[发明专利]页岩油复杂缝网离散裂缝连续介质混合数值模拟方法

说明书

本公开公开了一种页岩油复杂缝网离散裂缝连续介质混合数值模拟方法，包括：分析页岩油储层压裂施工状况，确定压裂改造区域水力裂缝性质，并对水力裂缝进行显式表征；建立水力压裂改造后水力裂缝‑天然裂缝和基质的渗流数学模型；建立嵌入式离散裂缝与连续性介质混合数值模拟数学模型；构建嵌入式离散裂缝与连续性介质模型混合数值模拟模型，包含单相或油水两相流动数值模拟模型，并进行求解；利用模型对致密储层不同缝网改造情况的产量进行预测；能够处理储层中存在基质‑天然裂缝‑水力裂缝多重介质流动的情况；解决了现有商业数值模拟方法无法精确表征压裂改造区域的问题，计算结果更为客观、准确。

技术领域

本公开涉及一种页岩油复杂缝网离散裂缝连续介质混合数值模拟新方法，属于非常规油气开发领域。

背景技术

页岩油储层一般具有人工压裂裂缝-天然裂缝-基质等储集和流动空间，大尺度水力裂缝流体流动能力高、中尺度天然裂缝次之、基质中最差。目前，在非常规油气裂缝-基质表征方法主要分为两类：双重介质模型和离散裂缝模型。双重介质模型假设存在表征单元体，基质和裂缝具有较为均匀的性质，在计算效率方面具有优势。其中，形状因子是该模型中最为重要的参数，传统的基于基质-天然裂缝稳态窜流假设的形状因子已经不能满足页岩油储层模拟的需求，基于非稳态窜流的形状因子可以对页岩油储层基质-裂缝窜流进行准确描述。除了对窜流因子的修正，多重连续作用体模型被提出并应用于页岩油储层的开发模拟。此后，多子域方法被提出并应用到裂缝油藏的模拟中。基本思路为通过局部流动模拟基于压力等势线将基质划分为多个子域，通过建立子域间、粗网格间链接关系并计算其传导率进行数值模拟。但由于多重连续作用体模型和多子域方法需要复杂的前处理获得不同子域间的传导率，在实际油藏数值模拟应用中受到限制。

为了克服双重介质无法准确表征裂缝形态及其流动的缺点，离散裂缝模型被提出并得到广泛应用。模型一般基于非结构网格，显式的刻画裂缝，由于离散裂缝模型需要精细划分网格来显示处理水力裂缝和天然裂缝，计算效率较低。目前，嵌入式离散裂缝模型在页岩油储层数值模拟方面展现出巨大的优势。可以直接通过黑油和组分模拟器的改进进行流动模拟。最初的EDFM方法针对高导流裂缝提出，为了能够对低导流裂缝进行有效模拟，投影嵌入式离散裂缝模型被提出，通过改善裂缝附近裂缝与基质系统的传质计算方法可以对近裂缝区域压力逼近，该方法对油水两相流动模拟结果比EDFM更精确，而且不会损失计算时间。

目前，EDFM方法是近年来广受欢迎的页岩油储层裂缝-基质耦合方法，但是对于页岩油储层流动空间往往具有多尺度性，单纯利用嵌入式离散裂缝模型仍然会造成计算矩阵规模较大，计算效率低。因此，必须继续发展和改进EDFM理论方法，在保证其计算精度的同时，提高计算效率，适应大规模计算的需求。

目前的页岩油储层复杂裂缝系统的数值模拟方法在计算效率和计算精度方面存在缺陷，如双重介质模型无法刻画裂缝的细节信息，而离散裂缝模型由于离散网格数量巨大，计算效率极低。

发明内容

本公开为了解决上述问题，本公开将结合嵌入式离散裂缝模型和双重介质模型的优势，在页岩油储层复杂缝网表征的基础上，构建离散裂缝-连续介质混合数值模拟方法，为页岩油开发提供技术工具。

本公开提供了一种页岩油复杂缝网离散裂缝连续介质混合数值模拟方法，利用该方法能够准确描述压裂改造区域内的渗流特征，客观的反映基质-天然裂缝-水力裂缝-井筒的关联流动，对存在天然裂缝的页岩油储层进行有效的数值模拟，预测多级压裂水平井的产能。

本公开采用下述技术方案：

一种页岩油复杂缝网离散裂缝连续介质混合数值模拟方法，包括：

步骤(1)分析页岩油储层压裂施工状况，确定压裂改造区域水力裂缝性质，并对水力裂缝进行显式表征；

步骤(2)建立水力压裂改造后水力裂缝-天然裂缝和基质的渗流数学模型；