裂缝性油藏逆向渗吸采收率预测方法_2

文档序号:9909761阅读:来源:国知局
r>[0037]
[0038] 式中,SmwA,eS基质有限单元e上面含水饱和度,A^1为矩阵Ae的逆矩阵,. SWw.ke为 基质有限单元e在边li上边含水饱和度,i = l,2,3, <K为基质孔隙度。
[0039]裂缝的渗吸方程表达式为:
[0040]
(10)
[0041 ]式中,vf, w为裂缝内水相流体流速,Pf,。为裂缝中毛管力,Kf为裂缝的绝对渗透率, kf,r。为裂缝中油相流体相对渗透率,μ。为油相流体粘度,Sf,w为裂缝含水饱和度,裂缝内分流 量ff,w为:
[0042]
(.U)
[0043]定义裂缝内毛管力扩散系数Df,e为:
[0044]
(12)
[0045] 其数值的大小与裂缝开度有关,当裂缝开度大于0.1mm,因裂缝内部毛管力较小, Df,J^值很小,当裂缝开度小于等于0.1mm时,其内部毛管力不可忽略。则有:
[0046] vlw = -Df:eVSfw Π3)
[0047] 同时满足质量守恒,则有:
[0048]
(14>
[0049] 采用混合有限元法求解裂缝的渗吸方程式(13)和(14)获得裂缝有限单元上的渗 吸方程表达式为:
[0050]
[0051]
[0052] 式中,Sfwi,i为裂缝有限单元1上边含水饱和度,G1为矩阵Li的逆矩阵,为裂 缝有限单元1在端点cU上含水饱和度,i = 1,2。
[0053]在根据本发明上述预测方法中,步骤(三)中,基质有限单元之间的耦合过程为:定 义在两个相邻有限单元之间的边界上,通过边界流出第一有限单元的流量等同于通过边界 流入第二有限单元的流量,第一有限单元在边界上的含水饱和度等于第二有限单元在边界 上的含水饱和度,如此完成基质有限单元之间的耦合;基质有限单元与裂缝有限单元之间 的耦合过程为:定义在裂缝有限单元与相邻的两个基质有限单元之间,流出裂缝有限单元 的流量等于通过边界流入到两个基质有限单元的流量之和,如此完成基质有限单元与裂缝 有限单元之间的耦合;裂缝有限单元之间的耦合过程为:定义在裂缝有限单元的节点处,经 过该节点流出裂缝有限单元的流量等于经过该节点流入到裂缝有限单元的流量,在裂缝有 限单元节点处,各个裂缝有限单元在节点上的含水饱和度相等,如此完成裂缝有限单元之 间的耦合。
[0054]在根据本发明上述预测方法中,步骤(三)中,耦合后获得的整个有限元方程为:
[0055]
[0056] 式中,m为基质,f为裂缝,0^8^、8以1,£、]\^、]\^、]\^、〇£、]&均为系数矩阵。
[0057] 本发明的有益效果是:本发明考虑了孤立裂缝与基质孔隙之间的差异,以及裂缝 对基质岩块切割的不规则性和裂缝与基质之间接触的多样性,建立裂缝性介质模型,并基 于离散裂缝模型全面模拟裂缝性油藏的渗吸过程和渗吸规律,对裂缝进行精确的刻画。与 现有预测方法相比,本发明可适用于被裂缝切割后形成的不规则形状的基质岩块;本发明 不仅可以考虑基质的非均质性,还可以考虑基质岩块内孤立裂缝与基质之间毛管力大小的 差异,以及孤立裂缝的不同发育形态;本发明可利用CT成像和扫描电镜对基质内小尺度裂 缝的识别,通过非结构化网格的剖分来刻画小尺度裂缝的形态。通过本发明预测方法预测 的渗吸采收率更加准确,本发明属于数值模拟,能很好的模拟出孤立裂缝的影响,快速精 确,弥补常规数值模拟方法的不足。
【附图说明】
[0058] 图1为本发明实施例1中裂缝性介质模型。
[0059] 图2为本发明实施例裂缝性介质模型非结构化网格剖分图。
[0060] 图3为本发明实施例1中离散裂缝模型。
[0061] 图4为本发明实施例2中裂缝性介质模型。
[0062 ]图5为本发明实施例2中离散裂缝模型。
[0063] 图6为本发明渗吸采收率预测方法与现有渗吸采收率方法的数值模拟数据与实验 结果对比图。
