基于离散缝洞网络模型的缝洞型油藏混合模型

针对存在大尺度导流裂缝的复杂缝洞型油藏,为了克服目前常用数学模型不能准确高效对其进行流动模拟的缺陷,提出一种新的混合模型。首先根据缝洞的结构特征划分合适的正交网格,在每个网格单元内建立离散缝洞网络模型(DFVN),基于超样本技术和体积平均方法求得网格单元的等效渗透率张量,对小尺度的缝洞结构进行等效处理;以形成的正交网格为基础建立嵌入式离散裂缝模型,对大尺度导流裂缝进行显示处理,并基于模拟有限差分方法建立能准确处理全张量形式渗透率的数值计算格式;最后通过单相稳定渗流数值算例验证本文方法的正确性和优越性。研究结果表明:对于缝洞结构易发生变化的油藏,只需根据变化后的缝洞结构进行局部的参数修正,避免了类似于离散缝洞网络模型的整体网格重构,有效提高了计算效率。

离散缝洞网络油水两相流动的数值模拟

基于溶洞内油水两相流体瞬时平衡和重力分异的假定,采用流相流动分数模拟离散缝洞网络中油水两相的流动,提出一种离散缝洞网络两相流动的数值模拟方法,并编制相应的数值计算程序。分别采用计算流体力学的VOF(volume of fluid)模型和本文中提出的方法对缝洞网络模型算例进行计算,验证了本文方法的正确性。

缝洞型岩溶热储流动传热耦合数值模拟

缝洞型岩溶热储是一种典型的地热能储层,具有出水量大且地热利用后尾水易于回灌的优势,是我国最具开发利用潜力的地热储层类型之一,但由于其储集空间类型多样(孔缝洞),且具有复杂的多尺度、强非均质性、多流态特征,因此对于热采过程中所涉及的流动、传热过程及热采动态等特征的认识尚不清晰。为此,基于缝洞型岩溶热储的特点,提出了基于离散缝洞网络方法的热流耦合数值模拟方法,并进行了模型准确性验证。研究结果表明:①提出了多孔介质渗流区采用达西定律描述,溶洞自由流区域采用Navier-Stokes方程描述,两区域间采用Beavers-Joseph-Saffman边界条件进行耦合的流动传热耦合数值模型;②裂缝网络连通性是控制和评价缝洞型热储流动传热效果的关键参数,而溶洞的存在对热储内的流动传热效果起重要影响;③离散缝洞网络热流耦合模型能够有效地描述缝洞型热储的流动传热过程,并发现裂缝网络连通性控制着缝洞型热储的热流耦合过程;④溶洞的存在会严重影响热储的热流耦合过程,一是增多系统内贯穿的高速流动通道数量,甚至使系统从不连通变为连通,二是增大系统内局部流动通道速度。结论认为,该方法对于研究缝洞型岩溶热储开发特征及其热采性能优化具有重要意义。

缝洞单元水驱油注采机理实验研究

为了揭示缝洞型油藏的注采机理,研究缝洞介质的水驱油规律,制作了二维平面规则缝洞网络模型;开展了物理模拟实验和数值模拟研究。研究了注采井网、注入速度、裂缝非均质性对水驱油含水率、采收率以及剩余油分布规律及形成机制的影响。研究发现:在二维平面上,重力分异作用较弱,注采井网是控制缝洞网络剩余油分布的主要因素。适当改善注采井网,可以控制更多的缝洞网络,有效驱替缝洞内剩余油。在一定注入速度范围内,注入速度越大,模型注入压力越高,惯性阻力的影响越大,采收率越高,注入速度越小,生产井提早见水,含水采油期延长。裂缝非均质性,导致压力分布不均,油水流动速度各异,导致部分原油被滞留在溶洞内,无法被有效驱替出来,从而形成绕流油。