天然裂缝性油藏的离散裂缝网络数值模拟方法

针对裂缝性油藏中大裂缝、微细裂缝和孔隙等多种储渗介质共存的现象,将大裂缝作为控制流体流动的一维实体,组成离散裂缝网络,进行显式表示,将孔隙和微细裂缝组成的系统作为基岩介质,建立了天然裂缝性油藏两维两相数值模拟模型。采用加权余量法,建立有限元方程并进行了求解。对油藏有无裂缝及大裂缝的方位、长度和分布对水驱油的影响进行了研究。结果表明：大裂缝的存在会严重改变水驱油藏中注入水前缘的前进方向和速度,大裂缝与注采井间连线夹角越小及长度越大,都会导致注入水窜进越严重,从而使得油井见水早,含水率高;多条大裂缝的存在会造成剩余油分布的极度非均质及剩余油富集区的形成。     

裂缝性油藏管道网络模型数值模拟方法研究

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.     

天然裂缝性油藏数值模拟

石油工业中已广泛应用双重孔隙来描述天然裂缝性油藏。双孔隙方法假设裂缝性孔隙介质可以由被称作基岩和裂缝的两种连续介质来表示。最初的理想化模型假设裂缝是流动的主要通道，而基岩则作为流体的源和汇。从30多年前石油文献中引入这种理想化的模型至今，已提出了一些改进和修正。例如，当某种裂缝性油藏其基岩的连续性是一个重要因素时，引入双渗透率模型。最近，关于双孔隙模型的研究多着重于如何更精确地表示基岩—裂缝间的流体交换。特别是重力和毛管力的影响、基质岩块中毛管力连续与否以及再吸渗现象的表示方法都得到广泛重视。     

裂缝性底水油藏水平井三维油水两相有限元数值模拟方法

建立了裂缝性底水油藏水平井三维油水二相的数值模型。与以往不同的是，该模型应用有限元方法进行差分离散，并将油水井视为单元的边界进行处理，选用任意形状六面体（曲边）单元和等参元变换以及隐式压力和隐式饱和度交替求解的方法。该模型可用来模拟计算裂缝性油藏（带边水或底水）的直井或水平井以及直井－水平井联合井网的开发问题。本模型对一裂缝性底水油藏水平井开发过程进行模拟计算，获得了一些对实际油藏工程有用的结论。图５表１参４（陈志宏摘     

裂缝性砂砾岩油藏数值模拟

裂缝是低渗透砂砾岩储层中的主要渗流通道,裂缝发育规律的研究直接影响着开发方案部署和油藏开发效果。在地质研究定性描述的基础上,建立双重介质模型,通过调整裂缝和基质的属性参数,研究裂缝介质的渗透率大小和裂缝延伸方向的分布规律。结果表明,在该类油藏中裂缝渗透率可达基质渗透率的300倍左右;裂缝发育方向受断层影响,在断层附近100m左右发生转变,根据研究结果指导油田开发方案部署效果显著。     

页岩油藏裂缝网络多相渗流数值模拟研究

为了准确表征页岩油藏复杂裂缝中多相流体的流动,建立了嵌入裂缝多相流动模型和多裂缝交叉网络多相流动模型,采用数值模拟方法,研究了多相流体在多裂缝交叉网络中的流动规律。研究结果表明,裂缝网络多相渗流数值模拟方法解决了表征流体单一、裂缝尺度范围大、划分网格要求精度高、流体参数在裂缝界面处不连续等问题,能够判断水力压裂裂缝与天然裂缝沟通的规模及距离,数值模拟计算的地层压力可以表征页岩油藏裂缝网络附近区域内压力随生产时间的变化规律。裂缝网络多相渗流数值模拟,实现了数值模拟的高效计算,为评价页岩油藏储层提供了新的技术方法。      

裂缝性油藏动态的特殊元素模拟

本文用一种特殊的元素代码，分析了一个间隔化的北海油 流体压力降期间的机制动态。文中着重分析了间隔区压力下降对现有断层的活化影响，完整岩块裂缝造成的断层封闭性质的变化。着重研究了根据剪切位移和断层／裂缝传导性的变化来确定流体压力降期间的现有断层动态。模拟表明压降区附近的现有断层好几个部分都可活化。     

