CN102339339A - 一种分析缝洞型油藏剩余油分布的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分析缝洞型油藏剩余油分布的方法，属于油藏数值模拟及油气田开发领域。本发明将由溶洞、裂缝、孔隙三种介质类型组成的复杂介质在空间领域内划分为若干个空间单元块，每个块由三个单元V、F、M组成，分别表示块内的溶洞、裂缝和基质，即V-F-M模型；复杂介质内多相流体的流动，由块内单元之间流体的运动和块间单元之间流体的运动描述；单元之间流体的流动可考虑为渗流、管流或平行壁间层流、达西流或者非达西流。本发明实现了对缝洞型油藏的科学描述和准确的数值模拟，为通过数值模拟技术找准缝洞型油藏剩余油的分布位置、定量确定油藏的储量丰度并科学合理地开发这类油田、最终达到提高采收率奠定了技术基础。

Description

一种分析缝洞型油藏剩余油分布的方法

技术领域

本发明属于油气田开发领域，尤其是针对缝洞型油藏的研究领域。具体涉及一种分析缝洞型油藏剩余油分布的方法。

背景技术

自上世纪60年代以来，Barenblatt等人在裂缝性油藏数值模拟方面取得了很大进展。对于基于孔隙-裂缝双重介质理论，1963年Warren and Root提出了由正交裂缝网络分割基岩构成的Warren-Root模型，1969年Kazemi提出了水平裂缝和水平基岩层构成的Kazemi模型，1985年Pruess和Narasimhan则通过精细划分基质块描述裂缝和基质间的压力梯度，提出了MINC模型。双重介质模型是目前常用的油藏数值模拟方法，这种介质由含有孔隙空间的岩块和分割岩块的裂缝空间相组合而构成，因此只适用于裂缝性油气田的数值模拟。

近年来，我国国内新发现的海相碳酸盐岩层系油气田越来越多、越来越大，以塔里木盆地塔河大油田最为典型，有着不同于国外其它碳酸盐岩油藏的独特的缝洞型储集空间类型[康玉柱，2008]。碳酸盐岩缝洞型油藏储层空间是由溶洞、裂缝、孔隙三种介质类型组成的复杂介质，不同介质类型的空间尺度差异很大，流体流动形式复杂多样：不仅存在渗流(包括达西流和非西达流)；还存在一维管流、裂缝面的二维流动(平行壁间流)、无充填溶洞内的三维洞穴流；以及洞、缝、孔(基质岩块)介质之间的流体交换。虽然目前也有一些三重孔隙或三重介质模型提出[Closemann，1975；Abdassah and Ershaghis，1986；Bai et al.1993]，但是都无法很好地适用于碳酸盐岩缝洞型油藏这种复杂介质中多相流体的复杂流动。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，在双重介质基础上提供一种基于复杂介质模型的缝洞型油藏数值模拟方法，实现对缝洞型油藏的科学处理，计算分析缝洞型油藏的动力学特征，为找准缝洞型油藏剩余油的分布位置、定量确定油藏的储量丰度并科学合理地开发这类油田提供了依据，最终达到了提高采收率的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

缝洞型油藏中复杂介质区域油水分布的多重连续型分析处理方法，所述分析处理方法包括，

A划分所述复杂介质区域步骤：

根据缝洞型油藏的介质类型，将所述复杂介质区域划分成若干空间单元块；对每个空间单元块建立以溶洞、裂缝和基质三个单元为基础的V-F-M模型，即溶洞-裂缝-基质模型，如图1所示；

B建立所述复杂介质区域多相流体流动数学模型步骤：

根据步骤A划分的空间单元块和建立的V-F-M模型，把复杂介质内多相流体的流动划分为同一空间单元块内部的块内流动(块内溶洞、裂缝和基质单元之间多相流体的流动)和相邻空间单元块之间的块间流动(不同空间单元块之间多相流体的流动)，这两部分流动最终都归结为单元之间的流动，如图2所示；单元之间流体的流动为渗流、管流或平行壁间层流、达西流或者非达西流的多相流；并根据所述复杂介质区域单元块内溶洞、裂缝和基岩分布的几何特点，得到各块内单元分布模式，如图3所示，对于不同的分布模式，确定传导系数；

