裂缝性油藏管道网络模型数值模拟方法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第28卷增刊钻井液与完并液Vo1．28(Supplement)2011年11月DR【LLrNGFLUID&COMPLETIONFLUIDNov．201l文章编号：1001．5620(2011)SO一0007．03裂缝性油藏管道网络模型数值模拟方法研究李慧涛(中国石油集团海洋工程有限公司，北京)摘要目前模拟裂缝性油藏的模型主要有双重介质模型、等效渗透率模型和离散网络模型，但是它们在油田开发中的应用都有一定的局限性。系统深入地研究裂缝性油藏的描述方法和数值模拟技术及其在油田开发中的应用已成为一个重要的课题。管道网络模型是根据油藏中裂缝的分

2、布和走向，在二维或三维空间中建立一种规则的或不规则的管道网络，管道网络即是油藏流体的流动通道。综合考虑了流体流动中可能存在的渗流和管流，耦合渗流模型和管流模型，建立了同时考虑流体渗流和管流的二维的裂缝性油藏管道网络模型，并用管道网络模型对反五点法理论模型进行了模拟。关键词裂缝性油藏；管道网络模型；数值模拟；半隐式中图分类号：TE312文献标识码：A裂缝性油藏不同于常规孔隙介质油藏，主要区每条裂缝假想成一条流通管道，流通管道相互连接，别在于：在裂缝性油藏中，同一地层中有2种不同形成流动通道网络。在图1中，列出了管道网络中的孔隙系统，整个油藏的孔隙差异很大而且分布不一个连接

3、4条管道的内节点。连续。地层由具有较细孔隙且具有较高储存能力、低流动能力的基质系统和具有低储存能力、较高流动能力的裂缝网络系统互相交结而成，基质系统作，为油藏流体的主要储存空间，而裂缝网络系统作为油藏流体的主要流动通道。基岩中的流体首先流到裂缝中，再通过裂缝流到井筒]。●，针对裂缝性油藏本身的复杂性，目前模拟裂缝Jt性油藏的方法主要有双重介质模型、等效渗透率模图1管道网络模型示意图型、离散裂缝网络模型和管道网络模型，以上模型但并不是一个节点只能连接4条管道(矩形或在实际应用中都有一定的局限性。而本文所研究的四边形岩石)，一个节点所连接的管道数目是任意管道网络模型，由于假

4、设了油藏中裂缝为一条条的的，并且这些管道的方向也是没有限制的(除了是流动管道，相互交错而形成管道网络，所以该模型在二维空间的同一平面内)。ABAB：ABA4B形对油藏中裂缝的分布与走向有着超强的适应性，也成节点，周围岩石的边界。这里的A，、A：、A和A就能更好地对裂缝性油藏进行模拟，以指导裂缝性是节点，周围各多边形的重心，B、B、B和B油藏的开发。是连接节点，的各管道的中点。本文只给出了管道网络模型的两维两相形式，但管道网络模型同样适1管道网络模型用于三维三相，它可以直接扩展到三维三相流。管道网络模型的简图如图1所示。将油藏内的如图1中所示，假设与，节点相连的管道有些第

5、一作者简介：李慧涛，毕业于中国石油大学(华东)油气田开发工程专业。地址：北京市朝阳区太阳宫中路丰和大厦；邮政编码100028；电话(010)63593242；E—mail：liht．cpoe@cnpc．com．cn。学兔兔www.xuetutu.com8钻井液与完井液2011年l1月需要用渗流模型来模拟，而还有一些管道渗透率较式中，D“为，连接节点和．，节点之间管道的当量直大，需要用管流模型来模拟。建立节点处的物质平径流通，1能TI力；D，,,2／32为连接，节点和．，节点之间管道的m2衡：OL相(油相或水相)流体的流人量(正)和流；A，为o【相流体的流通面积，1TI。

6、出量(负)，加上O／．相流体的采出量(负)和注入量公式(1)中的第3项可以用以前在很多模型(正)，再加上从基岩向管网的窜流量，等于仅相流中都用过的稳态窜流模型来表示：体在节点处的累积。节点，处的物质平衡可以写为：，=m(一Pf)(7)式中，为相流体在基岩内的传输能力，p，∑Q1，++∑Q2+，+Ⅳn==1等]l㈩(1)为基岩内的压力，p为管网内的压力。可以由式中，Q、Q，分别为渗流管道、管流管道中d下式求得：相流体从，节点到，节点的流量，m／d；M／、Ⅳ1分T别为与，节点相连的渗流管道、管流管道的数目；~m=／3l(8)E，为相流体在基岩与管网之间的窜流量，m／d；式中

7、，为形状因子，表不基岩的几何形状LO-7]。Ⅳ0，为仅相流体的采出量或注入量，m／d；为网将公式(2)、(6)和(7)代人公式(1)，可格块体积，m；为油藏岩石的有效管道孔隙度；以得到仅相流体在管道网络内的流动方程：。表示OL相流体在管道网络内的饱和度；B是仅相流体的体积系数；。是体积转换系数[2-3]o鬈智一[Os～Osl+先推导公式(1)中的前2项。应用达西定律可以求得：芸一钆(鲁：一Df豢1(2)n＼uUl，i式中，为流体流通面积，m；为传导率转换因子；等]为绝对渗透率，m；为相对渗透率；P为压力，基岩与管网之间的窜流方程为：MPa