[0064] 图7为本发明具体实施例含裂缝的裂缝性介质模型示意图。
[0065]图8为本发明具体实施例无因次时间tD = l .03时的无裂缝和含裂缝的含水饱和度 分布图。
[0066]图9为本发明具体实施例无因次时间tD = ll. 1时的无裂缝和含裂缝的含水饱和度 分布图。
[0067]图10为本发明具体实施例无因次时间tD = 708时的无裂缝和含裂缝的含水饱和度 分布图。
[0068] 图11为本发明具体实施例不同长度裂缝及对应于裂缝性介质模型中的位置图。
[0069] 图12为本发明具体实施例不同长度裂缝对应的采收率与无因次时间的变化曲线。
【具体实施方式】
[0070] 以下结合附图和具体实施例对本发明作出进一步说明。
[0071] 实施例1: 一种裂缝性油藏逆向渗吸采收率预测方法,含有以下步骤:
[0072] 步骤一:考虑裂缝对基质岩块切割的不规则性、裂缝与基质之间接触的多样性以 及基质中存在的孤立裂缝,建立裂缝性介质模型,如图1所示,该裂缝性介质模型为基质岩 块切割后不规则五边形岩块边缘裂缝首尾相接组成。其具体步骤为:
[0073] ( - )搜集反应裂缝发育状况的岩心、地震、成像测井的资料;
[0074] (二)根据岩心统计结果、地震预测结果、成像测井检测结果,统计裂缝发育状况、 裂缝发育密度、裂缝长度、裂缝开度、裂缝倾角的信息,获得大尺度裂缝网络的连通性信息、 裂缝切割基质岩块形状信息以及裂缝与基质的接触关系信息;
[0075](三)通过CT扫描、扫描电镜、高压压汞和核磁共振分析小尺度裂缝的连通性,确定 基质内部连通性差、或孤立裂缝发育状况、或连通性差和孤立裂缝发育状况;
[0076] (四)根据裂缝网络对基质岩块的切割尺寸和接触关系,以及连通性差、或孤立裂 缝发育状况、或连通性差和孤立裂缝发育状况,确定裂缝性介质模型。
[0077] 步骤二:如图2所示,采用非结构化网格对裂缝性介质模型进行离散化处理,获得 离散裂缝模型,该离散裂缝模型如图3所示。
[0078] 步骤三:根据离散裂缝模型确定基质的渗吸方程和裂缝的渗吸方程,并根据含水 饱和度和流量关系进行基质有限单元之间、裂缝有限单元之间、基质有限单元与裂缝有限 单元之间的耦合,耦合后获得整体的有限元方程。
[0079]基质的渗吸方程表达式为:
[0080]
(2)
[0081 ]式中,Vm, w为基质内水相流体流速,Pm,。为基质中毛管力,Km为基质的绝对渗透率, km, rw为基质中水相流体相对渗透率,km, r。为基质中油相流体相对渗透率,μ?为水相流体年 度,μ。为油相流体粘度;
[0082] 进一步表示为:
[0083]
(3)
[0084] 其中,Sm,w为基岩含水饱和度,基岩内分流量fm,w为:
[0085]
.⑷[0086]定义基岩内毛管力扩散系数Dm, e为:
[0087] (5)
[0088]
[0089] (6)
[0090] 同时满足质量守恒,则有:
[0091]
(7)
[0092]采用混合有限元法求解基质的渗吸方程式(6)和(7)获得基质有限单元上的渗吸 方程表达式为:
[0093]
(8)
[0094]
[0095] 式中,SmwA,e为基质有限单元e上面含水饱和度,为矩阵Ae的逆矩阵,·S'TnM/if.e为 基质有限单元e在边li上边含水饱和度,i = l,2,3, <K为基质孔隙度。
[0096]裂缝的渗吸方程表达式为:
[0097]
[0098]式中,Vf, w为裂缝内水相流体流速,Pf,。为裂缝中毛管力,Kf为裂缝的绝对渗透率, kf,r。为裂缝中油相流体相对渗透率,μ。为油相流体粘度,Sf,w为裂缝含水饱和度,裂缝内分流 量ff,w为:
[0099]
[0100] 定义裂缝内毛管力扩散系数Df,e为:
[0101]
[0102] 其数值的大小与
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