C针对待测缝洞型油藏复杂介质区域，通过如下技术手段探测得到各项物性参数步骤：

渗透率：岩心分析和不稳定试井；

孔隙度和岩石压缩率：岩心分析和测井；

相对渗透率和毛管压力：实验室岩心渗流测试；

饱和度：测井和岩心分析；

流体属性数据：油藏流体样品的实验室分析；

断层、边界和流体接触面：地震方法和不稳定试井；

含水层：地震方法和物质平衡计算；

大裂缝和大洞穴分布：测井、地震方法、岩心分析、不稳定试井和井眼动态；

D通过步骤B建立的模型，求取得到流体压力和饱和度分布的步骤：

通过步骤B建立的数学模型，采用有限体积法对控制方程进行数值离散；采用牛顿-拉尔森方法全隐式迭代求解；得到缝洞型油藏复杂介质区域内流体压力和饱和度的分布、井口抽汲速率和压力；

E判断结果和输出步骤：根据油田动态历史，判断步骤D得到的结果：缝洞型油藏复杂介质区域内流体压力和饱和度的分布、井口抽汲速率和压力是否准确可靠；如果符合油田的动态历史，则输出；如果与油田动态历史有偏差，则返回步骤B，调整物性参数，重新分析处理。

所述步骤B中，包括如下，

(1)建立单元间流体流动模型：

气组分：

水组分：

油组分：

达西定理：

$v_l=-\frac{{\mathrm{kk}}_{\mathrm{rl}}}{{\mathrm{\μ}}_l}({\▿P}_l-{\mathrm{\ρ}}_{l}g\▿H),l=o,w,g$

若

则

$v_l=-{\mathrm{\λ}}_l({\▿P}_l-{\mathrm{\ρ}}_{l}G)---\left(4\right)$

其中，下标l为o、w、g分别表示油相、水相、气相，S是饱和度，ρ₁是在油藏条件下的密度，ρ′_o是在油藏条件下脱去溶解气的油相密度，ρ″_g是在油藏条件下油相中溶解气的密度，φ是油层的有效孔隙度，μ_l是粘度，q_l是每单位体积汇点/源点项，g是重力加速度，k是油层的绝对渗透率，k_rl是相对渗透率，v_l表示速度，H是深度；

(2)采用有限体积法进行空间离散过程。根据上述的数学模型，无论是块间流动还是块内流动，都表现为单元之间流体的流动，所述采用有限体积法对控制方程进行离散步骤如下：

多相流体在单元之间流动满足式(1)～式(4)，亦即：

$\mathrm{div}\left({\mathrm{\ρ}}_l{v}_l\right)+q_l=\frac{\∂}{\∂t}\left({\mathrm{\φ\ρ}}_l{S}_l\right),l=o,w,g---(5-a)$

采用有限体积法，在单元(体积为V、表面为A)内对上式进行积分得：

$-{\∫}_V\mathrm{div}\left({\mathrm{\ρ}}_l{v}_l\right)\mathrm{dV}+q_{l}V=V\frac{\∂}{\∂t}\left({\mathrm{\φ\ρ}}_l{S}_l\right)---(5-b)$

根据高斯定理，

-∫_Vdiv(ρ_lv_l)dV＝-∫_Aρ_l(v_l·n)dA＝∫_Aρ_l(v_l·(-n))dA＝∑F_l，ij

其中，n为表面A的外法线向量。

单元i与单元j之间流体组分l(油、水、气)的质量流动项为：

$Q_{l,\mathrm{ij}}=A_{\mathrm{ij}}{\left({\mathrm{\ρ}}_l\frac{{\mathrm{kk}}_{\mathrm{rl}}}{{\mathrm{\μ}}_l}\right)}_{\mathrm{ij}+1/2}\frac{[(P_{\mathrm{lj}}-{\mathrm{\ρ}}_{l,\mathrm{ij}+1/2}{H}_j)-(P_{\mathrm{lj}}-{\mathrm{\ρ}}_{l,\mathrm{ij}+1/2}{H}_j)]}{d_i+d_j}$

$={\left(\frac{{\mathrm{\ρ}}_l{k}_{\mathrm{rl}}}{{\mathrm{\μ}}_l}\right)}_{\mathrm{ij}+1/2}\left(\frac{A_{\mathrm{ij}}{k}_{\mathrm{ij}+1/2}}{d_i+d_j}\right)[(P_{\mathrm{lj}}-{\mathrm{\ρ}}_{l,\mathrm{ij}+1/2}{H}_j)-(P_{\mathrm{li}}-{\mathrm{\ρ}}_{l,\mathrm{ij}+1/2}{H}_i)]$

