基于井下流量控制设备的油藏数值模拟方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油藏数值模拟技术，尤其涉及一种基于井下流量控制设备的油藏数值模拟方法及装置。
【背景技术】
[0002]长期以来，油藏数值模拟作为油气田开发过程中一项可信赖的技术，在油藏工程师做大型决策、评价油藏以及诊断和改善油藏产能时发挥了不可替代的作用。油藏数值模拟中任何井模型的基本目的都是提供准确的源汇项。近年来，随着中国水驱陆相油田开始普遍进入高含水和高采出程度的“双特高”开发阶段，特低渗、低产、低丰度、高粘度边际油田的开发逐步得到重视，井眼轨迹和井身结构复杂以及安装了井下监测、调控设备的多分支井、水平井和波状井成为现阶段老油田挖潜增产、新油田经济开发的重要技术。但是现有的商业化油藏数值模拟软件中的井模型是一个常量源汇项，采用固定的井底流压或产量作为内边界条件，难以模拟井下流量控制设备的影响。
[0003]针对以上难题，赵国忠等(赵国忠，孙巍，何鑫.基于分层注水数学模型的油藏数值模拟.东北石油大学学报，2012，36(6):82-87.)于2012年针对大庆油田分层注水工艺提出了考虑水嘴影响的油藏数值模拟方法，主要是通过建立考虑启动压差、水嘴直径等嘴损特征的分层注水模型，计算分层注水井各段嘴前流压，实现嘴损方程与井一网格压力方程的耦合。这种方法的局限性在于:①对于井身结构复杂的水平井和多分支井不适用；②对于井筒内存在多个水嘴的注水井不适用；③分层注水工艺需要使用封隔器，模型中未考虑其影响；④仅考虑了水嘴这一种井下流量控制设备，仅适用于注水井，对于油井尚不适用。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种基于井下流量控制设备的油藏数值模拟方法，以对采取不同井型分层注水、分层采油工艺的油藏进行高精度数值模拟，为科学的使用井下流量控制设备提供依据，达到提高采收率的目的。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种基于井下流量控制设备的油藏数值模拟方法，所述的油藏数值模拟方法包括:
[0006]获取生产井、注入井、油藏及流量控制设备数据，确定各井、油藏及流量控制设备的动态参数及静态参数；
[0007]根据每口井的井身结构和流量控制设备创建多井段模型；
[0008]根据油藏特征及流体属性建立油藏渗流模型，所述油藏渗流模型包括:油气水三相渗流方程、外边界条件以及约束条件；
[0009]将所述多井段模型及油藏渗流模型耦合，生成数值模型；
[0010]根据油藏的静态参数建立地质模型，并根据原始地层压力分布或者压力与深度的关系，以及岩石、流体属性对所述地质模型进行初始化；
[0011]根据所述数值模型及初始化后的地质模型建立带有稀疏系数矩阵的非线性方程组并求解所述非线性方程组。
[0012]在一实施例中，根据每口井的井身结构和流量控制设备创建多井段模型，包括:
[0013]根据井眼轨迹流量控制设备的安装使用位置以及所需模拟精度确定所述多井段模型的段数及节点数；
[0014]根据所述流量控制设备的使用方式确定各井段的分支数目、流体在该井段的流入位置及流出口位置；
[0015]根据所述段数、节点数、各井段的分支数目、流体在该井段的流入位置及流出口位置确定各井段、节点以及分支的位置，搭建多井段模型的骨架；
[0016]根据单井、油藏及所述流量控制设备的静态参数确定每井段、分支及节点的深度；
[0017]根据油管直径和套管直径及粗糙度确定各井段的直径、截面积、体积及粗糙度；
[0018]根据模拟精度、井身结构和流量控制设备动静态参数确定最长段长度和最小段长度，使多井段模型内的各井段均短于最长段长度，均长于最小段长度。
[0019]在一实施例中，在根据每口井的井身结构和流量控制设备创建多井段模型之后，所述的油藏数值模拟方法包括:根据流入、流出口位置、井底流压、每段、分支及节点的深度、油管直径和套管直径及粗糙度确定各段的直径、截面积、体积及粗糙度选择井筒压力计算方法。
[0020]在一实施例中，将所述多井段模型及油藏渗流模型耦合，生成数值模型，包括:
[0021]根据所述多井段模型，建立各井段的各分支内的油气水三相流动方程、压力方程；