裂缝性油藏压裂井产能数值模拟模型研究与应用

研究的裂缝性油藏渗流介质包括人工压裂裂缝和天然微裂缝、大裂缝及基质，将大裂缝与基质的物质交换在微裂缝系统中加以描述，建立了含大裂缝的多重介质渗流数学模型，研制了裂缝性油藏压裂后生产动态模拟器，结合塔里木盆地塔河奥陶系裂缝性油藏参数，综合研究了天然裂缝、人工裂缝对压裂后产能的影响。研究表明：天然裂缝渗透率是影响压裂后产能的重要因素之一；人工裂缝的导流能力随生产时间递减对压裂后产量有重大影响。压裂可能导致天然裂缝污染，应采用低伤害压裂液体系。最大限度地减小对天然裂缝的伤害；增加人工裂缝长度可以改善流体沿裂缝向井底的流动性能，但随着压裂液滤失量的增大对天然裂缝的污染会加重、加深，应确定合理的压裂施工规模以获得合理的裂缝长度，避免导致裂缝长度增加而产量下降。裂缝系统连通差、渗透率较低的油藏，实施压裂也难以获得理想的增产效果；含有大裂缝的井压后产量明显高于不含大裂缝的井，但易形成水窜，可导致油井压裂后含水上升较快。图3表1参9     

强非均质时变性裂缝性油藏数值模拟研究

火烧山油田H3油组为一典型的强非均质裂缝性油藏,储层中裂缝非常发育,其裂缝系统呈＂米＂字形,无明显主方向。地层中既有大裂缝、中裂缝,又有微隐裂缝,且有较明显的区域性。在长期的开发过程中,由于频繁实施压裂、堵水等措施,储集层物性参数不断发生变化,一般的模型难以模拟这类油藏。基于这些特点,为准确高效模拟该类油藏,采用双重介质特征参数分区分阶段数值模拟方法,考虑了裂缝的影响、不同规模裂缝的区域性分布和开发过程中储层物性参数的变化,对火烧山油田H3油组进行了开发中后期精细数值模拟研究,分析了剩余油分布规律。以上方法能够更快地实现历史拟合,模拟结果符合开发实际,对油田实际开发有很好的指导作用,同时为其他该类油藏的模拟研究提供了参考。     

考虑分子扩散的裂缝性油藏CO2混相驱数值模拟

针对裂缝性碳酸盐岩油藏建立基质/裂缝双重介质组分模型,对考虑分子扩散和没有考虑分子扩散条件下的CO2混相驱的过程进行模拟,评价分子扩散对CO2混相驱开发效果的影响,并对影响CO2混相驱效果的扩散系数、油藏压力、基质渗透率、裂缝密度和CO2注入速度等主要参数做了敏感性分析。数模结果表明：重力作用和分子扩散作用是两个关键的驱动力,前者主要作用于早期,后者在中后期表现明显,相同条件下,考虑扩散作用的气驱采出程度明显高于不考虑扩散时的气驱采出程度,且采出程度与以上五个因素呈正相关关系,但各因素的影响程度差别较大。     

缝洞储层地震波场数值模拟

为了揭示缝洞储层的地震波场特征，首先推导出了允许介质速度有纵横向变化，对地层倾角无限制，保振幅，并可以避免层间多次波产生的变参考慢度Rytov近似Fourier波场延拓算子，然后用该算子对根据某地区奥陶系储层溶蚀缝洞的地质特征所设计的四个缝洞模型进行正演和偏移并分析其波场特征。缝洞储层模型数值模拟的结果揭示了在不同情况下，单个裂缝、溶洞、缝洞带的宽度和密度的地震波场特征，得到了一些有益的结论和认识。     

裂缝性油藏渗流特征及驱替机理数值模拟研究

通过双重介质数值模拟,详细研究了裂缝性油藏的渗流特征与驱替机理,并对开发效果的影响进行了敏感性分析。结果表明:岩石应力敏感性是制定裂缝性油藏开发策略的关键,它决定着开发方式、油藏压力保持能力及基质系统与裂缝系统采收率;基质系统与裂缝系统间的窜流作用在边底水能量充足或人工注水保压开发情况下很难发生,仅在降压开发过程中显现;对于基质系统,毛管压力渗析作用是最主要的渗流特征及驱替机理,采收率可达4%以上;对于裂缝系统,油水流动近似管流,采收率可达75%以上;重力作用在裂缝性油藏开发过程中虽客观存在,但作用较微弱。基质系统与裂缝系统油水相渗曲线形态的选取仅影响油水两相渗流能力,对采收率影响很小。     

