基于离散裂缝模型的裂缝性介质等效渗透率求解新方法

等效渗透率是裂缝性介质流动数值模拟中的关键参数,基于离散裂缝模型,考虑每条裂缝的空间分布和属性参数对流动的影响,建立了一种计算裂缝性介质等效渗透率的新方法。首先,对裂缝性介质进行粗网格划分,获取每一粗网格中的裂缝信息,采用封闭定压边界建立相应的离散裂缝流动数学模型,在此基础上应用Galerkin有限元方法对此模型进行求解;然后基于达西定律和体积平均法求取粗网格的等效渗透率;最后,通过算例研究验证了本文方法的正确性和高效性。     

考虑裂缝变形的低渗透双重介质油藏数值模拟研究

针对玉门青西低渗透裂缝性油藏地质条件的复杂性,通过实验研究了该类油藏开采过程中裂缝的变形特征及其对渗透率和油井产能的影响;研究了水驱过程中的渗吸采油机理.在此基础上,建立了将裂缝变形与基质渗吸作用集为一体的变形双重介质油藏数值模拟模型,利用该模型开展了裂缝变形、渗吸采油、周期注水对开发效果影响的模拟研究.采用变形双重介质油藏数值模拟技术对青西低渗透裂缝性油藏多方案开发指标进行了预测,给出了该油藏优化的开发方案.     

等效连续介质模型在低渗透油藏的适应性分析

形成裂缝网络的裂缝性油气藏可用Kazemi模型、Warren-Root模型和DeSwaan模型进行描述,而没有形成裂缝网络的局部裂缝发育油藏就不适合应用这3种模型。针对低渗透油藏存在的局部裂缝特征,利用平行板理论、张量原理和等值渗流阻力原理,建立了裂缝区的等效连续介质模型,在等效连续介质模型的基础上,建立了低渗透油藏三维数值模型,并用黒油模拟程序进行实例计算。研究结果表明:等效连续介质模型可以应用到具有局部裂缝的低渗透油藏数值模拟和动态预测中。     

裂缝性油藏水平井数值模拟的进展和展望

以油藏模拟的内容—数学模型研究、数值模拟方法研究和油藏模拟软件研究为出发点,系统地介绍了国内外油藏模拟的最新进展及研究方向:描述裂缝性油气藏的双重介质、三重介质、多重介质理论;油气藏数值模拟的全隐式裂缝油藏模型、黑油模型,以及裂缝性油藏模型软件;油藏模拟方法中的多重网格法(MG)和预处理共轭梯度法(PCG),以及最新发展的区域分解法和并行算法等。     

基于裂缝-基质耦合的裂缝性油藏调驱数值模拟

 针对黑油模型等效处理裂缝方法不能很好体现裂缝在油藏中的特性,利用裂缝-基质耦合渗流理论方法,建立油水两相三维裂缝性油藏数值模型。基于该数值模型研究油藏地质和开发条件对弱凝胶调驱效果的影响,对影响因素进行了显著性评价,通过对调驱影响显著的因素进行定量研究,提出了裂缝性油藏适宜调驱的油藏条件。利用正交分析方法,对实际油藏进行调驱参数优化设计。     

裂缝性油藏改进多重子区域模型

针对现有多重子区域模型在计算裂缝单元间等效传导系数时存在的问题,采用超样本技术和体积平均法对其进行改进,改进后的模型可以有效考虑周围区域介质对裂缝单元间等效传导系数的影响,同时可以得到全张量形式的等效渗透率,在此基础上运用模拟有限差分方法构造考虑全张量形式等效渗透率的数值计算格式进行模型求解。针对不同裂缝性油藏,通过数值算例对改进模型和原始模型的准确性进行对比分析。结果表明:改进模型的计算精度比原始模型有较大提高,与离散裂缝模型参考结果基本一致,同时其计算效率高于离散裂缝模型。     

裂缝性砂岩油藏渗流的等效连续介质模型

低渗透裂缝性砂岩油藏由于其裂缝分布的不均匀、不连续的特点,其自身不能形成其渗流网络.因此,基于灰岩基础上的双重介质渗流理论不再适用.笔者打破将裂缝性油藏处理成双重介质的传统做法,建立适合低渗透裂缝性砂岩储层的等效连续介质渗流模型.其中等效介质的渗透张量的确定通过流量相等的原则,毛管力和相对渗透率曲线通过渗吸平衡时的毛管力相等原则来确定.通过实例计算表明,所建立的等效连续介质模型是合理的.     

