[发明专利]非常规多孔介质气体流动的模拟方法及其装置

说明书

本发明公开了一种非常规多孔介质气体流动的模拟方法及其装置，其涉及油气开发数值模拟技术领域，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等得到非常规气藏单井采气的流动方程组；等等。本申请能够针对非常规多孔介质内气体流动进行高效健壮数值模拟，克服传统方法的非守恒和健壮性差的问题，尤其适用于“甜点”区域预测，从而指导工程中钻井位置的确定，确保钻井的成功和气藏内气体的高效开采。

技术领域

本发明涉及油气开发数值模拟技术领域，特别涉及一种非常规多孔介质气体流动的模拟方法及其装置。

背景技术

随着常规石油天然气资源的日益短缺，非常规油气由于其可采储量巨大而越来越得到重视。然而，由于非常规油气资源一般位于结构复杂的多孔介质内，其开采难度和成本远高于常规油气资源。如果不事先精准预测非常规油气富集区域(“甜点”区域)，很有可能使得所钻的井口处于非“甜点”区域，从而造成钻井开发资源的极大浪费。因此，对于非常规油气有必要在开采前进行精确的“甜点”区域预测，这就有赖于准确、高效、健壮性强的数值模拟方法。

对于非常规油藏，双孔双渗模型已较为常用，其在一些简单情况下可以得到分析解以及较复杂工况下的数值解。对于非常规气藏，目前尚无有效的数值模拟方法，其原因如下：(1)油藏中的油为不可压缩流体，密度为常数，因此用于数值模拟的方程是线性的，易于得到分析解与健壮性较强的数值解；(2)气藏中的天然气为可压缩流体，密度随着压力、温度有着复杂的非线性关系，导致用于模拟的方程是非线性的，无法求得分析解，数值求解的健壮性也大大降低。基于上述两点原因，传统的数值模拟方法会导致无物理意义或者不准确的结果，无法直接用于非常规气藏内气体流动的数值模拟。因此，基于实际工程开发的需要，有必要发展一种适用于非常规气藏的高效健壮数值模拟方法，填补目前的方法空白，从而更好地为工程中的“甜点”区域预测，进而达到高效采气的目的。

本发明提出了针对非常规多孔介质内气体流动的高效健壮数值模拟方法，克服了传统方法的非守恒和健壮性差的问题，进一步将其用于甜点预测，可指导工程中钻井位置的确定，确保钻井的成功和气藏内气体的高效开采。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种非常规多孔介质气体流动的模拟方法及其装置，其能够针对非常规多孔介质内气体流动进行高效健壮数值模拟，克服传统方法的非守恒和健壮性差的问题，尤其适用于“甜点”区域预测，从而指导工程中钻井位置的确定，确保钻井的成功和气藏内气体的高效开采。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种非常规多孔介质气体流动的模拟方法，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；