本文關(guān)鍵詞：基于有限體積法的縫洞型油藏?cái)?shù)值模擬研究　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：縫洞型碳酸鹽巖油藏儲層描述和數(shù)值模擬工作一直是難點(diǎn),其中傳統(tǒng)縫洞型油藏?cái)?shù)值模擬不能真實(shí)反映縫洞型油藏內(nèi)復(fù)雜的流體流動狀態(tài),影響到縫洞型碳酸鹽巖油藏開發(fā)方案的編制和生產(chǎn)調(diào)整的指導(dǎo)。引出本論文主要研究內(nèi)容為解決縫洞型油藏溶洞儲集層未充填部分與裂縫儲集層或溶洞儲集層充填部分內(nèi)流體不同流動狀態(tài)的流動耦合問題。本文開展了以下研究:縫洞儲集體根據(jù)不同介質(zhì)內(nèi)流體不同流動狀態(tài)進(jìn)行分類。對于縫洞儲集體特征的認(rèn)識有:基質(zhì)儲集體基本無儲滲能力;裂縫儲集體無存儲能力有滲流能力,其內(nèi)流體流動根據(jù)滲透率張量法可等效為滲流;溶洞儲集體具有儲滲能力,溶洞未充填部分其內(nèi)流體流動屬管流,而溶洞充填部分其內(nèi)流體流動屬滲流。故將縫洞型油藏分為滲流區(qū)域和管流區(qū)域。但管流區(qū)域與滲流區(qū)域之間存在交界面,流體在交界面附近的流動狀態(tài)屬滲流和管流的耦合流動或過渡流,且耦合界面復(fù)雜難以描述,這是接下來的需要解決的問題。建立基于新耦合方法的縫洞型油藏?cái)?shù)學(xué)模型,完成程序編制和實(shí)例驗(yàn)證。在建立縫洞型油藏單相流和兩相流數(shù)學(xué)模型時(shí),本文提出了新的概念——單元網(wǎng)格多孔介質(zhì)占比系數(shù)和耦合區(qū)域,使用添加多孔介質(zhì)占比系數(shù)的改進(jìn)Stokes-Brinkman方程解決耦合問題,使用耦合區(qū)域來簡化耦合界面的精確描述。提出多孔介質(zhì)占比系數(shù)描述未充填溶洞邊界,簡化邊界條件的刻畫。在未充填溶洞系統(tǒng)中使用單元網(wǎng)格含油飽和度描述油水界面,節(jié)省了界面追蹤的計(jì)算成本。在數(shù)學(xué)模型建立的基礎(chǔ)上,使用MATLAB語言對開源流體力學(xué)計(jì)算軟件uFVM進(jìn)行二次開發(fā),使用有限體積法離散數(shù)學(xué)模型的控制方程,運(yùn)用交錯(cuò)網(wǎng)格技術(shù)和壓力耦合方程的半隱計(jì)算格式——SIMPLE算法來求解壓力場和速度場,形成新的求解器,鏈接后處理程序,編制成縫洞型油藏?cái)?shù)值模擬軟件。在相同機(jī)理模型條件下對比單相流程序模擬管流區(qū)域垂向速度分布數(shù)掘與Beavers-Joseph條件計(jì)算數(shù)據(jù)及LDA(激光多普勒測速儀)實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù),驗(yàn)證了多孔介質(zhì)占比系數(shù)和耦合區(qū)域運(yùn)用于模型的可行性;在相同機(jī)理模型下下對比兩相流程序模擬結(jié)果與Eclipse模擬結(jié)果,兩相流程序在描述未充填溶洞流動狀態(tài)的效果更好,驗(yàn)證了本文縫洞型油藏兩相流程序的可行性,通過塔河S48縫洞單元實(shí)例研究驗(yàn)證本程序運(yùn)用于實(shí)際油藏的可行性。使用經(jīng)過實(shí)例驗(yàn)證的程序開展縫洞型油藏含水規(guī)律的數(shù)值模擬研究。研究了不同縫洞組合生產(chǎn)時(shí)的含水上升規(guī)律及分析不 同含水規(guī)律的影響因素。
[Abstract]:Reservoir description and numerical simulation of fractured and cavernous carbonate reservoirs are always difficult, among which the traditional fracture-cavity reservoir numerical simulation can not truly reflect the complex fluid flow state in fracture-cavity reservoirs. The main content of this paper is to solve the problem of unfilled part of cavernous reservoir and fracture reservoir or cavernous reservoir filling in fractured reservoir or cavernous reservoir. The following studies have been carried out in this paper:. The fracture-cavity reservoir is classified according to the different fluid flow state in different media. The recognition of the characteristics of the fracture-cavern reservoir is as follows: the matrix reservoir has basically no storage and seepage capacity; The fracture reservoir has no storage capacity and the fluid flow in the fracture reservoir can be equivalent to seepage flow according to the permeability Zhang Liang method. The cavern reservoir has the ability of storage and seepage, and the fluid flow in the unfilled part of the cave belongs to the pipe flow. The fluid flow in the cavity filling part is percolation. Therefore, the fracture-cavity reservoir can be divided into seepage area and pipe flow area, but there is an interface between the flow area and the seepage area. The fluid flow near the interface is a coupling flow or transition flow between seepage and pipe flow, and the coupling interface is difficult to describe. This is the next problem to be solved. The mathematical model of fracture-cavity reservoir based on the new coupling method is established, and the program is compiled and verified by an example. When establishing the mathematical model of single-phase flow and two-phase flow in fracture-cavity reservoir, the mathematical model of single-phase flow and two-phase flow is established. In this paper, a new concept is proposed, that is, the ratio coefficient and the coupling region of the porous media in the cell grid. The improved Stokes-Brinkman equation with the addition of the ratio coefficient of the porous media is used to solve the coupling problem. The coupling region is used to simplify the precise description of the coupling interface. The ratio coefficient of porous media is proposed to describe the boundary of unfilled cavern. The description of boundary conditions is simplified. The oil saturation of cell grid is used to describe the oil-water interface in the unfilled cavern system, which saves the calculation cost of the interface tracing. The open source fluid dynamics software uFVM is developed by using MATLAB language and the finite volume method is used to discretize the governing equations of the mathematical model. By using the staggered grid technique and the semi-implicit computing scheme of the pressure coupling equation, simple algorithm is used to solve the pressure field and the velocity field, forming a new solver and linking the post-processing program. A numerical simulation software for fractured and cavernous reservoirs is developed. The numerical data of vertical velocity distribution in pipe flow region and the calculation data of Beavers-Joseph condition and LD under the condition of the same mechanism model are simulated by the program of single phase flow in comparison with that of single phase flow. (a). Laser Doppler velocimeter). The feasibility of applying the ratio coefficient and coupling region of porous media to the model is verified. Under the same mechanism model, comparing the simulation results of two-phase flow program with Eclipse simulation results, the two-phase flow program is more effective in describing the flow state of unfilled caverns. The feasibility of this program is verified. The feasibility of using this program in practical reservoirs is verified by the case study of Tahe S48 fracture-cavity unit. The numerical simulation of water-cut law of fracture-cavity reservoirs is carried out by using the program verified by examples. Different fracture-cavity groups are studied. Law of Water content rising in combined production and its Analysis. The influence factors of the same water content law.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE319;TE34

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本文編號：1418112