低渗透油藏储层多尺度裂缝的建模方法研究

低渗透油藏储层中流体的流动是一个横跨致密基质、天然裂缝、水压裂缝、井筒的典型多尺度力学行为。明确油藏储层中裂缝的尺度分级,建立精确的低渗透储层多尺度裂缝模型,探究多尺度之间的级联耦合作用过程和内在联系,是低渗透油藏渗流研究的关键,也是实现超低渗透油藏有效开发的重要理论基础。根据复杂学科的多尺度关联方法及油藏多尺度裂缝建模的相关文献资料,明确提出了油藏中多尺度裂缝的尺度分级标准,总结归纳了多尺度关联方法和低渗透油藏储层多尺度裂缝模型,分析了按连续介质思想和离散介质思想构建的几种代表模型的优劣。在此基础上,提出了储层裂缝多尺度建模的建议,并指出了低渗透油藏多尺度裂缝建模研究的趋势。     

裂缝性油藏有限元数值模拟

本文基于DFN模型研究裂缝性油藏渗流机理,推导其全耦合矩阵形式的有限元解法,建立了基于压力,饱和度的有限元方程。对具有控制油藏渗流的大裂缝特性进行研究,考虑基质毛管力,忽略裂缝中毛管力影响,采用四边形网格,针对DFN模型的渗流问题进行了模拟计算,得到油藏渗流动态结果,为裂缝性油藏的优化开发及精细油藏数值模拟提供理论依据。     

塔河碳酸盐岩缝洞型油藏水动力学模拟新方法

塔河碳酸盐岩缝洞型油藏,其储集空间以溶洞为主,裂缝作为主要的沟通通道,具有网络状油藏的特征。基于管流理论,建立了一种新的水动力学等效模型,通过分析缝洞之间相互关系及油水在缝洞系统中的分布对流动规律的影响,研究流体在裂缝、溶洞介质中的流动特征,揭示储集体内流体的流动规律。根据地质研究成果,构造典型生产井的水动力学等效模型,利用本模拟方法对网络状油藏开采机理进行了分析,验证了本模拟方法的有效性和合理性。     

裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟研究

研究的低渗裂缝性油藏包括基质、天然裂缝及人工裂缝,根据压裂后流体在各系统的渗流特征,建立了考虑高速非达西、启动压力梯度、毛管压力、重力作用的三重介质三维油水两相渗流数值模型,给出了其数值解法.利用研制的低渗裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟器分析了裂缝及储层参数对生产动态的影响.模拟结果表明,基质中启动压力梯度、人工裂缝...     

多段压裂页岩气水平井不稳定线性流分析

基于三重介质模型的解析解,分析多孔介质参数,如水力裂缝储容比、天然裂缝储容比、天然裂缝窜流系数和基质窜流系数,对无因次产量递减曲线的影响,提出中晚期不稳定线性流控制判断标准;基于三重介质模型的分析方法分析国外某多段压裂页岩气水平井生产数据,并对水力裂缝半长进行评价,通过油藏数值模拟进行验证,最终得出该井水力裂缝半长为42.2 m。研究表明:基于三重介质模型计算的水力裂缝半长更为准确,结合不稳定线性流分析方法和油藏数值模拟方法能有效提高计算结果精度。     

方位各向异性介质的多尺度有限差分法波场模拟

采用以裂缝走向为方位角的方位各向异性介质模型可以较好地描述裂缝性油气藏的实际情况,对弹性波在此介质中的传播过程进行准确的数值模拟有助于提高油气开采的准确程度。该文采用紧支集正交小波基对空间域进行多尺度离散,采用二阶精度有限差分算子对时域离散,推导得到了多尺度有限差分方法正演模拟的递推公式,并实现了相应的波传过程数值模拟。数值结果准确地反映了方位各向异性介质中波场的变化过程,可以清晰地观察到横波分裂和方位特征差异等现象。     

等效粗化技术在任丘碳酸盐岩油藏中的应用——以任丘潜山油藏为例

在Petrel建立精细储层模型的基础上,首先进行网格粗化,设计满足油藏数值模拟的"正交的粗的"网格系统;其次进行构造模型的粗化,包括构造断面粗化和地层层面粗化;最后运用多种粗化计算方法进行基质属性及裂缝属性模型的粗化。在此基础上,对粗化后的地质模型进行验证与输出。研究发现,等效粗化后的网格模型能够反映原模型的地质特征及流动响应,有效地为Eclipse输出了油藏数模模型,探索了碳酸盐岩双孔隙介质储层地质建模与数值模拟有效链接的可靠途径,形成了精细储层模型等效粗化技术流程。等效粗化技术在任丘潜山碳酸盐岩油藏的实际应用中取得了良好的地质效果,为后期油藏的数值模拟和剩余油分布研究提供了基础地质保障,同时为任丘地区开展地温场及地热综合利用研究提供了扎实的地质依据。同时,该研究可为其他类似油藏的研究提供借鉴。     

微观非均匀双重介质混相驱扩散传质规律

裂缝型碳酸盐岩油藏具有裂缝-基质双重介质,裂缝的非均质性使混相驱流体扩散传质机理变得更加复杂。基于Navier-Stokes方程和对流-扩散方程,利用有限元方法建立裂缝-基质双重介质的数值模型;研究了非均质性、分子扩散系数和流体速度对溶剂段塞混相驱扩散传质的影响规律。研究表明:在非均匀双重介质中,非均质性、分子扩散系数和流体速度对扩散传质的影响具有关联性;介质非均质性使对流作用增强,裂缝中溶剂的指进加速了溶剂向基质的扩散。     