取

则

采用有限体积法进行空间离散后，采用向后一阶差分进行时间离散，得离散化后单元i的方程为：

$\frac{V_i}{\mathrm{\Δt}}[{\left(m_l\right)}_i^{n+1}-{\left(m_l\right)}_i^n]-\underset{j\∈{\mathrm{\η}}_i}{\mathrm{\Σ}}{Q}_{l,\mathrm{ij}}^{n+1}-q_{\mathrm{li}}^{n+1}=0---\left(6\right)$

其中，m是质量，上标n表示是前一时刻的量，上标n+1表示是当前时刻的量，V_i是单元i(基质、裂缝或溶洞)的体积，Δt是时间步长，η_i是同单元i相连接的单元j的集合，Q_l，ij是单元i同单元j之间l组分的质量流动项，q_lj是单元i内l组分的源汇项；

(3)建立各单元块之间多相流体流动的数学模型

a当流体流动为Darcy流时：

$v_l={-\mathrm{\λ}}_l({\▿P}_l-{\mathrm{\ρ}}_{l}G)$

式(6)中单元之间通过连接(i，j)的流动项Q_l，ij可表示为：

其中传导系数为

流度为

①如果流动为管流，传导系数是

②如果流动是平行壁间层流，传导系数为

其中，A_ij是单元i和j的界面面积，d_i是单元i中心点到单元i和单元j之间界面的距离；w是平行壁的宽度；b是平行壁间的开度；r是圆管的半径；k_ij+1/2是沿着单元i和j连通处的平均绝对渗透率；式(6)中的流动势为：

其中，H_i是单元i中心的深度。

b当流体流动为高速非Darcy流时：

采用Forchheimer公式如下描述多相流体高速非Darcy流动：

$-({\▿P}_l-{\mathrm{\ρ}}_{l}G)=\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_l}{v}_l+{\mathrm{\β}}_l{\mathrm{\ρ}}_l{v}_l\left|v_l\right|$

其中，β_l是多相流体流动条件下，l相流体的等效非Darcy流系数，单位为m^-1；非Darcy流时，式(5)中通过单元i和j连接的流动项Q_l定义为：

其中传导系数为

流度为

当流体流动为管流时：

即连续型的溶洞中流体的流动近似用管流来描述，则

${\stackrel{\‾}{\mathrm{\λ}}}_{l,\mathrm{ij}}={\left(\frac{S_l}{{\mathrm{\μ}}_l}\right)}_{\mathrm{ij}+1/2}$

传导系数是

如果流动是平行壁间层流，传导系数为

其中，b是平行壁间的开度；r是圆管的半径；

式(5)对于不同维数的区域都有着相同的形式，因此适用于一维、二维和三维缝洞型介质中多相流的分析和计算；

(4)块内单元间流动的处理过程：

根据复杂介质块内溶洞、裂缝和基岩分布的几何特点，归纳总结出若干个块内单元分布模式；对于不同的分布模式，确定传导系数，即：

①基质-裂缝间的流动为：

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{mf}}=\frac{A_{\mathrm{mf}}{k}_m}{d_{\mathrm{mf}}}$

其中，A_mf是裂缝单元和基质单元之间的连接面积；k_M是基质的绝对渗透率；d_mf是裂缝-基质间流动的特征距离；

②裂缝-溶洞间的流动为：

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{fv}}=\frac{A_{\mathrm{fv}}{k}_v}{d_{\mathrm{fv}}}$

其中，A_fv是裂缝单元和溶洞单元之间的连接面积；d_fv是裂缝-溶洞间流动的特征距离；k_V是溶洞的绝对渗透率，等于连接溶洞和裂缝之间小裂缝的渗透率；对于同裂缝隔绝的溶孔，则不需要计算裂缝-溶洞间的流动；

③溶洞-基质间的流动为：

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{mv}}=\frac{A_{\mathrm{mv}}{k}_m}{d_{\mathrm{mv}}}$

其中，A_vm是溶洞单元和基质单元之间的连接面积；d_vm是溶洞-基质间流动的特征距离；

块内单元之间的流度、流动项等的计算，同块间单元的计算相类似。

所述划分步骤A，根据碳酸盐岩缝洞尺度变化范围大、流动特征不同，把缝洞划分为微尺度、中尺度、大尺度三个尺度范围：孔径在0.2cm以下的溶孔、开度在0.1cm以下的裂缝，划分为小尺度范围；孔径在0.2cm～200cm之间的溶孔、开度在0.1cm～10cm之间的裂缝，划分为中尺度范围；孔径在200cm以上的溶孔、开度在10cm以上的裂缝，划分为大尺度范围；