缝洞型油藏的离散缝洞网络流动数学模型

针对现有油藏渗流理论在描述缝洞型油藏流动机理上存在的困难,基于缝洞型油藏储层的特点,提出了离散缝洞网络流动数学模型。该模型将缝洞型油藏划分为岩块系统、裂缝系统和溶洞系统;其中裂缝和溶洞嵌套于岩块中,并相互连接成网络;岩块和裂缝系统视为渗流区域,溶洞系统视为自由流动区域。阐述了模型的基本原理,推导了相应的有限元数值计算格式,通过算例验证了其正确性。算例分析结果表明,离散缝洞网络流动数学模型能够正确地描述出缝洞型油藏的流动特征。     

渤海C油田潜山裂缝型储集层随机离散裂缝网络模型的实现与优选方法

针对渤海C油田潜山裂缝型储集层的地质特点,综合利用岩心、测井、油藏动态以及露头等资料,分析了潜山裂缝型储集层的成因及发育特点,确定构造应力场和断层的分布为该油田储集层裂缝发育的2个主控因素。将构造应力场与断层分布相结合模拟离散裂缝网络,预测裂缝分布趋势。通过地质特征对比以及动态资料验证,优选出C油田的离散裂缝网络(DFN)。以离散裂缝网络(DFN)为平面约束条件,以井点岩心统计裂缝几何形态为"硬"数据,计算出裂缝孔隙度和渗透率的三维分布,并建立了潜山裂缝型储集层的地质模型,为油田开发方案的制定提供了可靠的地质依据。     

裂缝型储层电成像测井响应三维数值模拟

根据微电阻率扫描成像测井仪器的设计原理、结构及测量方式．利用三维有限元法研究了微电阻率扫描成像测井仪器对裂缝的响应,模拟了测井响应随裂缝宽度、裂缝延长深度、电阻率对比度及裂缝倾角的变化关系,并考察了仪器对2条水平裂缝的分辨率。研究结果表明：单一水平裂缝的宽度和电阻率对比度的变化对测井响应有明显的影响：高角度裂缝的测井响应出现明显的不对称现象;双水平裂缝间距小于5mm时．2条裂缝无法分辨开来。这一研究结果对于利用电成像测井进行裂缝识别及定量评价具有参考价值。     

Naturally fractured hydrocarbon reservoir simulation by elastic fracture modeling

Accurate fluid flow simulation in geologically complex reservoirs is of particular importance in construction of reservoir simulators. General approaches in naturally fractured reservoir simulation involve use of unstructured grids or a structured grid coupled with locally unstructured grids and discrete fracture models. These methods suffer from drawbacks such as lack of flexibility and of ease of updating. In this study, I combined fracture modeling by elastic gridding which improves flexibility, especially in complex reservoirs. The proposed model revises conventional modeling fractures by hard rigid planes that do not change through production. This is a dubious assumption, especially in reservoirs with a high production rate in the beginning. The proposed elastic fracture modeling considers changes in fracture properties, shape and aperture through the simulation. This strategy is only reliable for naturally fractured reservoirs with high fracture permeability and less permeable matrix and parallel fractures with less cross-connections. Comparison of elastic fracture modeling results with conventional modeling showed that these assumptions will cause production pressure to enlarge fracture apertures and change fracture shapes, which consequently results in lower production compared with what was previously assumed. It is concluded that an elastic gridded model could better simulate reservoir performance.     

考虑介质变形的低渗透气藏数值模拟研究

在室内实验得到的孔隙度变化率和渗透率变化率随有效压力变化规律的基础上，建立了考虑介质变形的低渗透气藏数值模拟模型，并采用IMPES方法进行了求解。研究结果表明，无论是否考虑介质变形，随着稳产期产能的增加，稳产期缩短，稳产期采出程度降低；但考虑介质变形与否对模拟结果有较大影响，当考虑介质变形时，井底流压下降较快，稳产期相对更短，稳产结束时的采出程度也更低。因此，对于变形介质气藏，气井的配产不能太大，否则将严重影响稳产期采出程度。