裂缝性潜山变质岩储层地质建模方法——以锦州25-1S潜山为例

 针对裂缝性储层地质建模的难点和重点,在对渤海海域特殊变质岩潜山裂缝性油藏地质、物探、测井综合研究的基础上,针对国内外裂缝性储层地质建模的技术方法,提出了双重介质油藏储层的4步建模方法：① 建立基质和裂缝共用的三维构造模型;② 建立基质系统的属性参数模型;③ 建立裂缝网络几何模型,并将裂缝几何模型等效成裂缝参数定量模型;④ 动态校验模型。首次利用叠前地震反演资料做约束对裂缝发育的密度进行定量预测,并在此基础上根据成像测井解释的裂缝参数的统计规律对裂缝的三维分布进行预测,建立三维可视化的裂缝网络模型,将离散的裂缝网络转化为定量化的三维参数模型。以锦州25-1S油田裂缝性潜山基岩油藏为例,对裂缝性油藏（尤其是潜山油藏）的储层地质建模技术进行探讨和尝试。在对太古界潜山油藏构造、岩性、裂缝等精细描述的基础上,利用Fred和Petrel等先进地质建模软件建立了油藏的三维构造模型、裂缝空间展布及储层属性模型,对该裂缝性油藏进行了三维储层定量化表征,为该油藏开发方案的优化及实施奠定了基础。     

基于页岩油藏多尺度非线性渗流的数值模型研究

通过构建嵌入式离散裂缝模型(EDFM)研究了多重介质非线性渗流下的页岩储层水平井生产动态，对页岩储层中复杂的水力裂缝、次生裂缝以及天然裂缝系统进行了显式表征，对储层不同尺度渗流通道中的运动控制方程进行了修正。在此基础上，量化分析了启动压力梯度因素对低渗储层非线性流中产量的影响，提高了模型应用的真实性，为裂缝型油藏的数值模拟方法提供了新的思路。     

缝洞型碳酸盐岩油藏流固耦合数值模拟

缝洞型碳酸盐岩油藏分布广、储量大,但储集空间类型多样并可跨越多个尺度,宏观上表现为渗流-自由流耦合特征;且埋藏较深,超过5 300 m,裂缝和溶蚀孔洞在开发过程中易发生变形,具有强应力敏感性。考虑储层介质的弹性变形,建立离散缝洞模型的流固耦合数学模型及其数值模拟方法。其中多孔介质渗流区域采用Biot方程,在渗流场和应力场中均对裂缝进行降维处理,建立离散裂缝的Biot流固耦合模型;溶洞为自由流区域,采用Navier-Stokes方程;两个区域间通过扩展的Beavers-Joseph-Saffman条件进行耦合。应用混合有限元方法对该流固耦合模型进行数值求解,其中渗流区域采用经典的Galerkin有限元方法,自由流区域采用Taylor-Hood混合元方法,通过数值算例验证模型和方法的正确性。结果表明:溶洞中的压力传播速度较快,相对于渗流区域可视为一流动等势体;在降压生产过程中,裂缝尖端和溶洞附近区域易发生较大面积的破坏,而较高的流体压力对于溶洞和裂缝壁面具有一定的支撑作用,因此在此类油气藏的开发中应适当采取保压措施,以避免溶洞坍塌和裂缝闭合。     

多因素约束下的致密砂岩气藏离散裂缝特征及地质模型研究

根据地震、测井、野外、岩心和薄片观察解释结果,从断裂成因机制出发,围绕天山前KX气藏开发需要,重新划分裂缝类型,界定尺度范围,划分裂缝期次,建立裂缝发育地质模式;分析构造、沉积、开发与裂缝参数的相关性,优选裂缝发育主控因素,采用"熵权赋值法"构建三维裂缝发育强度地质模型;采用确定法、序贯高斯插值法建立大、中、小尺度缝离散模型,最终构建气藏裂缝属性模型。结果表明:山前KX地区致密砂岩构造裂缝系统具有明显的多尺度性、期次性和多样性,它们符合断层-褶皱-裂缝共生演化系统;多因素权重约束下的多尺度建模方法适合于致密砂岩DFN裂缝模型建立,断层、大裂缝适合优选确定性建模方法,中、小尺度裂缝适合优选序贯高斯模拟方法,地质模型与实际井点数据和开发动态数据吻合度高,可直接应用于双介质渗流数值模拟和气藏防水方案的优化。     

具有分形特性的油藏渗流理论进展概述

近年来,由国外科学家在上世纪80年代创立的分形几何在诸多学科中已得到广泛应用。而今非线性分形理论逐渐被应用于油藏数值模拟中。国外科学家和油藏工程师最先在渗流力学中引入分形维数和分形指数来描述多孔介质及其孔缝的分形特征,打破了采用均质或拟均质假设处理方法近似反应裂缝型多孔介质性质的传统方法,进而产生了应用分形特性描述油藏的分形特征和非均质性的分形油藏理论。应用分形理论建立的油藏数值模型与经典模型相比,虽然分形油藏渗流模型较为复杂,但更能贴近自然、真实的油藏,能够更有效地反映实际油藏的复杂性。