对微尺度范围内的缝洞介质，划分的空间单元块内只含有基质单元M；对中尺度范围内缝洞介质，划分的空间单元块由单元V、F、M组成，分别表示块内的溶洞、裂缝和基质，根据缝洞的不同组合，归纳为若干缝洞模式；对大尺度范围内的缝或洞，细划分成若干空间单元块，空间单元块内只含有溶洞单元V；上述三个尺度范围内的缝洞介质中流体的流动，都可以采用前述方法进行分析处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：现有的数值模拟技术基于双重介质模型，只适用于裂缝、孔隙两种介质类型构成的裂缝性油气田的计算分析，不能用来计算分析含有溶洞的缝洞型油藏。而本发明不仅能够模拟裂缝、孔隙两种介质类型，还能够模拟由溶洞、裂缝、孔隙三种介质类型组成的复杂介质，及模拟大溶洞内多相流体的流动，实现了对勘探领域中缝洞型油藏的科学描述和准确的数值模拟，为通过数值模拟技术找准缝洞型油藏剩余油的分布位置、定量确定油藏的储量丰度并科学合理地开发这类油田、提高采收率奠定了技术基础。

附图说明

图1本发明中复杂介质模型示意图；

图2本发明中采用有限体积法的单元间流动示意图；

图3本发明中缝洞型油藏块内单元分布模式图；

图4三重介质径向流动问题压力曲线；

图5一维多孔介质中两相流体流动问题；

图6非达西流流动系数；

图7相对渗透率曲线；

图8不同非达西流因子情况下，注入十小时后的饱和度分布；

图9以不同的注入速度情况下的饱和度分布(非达西流因子为3.2×10-6m3/2)；

图10解析法同本技术方法得到的饱和度分布对比；

图11单一介质注采模型示意图；

图12注采关系曲线；

图13注水驱油平板模型；

图14注水驱油平板模型数值模拟网格；

图15注水驱油平板模型试验和本技术方法计算结果(T＝10s)；

图16注水驱油平板模型试验和本技术方法计算结果(T＝20s)；

图17注水驱油平板模型试验和本技术方法计算结果(T＝40s)；

图18注水驱油平板模型试验和本技术方法计算结果(T＝80s)；

图19注水驱油平板模型试验和本技术方法计算结果(T＝180s)；

图20注水驱油平板模型试验和本技术方法计算结果(T＝300s)；

图21注水驱油平板模型本技术方法计算结果(T＝1s)；

图22注水驱油平板模型本技术方法计算结果(T＝7s)；

图23注水驱油平板模型本技术方法计算结果(T＝30s)；

图24注水驱油平板模型本技术方法计算结果(T＝50s)；

图25注水驱油平板模型本技术方法计算结果(T＝75s)；

图26注水驱油平板模型本技术方法计算结果(T＝100s)；

图27注水驱油平板模型本技术方法计算结果(T＝130s)；

图28注水驱油平板模型本技术方法计算结果(T＝180s)；

图29注水驱油平板模型本技术方法计算结果(T＝320s)；

图30是三个溶洞区域构成的缝洞系统，底部洞穴有底水的饱和度场图。

图31-1和31-2是CY1注、CY2采(无底水)饱和度场图

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

具体实施方式

图1是本发明中复杂介质模型示意图。将复杂介质区域划分成若干个空间单元块；对每个单元块建立以溶洞、裂缝和基质三个单元为基础的V-F-M模型，即溶洞-裂缝-基质模型；复杂介质内多相流体的流动包括块内单元之间的流动和块间单元之间的流动；单元之间流体的流动为渗流、管流或平行壁间层流、达西流或者非达西非流的多相流。该图表示剖分后的每个网格由基岩、裂缝和溶洞三重介质组成。

图2是本发明中采用有限体积法的单元间流动示意图。复杂介质内多相流体的流动包括块内单元之间多相流体的流动和块间单元之间多相流体的流动，这两部分流动最终归结为单元之间的流动；Q_ij是单元i和单元j之间的质量流动项，d_i是单元i中心点到单元i和单元j之间界面的距离。

图3给出的是缝洞型油藏块内单元分布模式，是根据地质上缝洞型油藏的实际地质特征，考虑缝洞型油藏裂缝、溶洞、基质不同情况下的油藏模型进行简化，得到的缝洞型油藏的理想模型，并提出了相应的4个概念模型。