[0022]将所述多井段模型作为内边界条件与油藏渗流模型耦合，建立综合数学模型；
[0023]对所述综合数学模型进行离散化，形成数值模型。
[0024]在一实施例中，根据流量方程计算某一相流体从网格块到井段节点的流动，所述流量方程如下:
[0025]qpj = T wjMp j (Pj+Hcj-Pn-Hnc)
[0026]其中，qpj是P相在网格块与井段连接j处的流量，T ”是连接传导率，M ?是p相在网格块与井段连接j处的流度，P.,是网格块压力，H。,是网格块到连接处的深度差，Pn是段节点处的压力，Hn。是段节点到连接处的深度差。
[0027]在一实施例中，所述静态参数包括:每口井的井位坐标、完井方式、射孔深度、井头、井深、井斜及井轨迹数据，油藏目的层位的构造形态、测井解释数据、地震解释数据、断层数据，目的层位的孔隙度、渗透率、含油饱和度及原始地层压力参数，地层内岩石及流体的高压物性资料，流量控制设备的类型、安装位置、设备尺寸及控制方式。
[0028]在一实施例中，所述动态参数包括:单井生产动态数据、吸水剖面测试数据、产油剖面测试数据、井下流量控制设备的调节参数及井下流量控制设备监测数据。
[0029]为了实现上述目的，一种基于井下流量控制设备的油藏数值模拟装置，所述的油藏数值模拟装置包括:
[0030]参数获取单元，用于获取生产井、注入井、油藏及流量控制设备数据，确定各井、油藏及流量控制设备的动态参数及静态参数；
[0031]多井段模型创建单元，用于根据每口井的井身结构和流量控制设备创建多井段模型；
[0032]油藏渗流模型生成单元，用于根据油藏特征及流体属性建立油藏渗流模型，所述油藏渗流模型包括:油气水三相渗流方程、外边界条件以及约束条件；
[0033]数值模型生成单元，用于将所述多井段模型及油藏渗流模型耦合，生成数值模型；
[0034]地质模型生成单元，用于根据油藏的静态参数建立地质模型，并根据原始地层压力分布或者压力与深度的关系，以及岩石、流体属性对所述地质模型进行初始化；
[0035]稀疏矩阵生成单元，用于根据所述数值模型及初始化后的地质模型建立带有稀疏系数矩阵的非线性方程组并求解所述非线性方程组。
[0036]在一实施例中，所述多井段模型创建单元包括:
[0037]第一信息确定模块，用于根据井眼轨迹，流量控制设备的安装使用位置以及所需模拟精度确定所述多井段模型的段数及节点数；
[0038]第二信息确定模块，用于根据所述流量控制设备的使用方式确定各井段的分支数目、流体在该井段的流入位置及流出口位置；
[0039]第三信息确定模块，用于根据所述段数、节点数、各井段的分支数目、流体在该井段的流入位置及流出口位置确定各井段、节点以及分支的位置，搭建多井段模型的骨架；
[0040]第四信息确定模块，用于根据单井、油藏及所述流量控制设备的静态参数确定每井段、分支及节点的深度；
[0041]第五信息确定模块，用于根据油管直径和套管直径及粗糙度确定各井段的直径、截面积、体积及粗糙度；
[0042]第六信息确定模块，用于根据模拟精度、井身结构和流量控制设备的动静态参数确定最长段长度和最小段长度，使多井段模型内的各井段均短于最长段长度，均长于最小段长度。
[0043]在一实施例中，所述油藏数值模拟装置还包括:计算方法选取单元，用于根据流入、流出口位置、井底流压、每段、分支及节点的深度、油管直径和套管直径及粗糙度确定各段的直径、截面积、体积及粗糙度选择井筒压力计算方法。
[0044]在一实施例中，所述数值模型生成单元包括:
[0045]方程建立模块，用于根据所述多井段模型，建立各井段的各分支内的油气水三相流动方程、压力方程；
[0046]数学模型建立模块，用于将所述多井段模型作为内边界条件与油藏渗流模型耦合，建立综合数学模型；
[0047]数值模型生成模块，用于对所述综合数学模型进行离散化，形成数值模型。
[0048]在一实施例中，所述油藏数值模拟装置还包括:流动信息计算单元，用于根据流量方程计算某一相流体从网格块到井段节点的流动，所述流量方程如下:
[0049]qpj = T wjMp j (Pj+Hcj-Pn-Hnc)
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