由以上方程知，双孔单渗模型基本控制方程组有S wm，S om，S wf，S of，Pw m，Pom ，Pw f，Pof共8个未知量，方程组的数目也是8个。Pcowm，Pcowf，Krwm，Krom，K rwf和K rof则由两相流实验得到。......
2023-08-20
储层裂缝建模及多相流耦合理论研究：6项成果和结论
【摘要】：本次研究的主要成果和结论如下：本次研究采用构造研究、物理模拟研究和数值模拟研究相结合的方法，分析了研究区的构造动力学背景，总结了研究区内构造裂缝受控于NWW方向延展运动。最后，以黑43块为例，基于SEFE的裂缝建模成果，进行了历史拟合研究。拟合结果和实际生产数据符合较好。储层裂缝建模是一个世界难题，需要综合裂缝描述、裂缝物理探测级裂缝预测理论的最新成果。
本次研究涉及多尺度储层裂缝建模和多相渗流耦合理论，综合成像测井分析、岩石断裂力学、地应力模拟、储层建模和多相渗流的理论研究成果，建立了基于无网格随机扩展有限元的多尺度裂缝建模方法，并对裂缝建模与多相渗流耦合进行了研究探讨。本次研究的主要成果和结论如下：
（1）本次研究采用构造研究、物理模拟研究和数值模拟研究相结合的方法，分析了研究区的构造动力学背景，总结了研究区内构造裂缝受控于NWW方向延展运动。并根据FMI、STAR和声波成像测井资料，分析了研究区井点处的裂缝产状特征及分布情况，编写了相关裂缝识别软件，对研究区内裂缝进行了分组，计算了每个分组的裂缝密度和裂缝孔隙度。由本次研究所识别出的裂缝产状分布数据可知，研究区块第一组东西向的裂缝密度为0.04 m-1，第二组南北向的裂缝密度为0.18 m-1。
（2）由于裂缝渗透率受应力场影响较大，对研究区的地应力进行了模拟分析研究。根据井壁崩落和水力压裂缝与最大水平应力的关系，基于FMI崩落和压裂缝识别技术，确认了本区的最大水平主应力方向为近东西方向。为了得到场域应力分布情况，本次研究以有限元方法为基础，构建了静水有限元地应力模拟模型，并编写了相关程序。为了更好地与通用地质建模软件结合，模拟程序以角点网格为基础，建立了角点有限元模型。角点有限元模型可以模拟复杂的断层下的应力分布情况，并具有反向拟合能力。基于该模拟方法，本次研究给出了研究区的多种应力属性分布情况。
（3）本次研究以最新的岩石断裂力学为基础，融合地质统计学的理论精髓，构建了SEFE无网格随机扩展有限元裂缝建模方法。该技术以断裂力学为理论基础，综合了地质统计理论和反演理论的研究成果。首先通过分析岩石裂缝尖端应力场分布及裂缝尖端扩展规律，确立了裂缝形成及演化的控制方程。然后，在裂缝演化的控制方程的基础上，建立了裂缝含时共轭退火反演方法。之后，为了解决有限元应力模拟方法在模拟裂缝扩展时的网格畸变问题，发展了无网格扩展有限元裂缝模拟方法。在无网格扩展有限元裂缝模拟方法和裂缝含时共轭退火反演方法的基础上，编写了裂缝反演模拟程序，重点反演了研究区三条大尺度裂缝（地震可以识别出的断层和裂缝）的三维扩展历史，得到扩展历史路径上的尖端应力场分布及整个区域的三维应力场和应变场变化历史。为了进一步确认大尺度裂缝反演的正确性，基于物模理论，构建了研究区的等价物理模型。通过对比物理模型的大尺度裂缝扩展结果和数值模型的启裂顺序、扩展距离等，进一步确认了裂缝反演程序的边界设置条件和模拟结果。为了分析井点裂缝数据对井间裂缝分布的影响，在裂缝反演方法的基础上，结合泛克里金方法，以裂缝反演的三维应力场和应变场数据为基础，基于断裂力学的断裂判据，构建裂缝分布趋势量，最终建立了无网格随机扩展有限元多尺度裂缝建模技术。利用井点裂缝识别的成果，基于无网格随机扩展有限元多尺度裂缝建模技术，建立了研究区裂缝分布模型。该方法综合了断裂力学的确定性模拟原理和地质统计原理的不确定性分析理论，为复杂裂缝的建模确立了一条新的思路。
（4）本次研究提出了一种裂缝反演方法。该方法以共轭梯度算法为基础，按照模拟退火的思想，针对含时裂缝反演难度大、影响因素多的特点，构建了含时共轭梯度退火算法，并运用该算法对研究区的裂缝扩展历史进行了反向演化模拟。模拟结果表明，本模拟方法可以在一定程度上恢复裂缝扩展历史，与实际裂缝扩展路径结果符合较好。
（5）在裂缝建模理论研究的基础上，本次研究更进一步分析了裂缝建模与多相渗流模拟方法的耦合方式。首先，基于流体力学的基本原理，推导了单个平行壁裂缝和斜壁裂缝的渗透率公式。然后，基于双重介质的观点建立了多种条件下的裂缝储层多相渗流模型。最后将SEFE裂缝建模的结果导入双重介质多相流模拟程序，实现了多尺度裂缝建模和多相渗流的耦合。本次研究对裂缝储层的渗流特征进行了深入的分析探讨，重点分析了基质-裂缝耦合系数、裂缝走向和周期注水对裂缝储层渗流的影响，总结了裂缝储层的最优注采方案。最后，以黑43块为例，基于SEFE的裂缝建模成果，进行了历史拟合研究。拟合结果和实际生产数据符合较好。