表1中针对图3(D)所示的块内单元分布模式，给出了裂缝、溶洞和基质间流动特征距离的计算公式。表1中，w_x、w_y、w_z分别是基质沿x、y和z方向的尺寸。图3所示的溶洞-基质的特征距离，即溶洞-基质通过小裂缝相连接，w′_x、w′_y、w′_z分别是小裂缝沿x、y、z方向的裂缝间距。如图3所示的溶洞-基质的特征距离，即溶洞同裂缝相隔离。

在离散化的过程中，还采用了如下的假设：无填充的大型溶洞内是平衡的，即不需要计算溶洞内的流动；溶洞内部不存在毛细管力；溶洞到裂缝或者到基质流动的相对渗透曲线，由溶洞内部的流体饱和度根据充分混合或重力分离两种情况来确定。

表1单元分布模式对应的特征距离

根据本技术发明方法，编制了相应的数值模拟程序。本发明方法对复杂介质流体流动问题数值计算的正确性，得到了三重介质单相流体径向流动(试井分析)模型解析解的验证；本发明方法对多相流体非达西高速流动问题数值计算的正确性，得到了一维两相流体非达西高速流动问题解析解的验证；本发明方法对三重介质多相流体流动问题的数值计算的正确性，还得到了平板物理模型试验等的验证。

(1).三重介质单相流体径向流动

为验证本技术发明方法，对一个三重介质径向流动问题进行数值模拟，设其块内单元分布模式如图3(D)所示，采用的计算参数如表2所示。将本技术发明方法的计算结果同该问题解析解相对比，结果表明符合很好，如图4所示。

参数	数值	单位
			基质孔隙度	0.263
裂缝孔隙度	0.001
			溶洞孔隙度	0.01
裂缝间距	5	m
			小裂缝间距	1.6	m
裂缝特征长度	3.472	m
			AFM＝AFV	0.61	m2/m3
地下水密度	1000	Kg/m3
			地下水粘度	1E-3	Pa.s
基质渗透率	1.572E-16	m2
			裂缝渗透率	1.383E-13	m2
小裂缝及溶洞渗透率	1.383E-14	m2
			产水量	100	m3/d
介质压缩系数	1.0E-9	1/Pa
			井半径	0.1	m
多重介质厚度	20	m

表2三重介质参数

(2).一维多孔介质两相非达西高速流动

为验证本技术发明方法，对如图5所示的一维多孔介质两相非达西高速流动问题进行计算分析。基本参数设置如表3所示，

表3基本参数

计算分析用到的非达西流流动系数以及相对渗透率曲线如图6和图7所示，利用本方法计算得到的不同非达西流因子和不同注入速度下饱和度分布如图8、9所示。本技术方法的计算结果同一维多孔介质多相流体非达西高速流动解析解一致，如图10所示。计算结果表明，对于一维两相非达西高速流动，相渗曲线、非达西高速流动参数和注入速度都对驱替前缘及饱和度的分布有影响。

(3).单一介质注采模型的计算

该单一介质注采模型如图11所示，为单一的均质油水两相模型，网格数为10*10*5，X、Y方向上的步长为14.22米，Z方向上的步长为1.22米，X、Y、Z方向上的渗透率均为15.79毫达西，孔隙度为0.2。顶部深度为1m。流体的属性及高压物性均相同。该模型为一注一采，Well 1为注水井，Well 2为采油井。注水井日注水量为1.67m3，采油井为井底。

通过本技术方法计算而得的注入与采出的关系曲线如图12所示。

(4).孔洞储层水驱油物理实验一拟合

物理实验：长*宽*厚度为60cm*20cm*2cm的封闭平板模型，充填物为3mm和5mm的白色大理石颗粒，平均孔隙度53.0％。模型中部有一宽为7cm的洞。模型内预先加入染成红色的油1.25L，模型右上端注水、用染成翠绿色的水驱油，左上端出油，注入速度为0.45L/min。试验模型如图13所示；计算用网格如图14所示，算例一采用的参数为k≈1500(mD)，C_β＝3.2×10^-10。

将试验结果同本技术方法计算分析结果进行对比，如图15～20所示，其中数值计算的油饱和度采用云图表示，水流速的大小和方向用白色箭头表示。

(5).孔洞储层水驱油物理实验二拟合

本实验模型与上一个模型一致，长*宽*厚度为60cm*20cm*2cm的封闭平板模型，模型中部有一宽为7cm的洞，左上端出油，右上端注水，注入速度为0.45L/min，也上一个模型不同，基质的渗透率取k≈15(mD)。目的是研究基质渗透率变化对剩余油饱和度的影响。

