一种粘性指进现象的模拟方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及计算机仿真，特别是涉及一种粘性指进现象的模拟方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、粘性指进（viscous fingering）现象是指在酸化压裂（fracturing acidizing）过程中，由于注入裂缝的多种压裂液的物理性质差异，导致多种压裂液在裂缝内的流动过程中产生类似手指状的界面不稳定现象。粘性指进现象会导致注入裂缝的多种压裂液分布不均匀，影响对裂缝壁面的溶蚀效果，形成缝宽严重不均匀的压裂缝，从而对后续生产产生影响。因此，实现对酸化压裂过程中压裂液的粘性指进现象进行模拟是极为重要的。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种粘性指进现象的模拟方法、系统、设备及存储介质，以实现对酸化压裂过程中压裂液的粘性指进现象进行准确模拟。具体技术方案如下：

2、一种粘性指进现象的模拟方法，所述方法包括：

3、对目标地层中的压裂液流经区域的模型进行网格划分，获得多个计算空间；

4、在当前模拟时刻不是终止模拟时刻的情况下，对各计算空间：根据该计算空间和该计算空间相邻的所述计算空间在相邻历史模拟时刻下各类型的压裂液质点的速度场，以及压裂液流体参数，计算在所述当前模拟时刻下所述各类型的压裂液质点在该计算空间内的位置参数和速度场，其中，所述相邻历史模拟时刻是与所述当前模拟时刻相邻，且时刻值早于所述当前模拟时刻的一个模拟时刻；

5、在当前模拟时刻是终止模拟时刻的情况下，基于各计算空间在所述终止模拟时刻的相邻历史模拟时刻下各类型的压裂液质点的所述位置参数，生成所述各类型的压裂液质点在所述压裂液流经区域内的粘性指进现象的模拟结果。

6、可选的，在当前模拟时刻不是终止模拟时刻的情况下，对各计算空间：所述根据该计算空间和该计算空间相邻的所述计算空间在相邻历史模拟时刻下各类型的压裂液质点的速度场，以及压裂液流体参数，计算在所述当前模拟时刻下所述各类型的压裂液质点在该计算空间内的位置参数和速度场，包括：

7、对各所述计算空间进行质点标定处理，所述质点标定处理包括：根据该计算空间在所述相邻历史模拟时刻下各类型的所述压裂液质点的速度场，计算各所述压裂液质点在所述当前模拟时刻下的位置，将所述位置不处于该计算空间的所述压裂液质点从该计算空间中删除，并将删除的所述压裂液质点的所述类型和所述速度场，发送至所述位置所处的与该计算空间相邻的所述计算空间；

8、对经过所述质点标定处理后的各所述计算空间：利用预设流体的连续性方程和预设流体的渗流达西方程，根据所述相邻历史模拟时刻下各类型的所述压裂液质点的所述速度场和所述压裂液流体参数，计算所述当前模拟时刻下所述各类型的压裂液质点在该计算空间内的位置参数和速度场。

9、可选的，所述利用预设流体的连续性方程和预设流体的渗流达西方程，根据所述相邻历史模拟时刻下各类型的所述压裂液质点的所述速度场和所述压裂液流体参数，计算所述当前模拟时刻下所述各类型的压裂液质点在该计算空间内的位置参数和速度场，包括：

10、对目标类型的各所述压裂液质点：

11、将所述目标类型的所述压裂液流体参数中的流体密度ρ和在所述相邻历史模拟时刻t-1下该压裂液质点的所述速度场代入所述预设流体的连续性方程，获得经过参数代入的所述预设流体的连续性方程：

12、，

13、其中，所述t是所述当前模拟时刻，所述为偏导数符号，所述b为该计算空间的裂缝宽度，所述为所述速度场中该压裂液质点在该计算空间的x轴方向上的速度，所述为所述速度场中该压裂液质点在该计算空间的z轴方向上的速度，所述为所述目标类型的所述压裂液流体参数中的滤失量，所述为所述目标类型的所述压裂液质点的预设泵入速度；

