CN108825217B - 适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法，该适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法包括：步骤1，计算井所在节点单元的各个渗流面长度、渗流长度、通过该渗流面的方向渗透率；步骤2，计算井所在节点单元综合渗透率；步骤3，计算综合井指数。该油气藏数值模拟中的综合井指数的计算方法能够定量计算基于非结构网格系统的油藏数值模拟中井模型的井指数，为完善油气藏数值模拟技术奠定基础。

Description

适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法

技术领域

本发明涉及油藏开发技术领域，特别是涉及到一种适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法。

背景技术

井模型是油气藏数值模拟中井描述的一个非常重要的模型，井与油藏的耦合依靠井模型来表征。井指数是井模型的一个重要参数，井模型的计算方法直接关系到油藏数值模拟结果的准确性。随着含有天然裂缝及储层压裂改造致密低渗透油藏开发技术的进步，油藏数值模拟技术得到了快速的发展。在矩形网格系统基础上建立的常规油藏数值模拟方法已很难满足复杂多重介质油藏描述的需要。而基于非结构网格系统的油藏数值模拟技术被广泛的应用到解决复杂介质油藏的描述问题，尤其是具有复杂边界类型的油藏描述问题。经典的井模型是在常规矩形网格结构上建立的，很难将其应用到基于非结构网格系统的油藏数值模拟技术中。因此，综合井指数获取显得尤为重要。目前，还没有一种有效的计算基于非结构网格的油藏数值模拟井指数的计算方法，更准确的描述油藏数值模拟中注入或生产井的状态。为此，我们发明了一种适用于油藏数值模拟的综合井指数的计算方法，从而解决了上述难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够准确计算基于非结构网格结构，完善油藏数值模拟技术的适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法，该适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法包括：步骤1，计算井所在节点单元的各个渗流面长度、渗流长度、通过该渗流面的方向渗透率；步骤2，计算井所在节点单元综合渗透率；步骤3，计算综合井指数。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，计算井所在节点单元的各个渗流面边长L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆；计算渗流长度，即各个边的中点到井所在的网格中心的距离d₁、d₂、d₃、d₄、d₅、d₆。

在步骤1中，计算该网格单元的等效泄油半径，计算公式为

获取井所在网格节点单元在水平X方向、Y方向的渗透率K_x、K_y；连接网格单元中心与各个边的中点oo₁、oo₂、oo₃、oo₄、oo₅、oo₆,分别计算oo₁、oo₂、oo₃、oo₄、oo₅、oo₆与水平X轴、Y轴的夹角：α₁、β₁，α₂、β₂，α₃、β₃，α₄、β₄，α₅、β₅，α₆、β₆。

在步骤1中，根据网格单元的渗透率Kx、Ky及网格单元与各个边中点连线与与水平X轴、Y轴的夹角数值，用公式(1)计算网格单元通过各个渗流面的方向渗透率Ki，计算公式为

K_i＝K_xcos²α_i+K_ycos²β_i，i＝1,6； (1)。

在步骤2中，设置井井筒半径r_w，根据渗流面边长、渗流长度和方向渗透率，应用综合渗透率公式(2)计算井所在节点单元综合渗透率K_e，计算公式为

式中，K_e为井所在节点单元的综合渗透率，mD；r_e为井所在网格单元的等效泄油半径，m；r_w为井筒半径，m；K_i为井穿过渗流面i的方向渗透率，md；d_i为指向渗流面i的渗流距离，m；M为井所在节点单元的渗流面总数；l_i为渗流面i的边长，m。

在步骤3中，根据井节点单元的综合渗透率Ke，应用公式(3)计算井节点单元的综合井指数，计算公式为

wi＝K_eh (3)

式中，wi为井所在的节点单元的综合井指数，mD·m；h为井所在节点单元的有效厚度，m。

本发明中的适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法，是研究石油、天然气等地下流体在低渗透多孔介质内的渗流特征及油气藏数值模拟技术的重要方法。随着复杂介质油藏开发研究的不断深入和深化，油气藏数值模拟技术研究与应用也得到长足的发展。井指数是油藏数值模拟技术中井模型的一个重要参数。现有的井指数计算模型是基于规则的矩形网格模型建立的，很难将其应用到基于非结构网格系统的油藏数值模拟技术中。该方法针对油气藏数值模拟中综合井指数的计算方法的问题，在获得油藏数值模拟各节点单元通过不同渗流面上的渗透率、渗流距离、渗流面长度后，应用井指数计算模型，计算在该节点单元井的综合井指数。该方法建立了能够定量计算油藏数值模拟中综合井指数的方法，为完善油气藏数值模拟技术奠定基础。

附图说明

图1为本发明的适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中井所在的一个具有6个渗流面的非结构网格单元图；