本技术方法计算结果如图21～29所示，其中计算的油饱和度采用云图表示，水流速的大小和方向用白色箭头表示。

计算结果可以看出，基质渗透率不同对剩余油饱和度影响较大，由于渗透率减小，重力的影响减小，注入水向四周扩散，与大渗透率的扩散形成区别较大。

(6)缝洞系统的模拟

如图30所示的三个溶洞区域构成的缝洞系统，底部洞穴有底水，三个溶洞通过渗透率为10.0D的裂缝带连接，初始油水的分布如图30左图所示。采用多重介质多相流动数值模拟程序进行模拟，物性参数等参考塔河油田的相关数据，其中油密度为0.94g/cm³，水密度为1.14g/cm³地层压力为59MPa。顶部抽汲量Q＝100立方/天。通过本方法的模拟得到如图30右图所示的第140天的剩余油分布。模拟结果表明，底部洞穴连通底水的缝洞系统中，由于开采过程中上部洞缝系统压力的降低，存在有“水窜”现象；对于洞缝系统，油水的重力分离作用明显；关井或注水加压后能提高采收率。

模拟的模型为长*宽*厚度为90cm*50cm*8cm的封闭平板模型，如图31所示，模型根据油田实际储层地质情况，等比例缩小，具有孔洞形状、配位数、非均质性、井网设计等方面的相似性。原油密度：0.8433g/ml，粘度：8.36cp，，注入速度为0.45L/min。图31-1为CY1井注、CY2井采(无底水)第3.4天的饱和度场图，图31-2为CY1注、CY2采(无底水)第9.8天的饱和度场图。由此可见，本专利所述的方法能够很好的模拟缝洞型油藏中多相流体的流动。计算表明，采收率和剩余油的分布与缝洞系统结构、井位、注采方案等密切相关，重力分离作用明显。

通过该方法对某油田某一区块进行模拟试验，找准了剩余油分布位置，优化了开发方案，制定了更加合理的水替油技术政策，使得全区产量比先前增加20％。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。

Claims (3)

1.一种分析缝洞型油藏剩余油分布的方法，其特征在于，所述分析处理方法包括：

A划分所述复杂介质区域步骤：

根据缝洞型油藏的介质类型，将所述复杂介质区域划分成若干空间单元块；对每个空间单元块建立以溶洞、裂缝和基质三个单元为基础的V-F-M模型，即溶洞-裂缝-基质模型；

B建立所述复杂介质区域多相流体流动数学模型步骤：

根据步骤A划分的空间单元块和建立的V-F-M模型，复杂介质内多相流体的流动划分为同一空间单元块内部的块内流动：块内溶洞、裂缝和基质单元之间多相流体的流动和相邻空间单元块之间的块间流动：不同空间单元块之间多相流体的流动，这两部分流动最终都归结为单元之间的流动；所述单元之间流体的流动为渗流、管流或平行壁间层流、达西流或者非达西流的多相流；并根据所述复杂介质区域单元块内溶洞、裂缝和基岩分布的几何特点，得到各块内单元分布模式，对于不同的分布模式，确定传导系数；

C针对待测缝洞型油藏复杂介质区域，探测得到各项物性参数步骤：

渗透率：岩心分析和不稳定试井；

孔隙度和岩石压缩率：岩心分析和测井；

相对渗透率和毛管压力：实验室岩心渗流测试；

饱和度：测井和岩心分析；

流体属性数据：油藏流体样品的实验室分析；

断层、边界和流体接触面：地震方法和不稳定试井；

含水层：地震方法和物质平衡计算；

大裂缝和大洞穴分布：测井、地震方法、岩心分析、不稳定试井和井眼动态；

D通过步骤B建立的模型，求取得到流体压力和饱和度分布的步骤：

通过步骤B建立的数学模型，采用有限体积法对控制方程进行数值离散；采用牛顿-拉尔森方法全隐式迭代求解；得到缝洞型油藏复杂介质区域内流体压力和饱和度的分布、井口抽汲速率和压力；

E判断结果和输出步骤：根据油田动态历史，判断步骤D得到的结果：缝洞型油藏复杂介质区域内流体压力和饱和度的分布、井口抽汲速率和压力是否准确可靠；如果符合油田的动态历史，则输出；如果与油田动态历史有偏差，则返回步骤B，调整物性参数，重新分析处理。