储层裂缝建模是一个世界难题，需要综合裂缝描述、裂缝物理探测级裂缝预测理论的最新成果。裂缝储层的多相渗流模拟研究，既依赖于裂缝建模理论的成果，同时也需要在开采技术和渗流规律研究方面开展研究工作。本次研究以裂缝描述为基础，采用数值模拟手段，基于裂缝的成因规律，建立了SEFE裂缝建模方法，并开展了相应模型的多相渗流模拟研究，为裂缝性油藏的建模开发提供了新的技术手段。
有关储层裂缝建模与多相流耦合理论研究的文章
- 详细阅读
-
储层裂缝建模与多相流耦合理论研究的成果详细阅读
本小节基于基本的牛顿力学对储层平行平面裂缝流进行分析。在图中流体微元主要受到压力差和剪切力的作用，其中压力差取决于裂缝两端的水头压力差值，而剪切力则取决于裂缝中流体的流速分布。进一步分析，储层裂缝中流体在裂缝上壁面的剪切应力为：由于裂缝高度非常小，所以该剪切应力对储层固体骨架的剪切作用也非常小。......
2023-08-20
-
储层裂缝建模及多相流耦合理论研究成果详细阅读
对于第二种裂缝系统反演方法，目前较为常用的方法有梯度法、牛顿迭代法、蒙特卡洛模拟法等。裂缝反演系统，就转化为求解目标函数的极值问题。因此搜索步距应当和目标函数在最新搜索点处的梯度成反比。确定了搜索方向，但还面临着裂缝反演问题中的一个重要障碍。这里，本次研究在共轭向量搜索的基础上，加入模拟退火......
2023-08-20
-
储层裂缝建模与多相流耦合理论研究成果详细阅读
无网格扩展有限元方法的工作原理是允许网格在不进行重新劈分的情况下模拟网格单元中的不连续面。无网格扩展有限元方法就是基于这一点，在传统有限元方法的基础上引入非连续性函数表示裂缝处的非连续位移。在非各向同性的储层岩石介质中，裂缝尖端奇性场依赖于裂缝尖端的具体位置，因此要准确地模拟裂缝尖端奇性场，需要不断追踪裂缝的扩展轨迹，降低模拟速度。一种替代方案是基于裂缝扩展沿断裂径迹扩展行为的扩展有限元模拟方法。......
2023-08-20
-
储层裂缝建模与多相流耦合研究成果详细阅读
本章主要采用静水有限元模拟方法，结合成像测井分析结论和本区构造特点，对现代地应力场进行分析模拟。有限元方法最核心的思想是将储层岩石分割为一个个离散的单元，然后在各个单元内进行分析，构建平衡方程，最后将各个单元拼接在一起，得到模拟结果。目前有限元模拟方法主要基于力学变分原理，采用加权方法对基本力学方程进行离散处理。根据上述静水有限元模拟基本原理，需要构建8点有限元网格的型函数，本次模拟令......
2023-08-20
-
储层裂缝建模与多相流耦合研究详细阅读
根据本文第4章的研究成果，SEFE裂缝建模方法最终所输出的裂缝建模结果包括一系列应力场分布模型、一个裂缝密度分布模型和一个裂缝离散片元模型。本次研究所建立的裂缝属性模型，全部基于SEFE裂缝建模方法的输出结果完成。为了对比SEFE裂缝建模的效果，将断层控制的DFN裂缝建模结果和SEFE裂缝建模结果进行了对比，如表10。可见SEFE裂缝建模结果在断层间断区域的裂缝建模效果较DFN更好，与井点裂缝分布数据更为吻合。......
2023-08-20
-
研究结果：储层裂缝建模与多相流耦合详细阅读
恢复后的层面模型，即被认定为一个可接受的变形前模型，而构造正演只需对恢复过程进行回放即可获得。目前，有些研究者开始认为裂缝的分形维特征的本质在于介质本身的属性特征，如材料刚度。在裂缝建模的基础上，研究人员提出了多尺度裂缝建模与多相流耦合分析模型。这种方法在进行裂缝性介质内的多相流模拟时，将裂缝与孔隙视为统一的均匀介质进行处理。......
2023-08-20
-
储层裂缝建模与多相流耦合理论研究：储层角点网详细阅读
表4 FRESS角点网格格式3.3.3.2 FRESS角点网格快速建模在进行现代地应力场模拟之前，首先利用井位坐标、井斜数据、分层数据、断层数据等数据构建基础的三维地质模型。图30 有限元网格模型3.3.2.3 角点网格向FRESS网格转换过程角点网格虽然在储层建模时较为方便，但由于各个网格之间的节点位移相对独立，而FRESS有限元模拟网格中相邻网格之间的公用节点为一个节点。......
2023-08-20
相关推荐