结果如下：
[0023]油相：
[0024][0025]式中：q
op
为油相流体体积，m3；p
o1
、p
o2
分别为主网格、与主网格相邻网格的油相压力，MPa；S
w1
、S
w2
分别为主网格、与主网格相邻网格的含水饱和度，无量纲；S
g1
、S
g2
为主网格、与主网格相邻网格的含气饱和度，无量纲；T
op
＝G
·
f
p
(p
o
)
·
f
s
(s
w
,s
g
)＝G
·
f
p
·
f
s
，G为几何参数，f
p
为与压力有关的函数，f
s
为与饱和度有关的函数。
[0026]水相：
[0027][0028]式中：q
wp
为水相流体体积，m3；p
w1
、p
w2
分别为主网格、与主网格相邻网格水相压力，MPa；S
w1
、S
w2
为主网格、与主网格相邻网格的含水饱和度，无量纲；T
wp
＝G
·
f
p
(p
w
)
·
f
s
(s
w
)＝G
·
f
p
·
f
s
。
[0029]气相：
[0030][0031]式中：q
gp
为气相流体体积，m3；p
g1
、p
g2
分别为主网格、与主网格相邻网格的气相压力，MPa；S
g1
、S
g2
分别为主网格、与主网格相邻网格的含气饱和度，无量纲；
[0032]T
gp
＝G
·
f
p
(p
g
)
·
f
s
(s
g
)＝G
·
f
p
·
f
s
。
[0033]所推导的渗流方程，质量累计项处理后结果如下：
[0034]油相：
[0035][0036]式中：B
o
为原油体积系数，无量纲；S
w
为含水饱和度，无量纲；S
g
为含气饱和度，无量纲；φ为孔隙度，无量纲。
[0037]气相：
[0038][0039]上述公式中采用1
‑
s
g
‑
s
w
替代含油饱和度。
[0040]式中：B
g
为地层气体积系数，无量纲；R
s
为溶解气油比，无量纲。
[0041]水相：
[0042][0043]式中：B
w
为地层水体积系数，无量纲。
[0044]S3：获取各水力裂缝的逢高、缝长、方位角，确定目标储层大小与基质网格尺寸。
[0045]S4：依据基质网格尺寸确定微分单位长度，根据微分单位长度、水力裂缝端点位置、水力裂缝方位角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法，其特征在于，步骤如下：S1：获取基质和裂缝的孔隙度、渗透率、含油饱和度、含气饱和度、含水饱和度，获取相渗曲线、毛管力曲线、流体PVT数据、岩石压缩系数；S2：根据目标储层流体组分推导相应渗流方程，采用全隐式差分方法进行求解；S3：获取各水力裂缝的逢高、缝长、方位角，确定目标储层大小与基质网格尺寸；S4：依据基质网格尺寸确定微分单位长度，微分单位长度d
l
计算公式如下：d
l
＝(d
x
+d
y
)/200式中，d
l
为微分单位长度，m；d
x
为基质网格在x方向上的长度，m；d
y
为基质网格在y方向上的长度，m；然后，根据微分单位长度、水力裂缝端点位置、水力裂缝方位角计算标定点坐标；确定标定点时，自水力裂缝任一端点为起始标定点，沿水力裂缝每间隔一微分单位长度所在点即为一标定点，以水力裂缝另一端点为最后一标定点；S5：结合步骤S3中划分基质网格尺寸和步骤S4中所获得的各基质网格内标定点坐标集合，确定各基质网格内水力裂缝起点与终点坐标、缝长；其中，以各基质网格边界为水力裂缝网格划分边界，基质网格中起始标定点、末端标定点为该基质网格中水力裂缝两端点；S6：根据各水力裂缝缝长、方位角及在模型中位置，确定不同水力裂缝相交情况；S7：使用嵌入式离散裂缝模型表征水力裂缝，使用连续介质模型表征天然裂缝，建立数值模型；S8：使用步骤S7中建立的数值模型对非常规油气藏进行生产模拟。2.如权利要求1所述的基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法，其特征在于，所述步骤S6中，判断不同裂缝相交情况时，根据方位角判定水力裂缝是否平行；如两裂缝不平行则计算出两水力裂缝所在直线的交点坐标并判定该点是否在水力裂缝上。3.如权利要求1所述的基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据目标储层流体组分推导得到的相应渗流方程如下：式中，M为介质类型，基质为m、天然微裂缝为f、水力裂缝为F；l为流体类型，油、气、水；q
l
为与本网格相连接其他介质类型网格和本网格间流体交换量，m3/d；p
l
为l相压力，MPa；k
M
为M类介质的绝对渗透率，D；K
rl
为l相的相对渗透率，无量纲；u
l
为l相的流体粘度，mpa.s；B
l
为l相的流体体积系数，无量纲；S
l
为l相的饱和度，无量纲；φ
M
为M类介质的孔隙度，无量纲。4.如权利要求4所述的基于EDFM的非常规油气藏产能快速模拟方法，其特征在于，所述步骤S2中所推导的渗流方程，流体交换项处理后结果如下：油相：
式中：q
op
为油相流体体积，m3；p
o1
、p
o2
分别为主网格、与主网格相邻网格的油相压力，MPa；S
w1
、S
w2
分别为主网格、与主网格相邻网格的含水饱和度，无量纲；S
g1
、S
g2
分别为主网格、与主网格相邻网格的含气饱和度，无量纲；T
op
＝G
·
f
p
(p
o
)
·
f
s
(s
w
,s
g
)＝G
·
f
p
·
f
s
，G为几何参数，f
p
为与压力有关的函数，f
s
为与饱和度有关的函数；水相：式中：q
wp
为水相流体体积，m3；p
w1
、p
w2
分别为主网格、与主网格相邻网格的水相压力，MPa；S
w1
、S
w...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉龙，肖尊荣，刘香禺，肖尧，胡浩然，林锐，郑健，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：