14、将所述目标类型的所述压裂液流体参数中的所述流体密度ρ、流体压力p、流体粘度μ代入所述预设流体的渗流达西方程，获得经过参数代入的所述预设流体的渗流达西方程：

15、，

16、其中，所述为待求的所述当前模拟时刻t下的该目标压裂液质点在该计算空间的x轴方向上的速度，所述为待求的所述当前模拟时刻t下的该目标压裂液质点在该计算空间的z轴方向上的速度，所述为偏导数符号，所述k为该计算空间的裂缝渗透率，所述g为重力加速度；

17、对经过所述参数代入的所述预设流体的连续性方程和所述预设流体的渗流达西方程进行联立求解，获得包括所述和所述的该压裂液质点在所述当前模拟时刻下的速度场，并基于所述和所述求得该压裂液质点在该计算空间中的位置参数。

18、可选的，所述计算空间包括多个网格，所述在当前模拟时刻是终止模拟时刻的情况下，基于各计算空间在所述终止模拟时刻的相邻历史模拟时刻下各类型的压裂液质点的所述位置参数，生成所述各类型的压裂液质点在所述压裂液流经区域内的粘性指进现象的模拟结果，包括：

19、对各计算空间：根据各类型的所述压裂液质点的所述位置参数，确定该计算空间的各所述网格内的所述压裂液质点的分布情况；在所述分布情况表征所述网格内仅存在一种所述类型的所述压裂液质点的情况下，将所述网格渲染为所述类型对应的展示状态；在所述分布情况表征所述网格内存在至少两种所述类型的所述压裂液质点的情况下，基于各所述类型进行插值平均，并将所述网格渲染为所述插值平均的结果对应的展示状态；对该计算空间的各所述网格的所述展示状态进行拼接，获得该计算空间的展示状态；

20、将各所述计算空间的展示状态进行拼接，生成所述各类型压裂液质点在所述压裂液流经区域内的粘性指进现象的模拟结果。

21、一种粘性指进现象的模拟系统，所述系统包括：

22、网格划分模块，用于对目标地层中的压裂液流经区域的模型进行网格划分，获得多个计算空间；

23、参数计算模块，用于在当前模拟时刻不是终止模拟时刻的情况下，对各计算空间：根据该计算空间和该计算空间相邻的所述计算空间在相邻历史模拟时刻下各类型的压裂液质点的速度场，以及压裂液流体参数，计算在所述当前模拟时刻下所述各类型的压裂液质点在该计算空间内的位置参数和速度场，其中，所述相邻历史模拟时刻是与所述当前模拟时刻相邻，且时刻值早于所述当前模拟时刻的一个模拟时刻；

24、结果生成模块，用于在当前模拟时刻是终止模拟时刻的情况下，基于各计算空间在所述终止模拟时刻的相邻历史模拟时刻下各类型的压裂液质点的所述位置参数，生成所述各类型的压裂液质点在所述压裂液流经区域内的粘性指进现象的模拟结果。

25、可选的，所述参数计算模块被设置为：

26、对各所述计算空间进行质点标定处理，所述质点标定处理包括：根据该计算空间在所述相邻历史模拟时刻下各类型的所述压裂液质点的速度场，计算各所述压裂液质点在所述当前模拟时刻下的位置，将所述位置不处于该计算空间的所述压裂液质点从该计算空间中删除，并将删除的所述压裂液质点的所述类型和所述速度场，发送至所述位置所处的与该计算空间相邻的所述计算空间；

27、对经过所述质点标定处理后的各所述计算空间：利用预设流体的连续性方程和预设流体的渗流达西方程，根据所述相邻历史模拟时刻下各类型的所述压裂液质点的所述速度场和所述压裂液流体参数，计算所述当前模拟时刻下所述各类型的压裂液质点在该计算空间内的位置参数和速度场。

28、可选的，所述参数计算模块在所述利用预设流体的连续性方程和预设流体的渗流达西方程，根据所述相邻历史模拟时刻下各类型的所述压裂液质点的所述速度场和所述压裂液流体参数，计算所述当前模拟时刻下所述各类型的压裂液质点在该计算空间内的位置参数和速度场时被设置为：

