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储层裂缝建模与多相流耦合理论研究:双重介质系统

【摘要】:双重介质模型最早是由Barenblatt提出的,他把含裂缝储层简化作裂缝系统和基质系统两套空隙结构。在Barenblatt提出的双重介质模型中,裂缝系统和基质系统均匀分布在渗流区域中,构成双重连续介质系统。两种介质系统通过流体窜流项交换联系。双重介质是包含孔隙空间的岩块和隔开岩块的裂缝系统共同构成,一般称岩块为基质块。基质系统仅仅和裂缝系统发生流动,但最终由裂缝系统将油传导至井筒。

双重介质模型最早是由Barenblatt提出的,他把含裂缝储层简化作裂缝系统和基质系统两套空隙结构。在Barenblatt提出的双重介质模型中,裂缝系统和基质系统均匀分布在渗流区域中,构成双重连续介质系统。在双重介质系统中,裂缝系统和基质系统形成两个流体势,包括裂缝系统中的流体势和基质系统中的流体势。两种介质系统通过流体窜流项交换联系。

双重介质是包含孔隙空间的岩块和隔开岩块的裂缝系统共同构成,一般称岩块为基质块。通常基质块的孔隙度较大,而渗透率较低,形成主要的油气储集空间;相反,裂缝系统孔隙度一般较低,而渗透率较大,是主要的油气渗流通道,双重介质模型自1960年Barenblatt提出后,很多学者又提出了新的模型,包括Warren-Root模型、De Swann模型和MINC模型,但目前应用最广泛的还是Warren-Root的模型。Warren-Root的模型中裂缝系统和基质系统均有孔隙度,但后者较前者的渗透率小到可以忽略。基质系统具有较低的传导能力和较大的储集能力,对于Warren-Root建立的双孔单渗模型(图76、图77),当油田生产时只有其中的裂缝系统提供导流能力。基质系统仅仅和裂缝系统发生流动,但最终由裂缝系统将油传导至井筒。

图76 Warren-Root双孔单渗模型

分别为基质系统块x,y,z方向上的特征长度

图77 双孔单渗系统流动示意图

图78 垂向加密重力排驱

该模型的流动包括:

(1)裂缝系统中两个裂缝网格之间的流动。

(2)基质系统和裂缝系统相邻裂缝网格之间的流动。

(3)采用垂向加密网格,可以分析基质块重力作用排驱过程。

在双孔单渗模型的基础上,进一步开发了双孔双渗模型。双孔双渗模型的基质系统和裂缝系统均具有独立的孔隙度和渗透率参数。基质系统的渗透率较小,但还没有小到可以忽略的地步。

这个系统的流动包括:

(1)基质系统网格间的流动。

(2)裂缝系统网格间的流动。

(3)基质系统和相邻裂缝网格间的流动。

(4)基质系统和井筒之间的流动。

(5)裂缝系统和井筒之间的流动。

图79 双孔双渗系统模型及流动示意图