[发明专利]非常规多孔介质气体流动的模拟方法及其装置

权利要求书

1.一种非常规多孔介质气体流动的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于气藏内缝网结构的多孔介质的孔隙率、气藏内基质结构的多孔介质的孔隙率、气藏内缝网结构的多孔介质的渗透率、气藏内基质结构的多孔介质的渗透率、气藏内基质结构的气体密度、气藏内缝网结构的气体密度、气藏内基质结构的气体动力黏度、气藏内缝网结构的气体动力黏度、气藏内基质结构的气体压力、气藏内缝网结构的气体压力、气藏内基质结构的气体速度矢量、气藏内缝网结构的气体速度矢量、缝网的形状因子、井底压力得到非常规气藏单井采气的流动方程组；

对所述非常规气藏单井采气的流动方程组在交错网格上进行离散得到离散方程组；

根据每一时刻的气体总质量等于上一时刻气藏中剩余的气体质量与从气藏中采出的气体质量之和得到质量守恒方程，进而再得到第n时刻基质内气体质量、第n+1时刻基质内气体质量、第n时刻缝网内气体质量、第n+1时刻缝网内气体质量、采出的气体质量；

根据质量守恒原则得到每一时刻下基质内气体质量和缝网内气体质量的平衡方程组；

对所述离散方程组中的基质平均压力、缝网平均压力进行修正得到修正后的方程组；

基于每一时刻下基质内气体质量和缝网内气体质量的平衡方程组、第n时刻基质内气体质量、第n+1时刻基质内气体质量、第n时刻缝网内气体质量、第n+1时刻缝网内气体质量、采出的气体质量得到基质内气体的质量平衡关系式、缝网内气体的质量平衡关系式；

根据修正后的方程组、基质内气体的质量平衡关系式、缝网内气体的质量平衡关系式得到附加方程，对附加方程进行求解得到基质内的平均压力、缝网内的平均压力。

2.根据权利要求1中所述的非常规多孔介质气体流动的模拟方法，其特征在于，非常规气藏单井采气的控制方程组具体如下：

气体密度与压力、温度存在以下关系：

根据上述公式得到非常规气藏单井采气的流动方程组，具体如下：

其中，φ表示多孔介质的孔隙率，k表示多孔介质的渗透率，ρ表示气体密度，μ表示气体动力黏度、p表示气体压力，u表示气体速度矢量，下标M表示气藏内基质结构，下标F表示气藏内缝网结构，δ_w表示井口位置标记参数，其值为0表示无井口、为1表示有井口，p_bh表示井底压力，α表示缝网的形状因子，Lx表示裂缝在x方向的平均间距，Ly表示裂缝在y方向的平均间距，C_w表示井口常数，r_w表示井口半径，r_e＝0.20788h表示当量井口半径，h表示井口所在气藏网格的大小，k_M表示井口所在局部气藏的基质渗透率和k_F表示井口所在局部气藏的缝网渗透率，W表示气体分子量，R表示通用气体常数，T是表示气体温度,k_xxM、k_yyM表示基质渗透率张量的两个分量,k_xxF、k_yyF表示缝网渗透率张量的两个分量。

3.根据权利要求2中所述的非常规多孔介质气体流动的模拟方法，其特征在于，在步骤对所述非常规气藏单井采气的流动方程组在交错网格上进行离散得到离散方程组中，运用有限差分法可对这两个方程在交错网格上进行离散，得到以下离散方程组：

其中，

其中，i,j表示任意一个网格节点，即在x方向为第i个节点、在y方向为第j个节点；k_xxM、k_yyM分别表示基质渗透率张量在两个方向上的两个分量；k_xxF、k_yyF分别表示缝网渗透率张量在两个方向上的两个分量；Δt表示时间步长，Δx表示在x方向上的空间步长，Δy表示在y方向上的空间步长，u和v表示速度矢量u的两个分量，nx表示x方向的网格数，ny表示y方向的网格数，上标n表示第当前时间步，n+1表示下一时步。