2.根据权利要求1所述缝洞型油藏中复杂介质区域油水分布的分析处理方法，其特征在于，

所述步骤B中，包括如下，

(1)建立单元间流体流动模型：

气组分：

水组分：

油组分：

达西定理：

$v_l=-\frac{{\mathrm{kk}}_{\mathrm{rl}}}{{\mathrm{\μ}}_l}({\▿P}_l-{\mathrm{\ρ}}_{l}g\▿H),l=o,w,g$

若

则

$v_l=-{\mathrm{\λ}}_l({\▿P}_l-{\mathrm{\ρ}}_{l}G)---\left(4\right)$

其中，下标l为o、w、g分别表示油相、水相、气相，S是饱和度，ρ_l是在油藏条件下的密度，ρ′_o是在油藏条件下脱去溶解气的油相密度，ρ″_g是在油藏条件下油相中溶解气的密度，φ是油层的有效孔隙度，μ_l是粘度，q_l是每单位体积汇点/源点项，g是重力加速度，k是油层的绝对渗透率，k_rl是相对渗透率，v_l表示速度，H是深度；

(2)采用有限体积法进行空间离散过程。根据上述的数学模型，无论是块间流动还是块内流动，都表现为单元之间流体的流动，所述采用有限体积法对控制方程进行离散步骤如下：

多相流体在单元之间流动满足式(1)～式(4)，亦即：

$\mathrm{div}\left({\mathrm{\ρ}}_l{v}_l\right)+q_l=\frac{\∂}{\∂t}\left({\mathrm{\φ\ρ}}_l{S}_l\right),l=o,w,g---(5-a)$

采用有限体积法，在单元(体积为V、表面为A)内对上式进行积分得：

$-{\∫}_V\mathrm{div}\left({\mathrm{\ρ}}_l{v}_l\right)\mathrm{dV}+q_{l}V=V\frac{\∂}{\∂t}\left({\mathrm{\φ\ρ}}_l{S}_l\right)---(5-b)$

根据高斯定理，

-∫_Vdiv(ρ_lv_l)dV＝-∫_Aρ_l(v_l·n)dA＝∫_Aρ_l(v_l·(-n))dA＝∑F_l，ij

其中，n为表面A的外法线向量；

单元i与单元j之间流体组分l(油、水、气)的质量流动项为：

$Q_{l,\mathrm{ij}}=A_{\mathrm{ij}}{\left({\mathrm{\ρ}}_l\frac{{\mathrm{kk}}_{\mathrm{rl}}}{{\mathrm{\μ}}_l}\right)}_{\mathrm{ij}+1/2}\frac{[(P_{\mathrm{lj}}-{\mathrm{\ρ}}_{l,\mathrm{ij}+1/2}{H}_j)-(P_{\mathrm{lj}}-{\mathrm{\ρ}}_{l,\mathrm{ij}+1/2}{H}_j)]}{d_i+d_j}$

$={\left(\frac{{\mathrm{\ρ}}_l{k}_{\mathrm{rl}}}{{\mathrm{\μ}}_l}\right)}_{\mathrm{ij}+1/2}\left(\frac{A_{\mathrm{ij}}{k}_{\mathrm{ij}+1/2}}{d_i+d_j}\right)[(P_{\mathrm{lj}}-{\mathrm{\ρ}}_{l,\mathrm{ij}+1/2}{H}_j)-(P_{\mathrm{li}}-{\mathrm{\ρ}}_{l,\mathrm{ij}+1/2}{H}_i)]$

取

则

采用有限体积法进行空间离散后，采用向后一阶差分进行时间离散，得离散化后单元i的方程为：

$\frac{V_i}{\mathrm{\Δt}}[{\left(m_l\right)}_i^{n+1}-{\left(m_l\right)}_i^n]-\underset{j\∈{\mathrm{\η}}_i}{\mathrm{\Σ}}{Q}_{l,\mathrm{ij}}^{n+1}-q_{\mathrm{li}}^{n+1}=0---\left(6\right)$

其中，m是质量，上标n表示是前一时刻的量，上标n+1表示是当前时刻的量，V_i是单元i(基质、裂缝或溶洞)的体积，Δt是时间步长，η_i是同单元i相连接的单元j的集合，Q_l，ij是单元i同单元j之间l组分的质量流动项，q_li是单元i内l组分的源汇项；