29、对目标类型的各所述压裂液质点：

30、将所述目标类型的所述压裂液流体参数中的流体密度ρ和在所述相邻历史模拟时刻t-1下该压裂液质点的所述速度场代入所述预设流体的连续性方程，获得经过参数代入的所述预设流体的连续性方程：

31、，

32、其中，所述t是所述当前模拟时刻，所述为偏导数符号，所述b为该计算空间的裂缝宽度，所述为所述速度场中该压裂液质点在该计算空间的x轴方向上的速度，所述为所述速度场中该压裂液质点在该计算空间的z轴方向上的速度，所述为所述目标类型的所述压裂液流体参数中的滤失量，所述为所述目标类型的所述压裂液质点的预设泵入速度；

33、将所述目标类型的所述压裂液流体参数中的所述流体密度ρ、流体压力p、流体粘度μ代入所述预设流体的渗流达西方程，获得经过参数代入的所述预设流体的渗流达西方程：

34、，

35、其中，所述为待求的所述当前模拟时刻t下的该目标压裂液质点在该计算空间的x轴方向上的速度，所述为待求的所述当前模拟时刻t下的该目标压裂液质点在该计算空间的z轴方向上的速度，所述为偏导数符号，所述k为该计算空间的裂缝渗透率，所述g为重力加速度；

36、对经过所述参数代入的所述预设流体的连续性方程和所述预设流体的渗流达西方程进行联立求解，获得包括所述和所述的该压裂液质点在所述当前模拟时刻下的速度场，并基于所述和所述求得该压裂液质点在该计算空间中的位置参数。

37、可选的，所述计算空间包括多个网格，所述结果生成模块被设置为：

38、对各计算空间：根据各类型的所述压裂液质点的所述位置参数，确定该计算空间的各所述网格内的所述压裂液质点的分布情况；在所述分布情况表征所述网格内仅存在一种所述类型的所述压裂液质点的情况下，将所述网格渲染为所述类型对应的展示状态；在所述分布情况表征所述网格内存在至少两种所述类型的所述压裂液质点的情况下，基于各所述类型进行插值平均，并将所述网格渲染为所述插值平均的结果对应的展示状态；对该计算空间的各所述网格的所述展示状态进行拼接，获得该计算空间的展示状态；

39、将各所述计算空间的展示状态进行拼接，生成所述各类型压裂液质点在所述压裂液流经区域内的粘性指进现象的模拟结果。

40、一种粘性指进现象的模拟设备，所述设备包括：

41、处理器；

42、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

43、其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如上述任一种所述的粘性指进现象的模拟方法。

44、一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由粘性指进现象的模拟设备的处理器执行时，使得所述粘性指进现象的模拟设备能够执行如上述任一种所述的粘性指进现象的模拟方法。

45、本发明实施例提供的一种粘性指进现象的模拟方法、系统、设备及存储介质，可以通过配置对目标地层中的压裂液流经区域的模型进行网格划分，并对获得的各计算空间中各类型压裂液质点的位置参数和速度场进行计算，获得了表征在各模拟时刻各类型压裂质点在各计算空间中位置的位置参数。随后，在当前模拟时刻是终止模拟时刻的情况下，根据各计算空间在相邻历史模拟时刻下各类型的压裂液质点的位置参数，确定各类型压裂液质点在目标地层中的压裂液流经区域中的具体位置，从而生成各类型压裂液质点在压裂液流经区域内的粘性指进现象的模拟结果。同时，本发明通过配置基于各类型的压裂液质点的速度场，以及压裂液流体参数等具有严格定义的物理意义的参数对压裂液质点在计算空间中的位置参数进行确定，且上述计算空间可以准确表征目标地层中的压裂液流经区域的物理特性，因此，提高了最终获得的粘性指进现象的模拟结果的精度。可见，本发明实现了对酸化压裂过程中压裂液的粘性指进现象的准确模拟。

46、当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。