壓裂水平井油藏、裂縫、井筒全耦合模擬方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及地質勘探數值模擬技術領域，尤其是涉及一種壓裂水平井油藏、裂縫、 井筒全禪合模擬方法。
【背景技術】
[0002] 20世紀90年代W來，水平井技術廣泛應用于油氣田的開發。水平井增加了井與油 藏的接觸面積、提高了油氣產量和最終采收率，水平井技術的發展，解決了一些直井不能有 效解決的問題。但對于低滲透油藏，單純依靠水平井開發，單井產能依然很低，該是由低滲 透油藏的自身特點所決定的，由于滲透率低，滲流阻力大，連通性差，需要利用水平井對低 滲透油藏進行壓裂改造W進一步增加產量和最終采收率，通常需要壓開多條裂縫W增加滲 流通道。尤其對于薄互層低滲透油藏，利用直井壓裂不能達到很好的效果，利用水平井分段 壓裂技術可W溝通多個油層，并且產能可W達到直井產能的H倍，產能的遞減速度顯著低 于直井。
[0003] 但是，水平井的壓裂費用較高，是否對水平井進行壓裂，除了需要考慮油藏條件、 技術條件，還需要進行經濟評價，因此需要對水平井壓裂后的產能進行準確地預測。對壓裂 水平井進行產能預測和經濟評價，一方面可W提高壓裂決策的科學性，使得經濟效益最大 化，另一方面為優選水平井壓裂工藝參數等提供可靠的依據。
[0004] 目前，壓裂水平井產能預測的現有技術方法主要有兩種方法：數值模擬方法和解 析模型方法。其中，解析模型的形式比較簡單，計算時所需參數少，計算量小，計算得到的水 平井產能，可W作為篩選水平井時的參考。但是，解析模型需要的假設條件較多，并且通常 只能得到單相流動、穩定條件下的結果，與生產的實際情況相差較大，而數值模擬方法可W 考慮多相流動，預測壓裂水平井的生產動態，并且考慮的因素相對比較全面，包括油藏的非 均質性等。
[0005] 而采用數值模擬方法能更加準確地模擬壓裂水平井的生產動態，通過數值模擬方 法計算得到的產油量、產液量、含水率、累積產油量、累積產液量、地層壓力等參數是隨時間 的變化而變化的，是一個動態的結果，并且數值模擬方法的精確性也要比解析模型方法要 高。數值模擬方法方法又可W分為兩類，一類方法將油藏和裂縫看作同一滲流體系，另一類 方法是分別建立油藏和裂縫的滲流體系。水力壓裂在井下形成的裂縫的滲透率遠大于地 層，而寬度很小，一般只有0. 002-0. 005m，在實際計算中，如果把裂縫和地層看作同一滲流 體系，在網格劃分中把裂縫單獨作為一排網格，需要對裂縫網格進行設置使得其寬度很小 而滲透率很大，為了保證計算的收斂和穩定性，必須要求靠近裂縫壁面的油藏網格寬度也 很小，形成從裂縫壁面向外網格尺寸逐漸增大的油藏網格系統，同時要求計算的時間步長 也很小。很小的時間步長和小尺寸的網格必然會增加總的時間不長和總的網格數，因此也 就增加了計算和內存占有量和計算時間。目前，一些學者對第二類處理方法進行了研究，針 對壓裂水平井分別建立了地層、裂縫內的滲流模型，W及水平井筒內的流動模型，利用油藏 數值模擬方法進行求解。但是對于模型的求解，實際上是對地層內的滲流方程、裂縫內的滲 流方程w及井筒內的壓降方程分別進行求解，通過反復計算，直至兩次計算的水平井產量 差值在一定的誤差范圍內，計算結束。可見，從對數值模型的處理和求解過程來看，已有的 模型沒有實現油藏、裂縫和井筒之間的真正禪合，不能實現對油藏、裂縫和井筒內的壓力、 飽和度等參數的同時計算。
