一种分析离散裂缝性油藏流体流动的方法技术

本发明专利技术提供了一种离散裂缝网络模型数值模拟有限元数值求解方法，属于油气田开发领域。本方法根据离散裂缝网络模型，对缝洞型油藏的基岩和裂缝这两种不同的连续性介质采取不同的离散化方法，得到数学模型；然后对所述数学模型进行数值模拟，得到离散裂缝网络数值模拟；最后分析所述离散裂缝网络数值模拟的有限元单元的特性，对所述数学模型进行求解。本发明专利技术提高了数值模拟的计算速度、增加了计算的收敛性，实现了对缝洞型油藏的科学处理，为找准缝洞型油藏剩余油的分布位置、定量确定油藏的储量丰度、科学合理地开发这类油田提供依据，最终达到提高采收率的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油气田开发领域，具体涉及。
技术介绍
目前由于离散裂缝网络模型在一定程度上比较真实地描述了缝洞型油藏中裂缝的地质分布特征及其对流体流动的影响，所以采用离散裂缝网络模型数值模拟方法。同时因为有限差分方法数学概念直观、表达简单、占用内存小等特点，多在油藏数值模拟的求解方法中使用，但是有限单元法虽计算精度高、网格取向性弱且适合复杂边界问题，但计算量大、收敛性差使得油藏数值模拟中基本不采用这种方法。目前存在的主要难题是(1)模型不能对裂缝、洞穴和基岩之间的窜流进行精确的评估且不能对大尺度洞穴和控制着油藏流体流动的大裂缝进行模拟；( 有限差分法对于复杂边界问题、高阶微分方程、高梯度问题求解比较困难，而有限元法计算量大、收敛性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种用离散裂缝网络模型和有限单元法对缝洞型油藏油分布进行分析的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种有限元法分析离散裂缝油藏流体流动的方法，所述方法包括以下步骤A缝洞型油藏物探数据输入步骤，B对缝洞型油藏的基岩和裂缝两种不同的连续性介质采取不同的离散化方法，即对裂缝采用线单元离散，对基岩采用三角形单元离散即对每个待测区域V离散成E个单元，每个单元有N个结点；C输入结点信息、地层属性数据、相对渗透率和PVT数据即岩石和流体的地层条件下的物性数据D分析得到基岩系统和裂缝系统压力的有限元单元特性函数及其饱和度的有限元单元特性函数；E形成各单元特性矩阵和列阵步骤形成基岩系统压力函数单元特征矩阵(方程 (1-8)中矩阵和方程(1-9)中列阵)和裂缝系统压力函数单元特征矩阵(方程 (2-6)中矩阵|>广]和方程0-7)中列阵K’)，基岩系统饱和度函数单元特征矩阵(方程 (3-8)中矩阵和方程(3-9)中列阵和裂缝系统饱和度函数单元特征矩阵 (方程G-8)中矩阵和方程G-9)中列阵·^广)})；F组装有限个基本单元的单元特征矩阵，形成总特征矩阵，即形成压力整体特征矩阵(方程(5-2)中矩阵和列阵)和饱和度整体特征矩阵(方程(5-4)中矩阵和列阵)；G根据各物理量求取步骤；(1)对压力方程求解，即根据初始条件或上一步计算结果采用高斯多重积分方法对压力方程中各项积分的进行计算，形成压力方程的单元特性矩阵和列阵，然后组合压力方程的整体特性矩阵和列阵，最后采取预处理共轭梯度法对压力方程组进行求解；(2)对饱和度方程求解，即根据这一步求出的压力和初始条件或上一步计算结果对饱和度方程中各项积分进行计算，形成饱和度方程的单元特性矩阵或列阵，然后组合饱和度方程的整体特性矩阵和列阵，最后对饱和度方程组进行求解；H判断步骤(1)计算线性方程组中总装矩阵的条件数，如条件数数量级大于16，则认为不收敛，否则就认为收敛，从而进行下一时间步的计算；(2)如果计算时间大约设定时间计算结束，否则进人下一时间步的计算；I输出显示步骤输出显示压力场、饱和度场等的图像及动画以及收敛性曲线和生产指数曲线。所述方法对裂缝进行了单独处理，根据地质上所描述的裂缝发育分布情况，在数值模拟中；在所述数值模拟中把大洞穴看做裂缝来进行处理，油藏模拟假设基岩中的流体和岩石均微可压缩，且压缩系数为常数，裂缝及裂缝中的流体为不可压缩；所述数学模型为9基岩系统(5-5)Φ^ + SJCto ^. = V-(A0Vp0) + qm -SnfqIS0+Sw = 1(5-7)Pc = P0-Pw(5-8)裂缝系统邻凡+人衝产二/+“)=。vnfd_ dlν οι=武/.^onf乂“/dts f+s f = 11^onf 1^wnf x基岩-裂缝间的窜流iIonf =(ξΚ{Ρο~Ρ))(llnf =(ξΚ{Ρν~Ρ))‘Qarnf(5-11)>nf f其中^ =d所述步骤D包括以下步骤 I基岩系统压力有限元单元特性分析基岩系统压力方程(5-6)(5-9)(5-10)(5-12) (5-13)权利要求1.