(3)建立各单元块之间多相流体流动的数学模型

a当流体流动为Darcy流时：

$v_l={-\mathrm{\λ}}_l({\▿P}_l-{\mathrm{\ρ}}_{l}G)$

式(6)中单元之间通过连接(i，j)的流动项Q_l，ij可表示为：

其中传导系数为

流度为

①如果流动为管流，传导系数是

②如果流动是平行壁间层流，传导系数为

其中，A_ij是单元i和j的界面面积，d_i是单元i中心点到单元i和单元j之间界面的距离；w是平行壁的宽度；b是平行壁间的开度；r是圆管的半径；k_ij+1/2是沿着单元i和j连通处的平均绝对渗透率；式(6)中的流动势为：

其中，H_i是单元i中心的深度；

b当流体流动为高速非Darcy流时：

采用Forchheimer公式如下描述多相流体高速非Darcy流动：

$-({\▿P}_l-{\mathrm{\ρ}}_{l}G)=\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_l}{v}_l+{\mathrm{\β}}_l{\mathrm{\ρ}}_l{v}_l\left|v_l\right|$

其中，β_l是多相流动条件下，l相流体的等效非Darcy流系数，单位为m^-1；非Darcy流时，式(5)中通过单元i和j连接的流动项Q_l定义为：

其中传导系数为流度为

①当流体流动为管流时：

即连续型的溶洞中流体的流动近似用管流来描述，则

${\stackrel{\‾}{\mathrm{\λ}}}_{l,\mathrm{ij}}={\left(\frac{S_l}{{\mathrm{\μ}}_l}\right)}_{\mathrm{ij}+1/2}$

传导系数是

②如果流动是平行壁间层流，传导系数为

其中，b是平行壁间的开度；r是圆管的半径；

式(5)对于不同维数的区域都有着相同的形式，因此适用于一维、二维和三维缝洞型介质中多相流的分析和计算；

(4)块内单元间流动的处理过程：

根据复杂介质块内溶洞、裂缝和基岩分布的几何特点，归纳总结出若干个块内单元分布模式；对于不同的分布模式，确定传导系数，即：

①基质-裂缝间的流动为：

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{mf}}=\frac{A_{\mathrm{mf}}{k}_m}{d_{\mathrm{mf}}}$

其中，A_mf是裂缝单元和基质单元之间的连接面积；k_M是基质的绝对渗透率；d_mf是裂缝-基质间流动的特征距离；

②裂缝-溶洞间的流动为：

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{fv}}=\frac{A_{\mathrm{fv}}{k}_v}{d_{\mathrm{fv}}}$

其中，A_fv是裂缝单元和溶洞单元之间的连接面积；d_fv是裂缝-溶洞间流动的特征距离；k_V是溶洞的绝对渗透率，等于连接溶洞和裂缝之间小裂缝的渗透率；对于同裂缝隔绝的溶孔，则不需要计算裂缝-溶洞间的流动；

③溶洞-基质间的流动为：

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{mv}}=\frac{A_{\mathrm{mv}}{k}_m}{d_{\mathrm{mv}}}$

其中，A_vm是溶洞单元和基质单元之间的连接面积；d_vm是溶洞-基质间流动的特征距离；

块内单元之间的流度、流动项等的计算，同块间单元的计算方法相同。

3.根据权利要求1所述缝洞型油藏中复杂介质区域油分布的分析处理方法，其特征在于，

所述划分步骤A，根据碳酸盐岩缝洞尺度变化范围大、流动特征不同，把缝洞划分为微尺度、中尺度、大尺度三个尺度范围：孔径在0.2cm以下的溶孔、开度在0.1cm以下的裂缝，划分为小尺度范围；孔径在0.2cm～200cm之间的溶孔、开度在0.1cm～10cm之间的裂缝，划分为中尺度范围；孔径在200cm以上的溶孔、开度在10cm以上的裂缝，划分为大尺度范围；

对微尺度范围内的缝洞介质，划分的空间单元块内只含有基质单元M；对中尺度范围内缝洞介质，划分的空间单元块由单元V、F、M组成，分别表示块内的溶洞、裂缝和基质，根据缝洞的不同组合，归纳为若干缝洞模式；对大尺度范围内的缝或洞，细划分成若干空间单元块，空间单元块内只含有溶洞单元V；上述三个尺度范围内的缝洞介质中流体的流动，都可以采用前述方法进行分析处理。

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