[0006] 因此，現有的壓裂水平井油藏、裂縫、井筒全禪合模擬方法均為對裂縫、油藏和井 筒的參數分別進行求解，而不是同時求解，因此，其難W實現油藏、裂縫和井筒之間的禪合， 得到的模擬結果難W與壓裂水平井實際情況相吻合。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的在于提供一種壓裂水平井油藏、裂縫、井筒全禪合模擬方法W實現 獲得的井產能預測數值模結果能與壓裂水平井實際情況更吻合。
[0008] 為達到上述目的，本發明提供了一種壓裂水平井油藏、裂縫、井筒全禪合模擬方 法，包括W下步驟：
[0009] 獲取產能預測數值模擬的輸入參數；
[0010] 將所述輸入參數輸入預先建立的裂縫、油藏和井筒H者之間禪合的禪合模型；
[0011] 對所述禪合模型進行全隱式差分求解獲取壓裂水平井產能預測的數值模擬結果。
[0012] 本發明的壓裂水平井油藏、裂縫、井筒全禪合模擬方法，所述禪合模型包括H維兩 相油藏模型、二維兩相裂縫模型，一維井筒變質量流模型、油藏與裂縫之間流量的第一流量 模型W及裂縫與井筒之間流量的第二流量模型，所述兩相為油和水。
[0013] 本發明的壓裂水平井油藏、裂縫、井筒全禪合模擬方法，所述H維兩相油藏模型預 先通過W下方式建立：
[0014] 選取一個由若干個H維網格單元體堆疊而成的H維兩相油藏，所述H維兩相油藏 內設有一維井筒和二維兩相裂縫，所述二維兩相裂縫與所述一維井筒交匯；
[0015] 根據兩相的質量守恒方程推導出所述H維兩相油藏中兩相的流動方程；
[0016] 獲取所述H維兩相油藏與所述二維兩相裂縫的流量交換項；
[0017] 將所述流量交換項代入所述流動方程得到H維兩相油藏模型：
【主權項】
1. 一種壓裂水平井油藏、裂縫、井筒全耦合模擬方法，其特征在于，包括以下步驟： 獲取產能預測數值模擬的輸入參數； 將所述輸入參數輸入預先建立的裂縫、油藏和井筒三者之間耦合的耦合模型； 對所述耦合模型進行全隱式差分求解獲取壓裂水平井產能預測的數值模擬結果。
2. 根據權利要求1所述的壓裂水平井油藏、裂縫、井筒全耦合模擬方法，其特征在于， 所述耦合模型包括三維兩相油藏模型、二維兩相裂縫模型，一維井筒變質量流模型、油藏與 裂縫之間流量的第一流量模型以及裂縫與井筒之間流量的第二流量模型，所述兩相為油和 水。
3. 根據權利要求2所述的壓裂水平井油藏、裂縫、井筒全耦合模擬方法，其特征在于， 所述三維兩相油藏模型預先通過以下方式建立： 選取一個由若干個三維網格單元體堆疊而成的三維兩相油藏，所述三維兩相油藏內設 有一維井筒和二維兩相裂縫，所述二維兩相裂縫與所述一維井筒交匯； 根據兩相的質量守恒方程推導出所述三維兩相油藏中兩相的流動方程； 獲取所述三維兩相油藏與所述二維兩相裂縫的流量交換項； 將所述流量交換項代入所述流動方程得到三維兩相油藏模型：
其中，油藏孔隙度，B "、Bm分別為油藏中水相、油相體積系數；S "、&。分別為油 藏中水相、油相飽和度；qrtw、qrf。分別為單位時間從油藏流出到裂縫的水相、油相體積流量， T"、TM分別為油藏內水相和油相的在單位壓差下從油藏網格ri流動到相鄰油藏網格rj的 體積流量，P?、P m分別為油藏內水相和油相的壓力；
其中4為油藏網格ri與相鄰網格rj交界面的面積，k為油藏網格ri與相鄰油藏格 rj和之間的長度，Kh為油藏網格ri滲透