，其特征在于，所述方法包括以下步骤 A缝洞型油藏物探数据输入步骤，B对缝洞型油藏的基岩和裂缝两种不同的连续性介质采取不同的离散化方法，即对裂缝采用线单元离散，对基岩采用三角形单元离散即对每个待测区域V离散成E个单元，每个单元有N个结点；C输入结点信息、地层属，性数据、相对渗透率和PVT数据；D分析得到基岩系统和裂缝系统压力的有限元单元特性函数及其饱和度的有限元单元特性函数；E形成各单元特性矩阵和列阵步骤形成基岩系统压力函数单元特征矩阵矩阵 和列阵{一};以及裂缝系统压力函数单元特征矩阵矩阵和列阵{W，基岩系统饱和度函数单元特征矩阵矩阵和列阵和裂缝系统饱和度函数单元特征矩阵 矩阵和列阵F组装有限个基本单元的单元特征矩阵，形成总特征矩阵，即形成压力整体特征矩阵 矩阵和列阵和列阵[歹；I; G根据各物理量求取步骤；(1)对压力方程求解，即根据初始条件或上一步计算结果采用高斯多重积分方法对压力方程中各项积分的进行计算，形成压力方程的单元特性矩阵和列阵，然后组合压力方程的整体特性矩阵和列阵，最后采取预处理共轭梯度法对压力方程组进行求解；(2)对饱和度方程求解，即根据这一步求出的压力和初始条件或上一步计算结果对饱和度方程中各项积分进行计算，形成饱和度方程的单元特性矩阵或列阵，然后组合饱和度方程的整体特性矩阵和列阵，最后对饱和度方程组进行求解；H判断步骤(1)计算线性方程组中总装矩阵的条件数，如条件数数量级大于16，则认为不收敛，否则就认为收敛，从而进行下一时间步的计算；(2)如果计算时间大约设定时间计算结束，否则进人下一时间步的计算； I输出显示步骤输出显示压力场、饱和度场等的图像及动画以及收敛性曲线和生产指数曲线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法对裂缝进行了单独处理，根据地质上所描述的裂缝发育分布情况，在数值模拟中；在所述数值模拟中把大洞穴作为裂缝来进行处理，油藏模拟假设基岩中的流体和岩石均微可压缩，且压缩系数为常数，裂缝及裂缝中的流体为不可压缩；所述数学模型为 基岩系统3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤D包括以下步骤 I基岩系统压力有限元单元特性分析步骤 基岩系统压力方程4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的离散裂缝网络数值模拟的过中采用了动态分配存储空间技术。全文摘要本专利技术提供了一种离散裂缝网络模型数值模拟有限元数值求解方法，属于油气田开发领域。本方法根据离散裂缝网络模型，对缝洞型油藏的基岩和裂缝这两种不同的连续性介质采取不同的离散化方法，得到数学模型；然后对所述数学模型进行数值模拟，得到离散裂缝网络数值模拟；最后分析所述离散裂缝网络数值模拟的有限元单元的特性，对所述数学模型进行求解。本专利技术提高了数值模拟的计算速度、增加了计算的收敛性，实现了对缝洞型油藏的科学处理，为找准缝洞型油藏剩余油的分布位置、定量确定油藏的储量丰度、科学合理地开发这类油田提供依据，最终达到提高采收率的目的。文档编号G06F17/50GK102339325SQ20101022829公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日专利技术者姚军, 康志江, 张允 , 袁向春, 赵艳艳 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种分析离散裂缝性油藏流体流动的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：Ａ缝洞型油藏物探数据输入步骤，Ｂ对缝洞型油藏的基岩和裂缝两种不同的连续性介质采取不同的离散化方法，即对裂缝采用线单元离散，对基岩采用三角形单元离散：即对每个待测区域Ｖ离散成Ｅ个单元，每个单元有Ｎ个结点；Ｃ输入结点信息、地层属，性数据、相对渗透率和ＰＶＴ数据；Ｄ分析得到基岩系统和裂缝系统压力的有限元单元特性函数及其饱和度的有限元单元特性函数；Ｅ形成各单元特性矩阵和列阵步骤：形成基岩系统压力函数单元特征矩阵：矩阵［Ｈ（ｅ）］和列阵以及裂缝系统压力函数单元特征矩阵：矩阵和列阵），基岩系统饱和度函数单元特征矩阵：矩阵［Ｈ′（ｅ）］和列阵和裂缝系统饱和度函数单元特征矩阵：矩阵［Ｈ′ｆ（ｅ）］和列阵）；Ｆ组装有限个基本单元的单元特征矩阵，形成总特征矩阵，即形成压力整体特征矩阵：矩阵和列阵和饱和度整体特征矩阵：矩阵和列阵Ｇ根据各物理量求取步骤；（１）对压力方程求解，即根据初始条件或上一步计算结果采用高斯多重积分方法对压力方程中各项积分的进行计算，形成压力方程的单元特性矩阵和列阵，然后组合压力方程的整体特性矩阵和列阵，最后采取预处理共轭梯度法对压力方程组进行求解；（２）对饱和度方程求解，即根据这一步求出的压力和初始条件或上一步计算结果对饱和度方程中各项积分进行计算，形成饱和度方程的单元特性矩阵或列阵，然后组合饱和度方程的整体特性矩阵和列阵，最后对饱和度方程组进行求解；Ｈ判断步骤：（１）计算线性方程组中总装矩阵的条件数，如条件数数量级大于１６，则认为不收敛，否则就认为收敛，从而进行下一时间步的计算；（２）如果计算时间大约设定时间计算结束，否则进人下一时间步的计算；Ｉ输出显示步骤：输出显示压力场、饱和度场等的图像及动画以及收敛性曲线和生产指数曲线。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张允，袁向春，姚军，康志江，赵艳艳，
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：11