图3为本发明的一具体实施例中本发明的计算方法与Peaceman模型计算结果的对比图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法的流程图。

如图2所示为一个具有6个渗流面的非结构网格单元的平面图，在该网格单元中心有一口井。在步骤101中，计算井所在节点单元的各个渗流面边长L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆；

计算渗流长度，即各个边的中点到井所在的网格中心的距离d₁、d₂、d₃、d₄、d₅、d₆；

计算该网格单元的等效泄油半径，计算公式为

获取井所在网格节点单元在水平X方向、Y方向的渗透率K_x、K_y；

连接网格单元中心与各个边的中点oo₁、oo₂、oo₃、oo₄、oo₅、oo₆,分别计算oo₁、oo₂、oo₃、oo₄、oo₅、oo₆与水平X轴、Y轴的夹角：α₁、β₁，α₂、β₂，α₃、β₃，α₄、β₄，α₅、β₅，α₆、β₆。

根据上述得到的网格单元的渗透率Kx、Ky及网格单元与各个边中点连线与与水平X轴、Y轴的夹角数值，用公式(1)计算网格单元通过各个渗流面的方向渗透率Ki，计算公式为

K_i＝K_xcos²α_i+K_ycos²β_i，i＝1,6； (1)

在步骤102中，首先设置井井筒半径r_w，根据上述得到的渗流面边长、渗流长度和方向渗透率，应用综合渗透率公式(2)计算井所在节点单元综合渗透率K_e，计算公式为

式中，K_e为井所在节点单元的综合渗透率，mD；r_e为井所在网格单元的等效泄油半径，m；r_w为井筒半径，m；K_i为井穿过渗流面i的方向渗透率，md；渗流面i长度,m；d_i为指向渗流面i的渗流距离，m；M为井所在节点单元的渗流面总数；l_i为渗流面i的边长，m。

获取网格单元的有效厚度h，在步骤103中，根据上述得到的井节点单元的综合渗透率Ke，应用公式(3)计算井节点单元的综合井指数，计算公式为

wi＝K_eh (3)

式中，wi为井所在的节点单元的综合井指数，mD·m；h为井所在节点单元的有效厚度，m。流程结束。

图3所示为应用本发明提出的计算方法分别计算了在规则的三角形网格单元、规则的四边形网格单元和规则的六边形网格单元条件下的综合井指数，并将计算的结果与Peaceman模型计算结果的进行了对比。从对比的结果上看，应用Peaceman模型计算井指数值偏小；应用本发明提出的方法计算得到的三角形网格单元的井指数值最大，且随着网格单元的边数增加，计算得到的井指数数值在减小；当网格单元的边数超过六边时，随着网格单元边数的增加，井指数的减小程度逐渐降低。上述计算结果与实际应用情况符合，说明本发明提出的计算方法是准确的。

Claims (3)

1.适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法，其特征在于，该适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法包括：

步骤1，计算井所在节点单元的各个渗流面长度、渗流长度、通过该渗流面的方向渗透率；

步骤2，计算井所在节点单元综合渗透率；

步骤3，计算综合井指数；

在步骤1中，计算井所在节点单元的各个渗流面边长L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆；计算渗流长度，即各个边的中点到井所在的网格中心的距离d₁、d₂、d₃、d₄、d₅、d₆；

在步骤2中，设置井井筒半径r_w，根据渗流面边长、渗流长度和方向渗透率，应用综合渗透率公式(2)计算井所在节点单元综合渗透率K_e，计算公式为

式中，K_e为井所在节点单元的综合渗透率，mD；r_e为井所在网格单元的等效泄油半径，m；r_w为井筒半径，m；K_i为井穿过渗流面i的方向渗透率，md；d_i为指向渗流面i的渗流距离，m；M为井所在节点单元的渗流面总数；l_i为渗流面i的边长，m；

在步骤3中，根据井节点单元的综合渗透率Ke，应用公式(3)计算井节点单元的综合井指数，计算公式为

wi＝K_eh (3)

式中，wi为井所在的节点单元的综合井指数，mD·m；h为井所在节点单元的有效厚度，m。

2.根据权利要求1所述的适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法，其特征在于，在步骤1中，计算该网格单元的等效泄油半径，计算公式为

获取井所在网格节点单元在水平X方向、Y方向的渗透率K_x、K_y；连接网格单元中心与各个边的中点oo₁、oo₂、oo₃、oo₄、oo₅、oo₆,分别计算oo₁、oo₂、oo₃、oo₄、oo₅、oo₆与水平X轴、Y轴的夹角：α₁、β₁，α₂、β₂，α₃、β₃，α₄、β₄，α₅、β₅，α₆、β₆。

3.根据权利要求2所述的适用于油藏数值模拟的综合井指数计算方法，其特征在于，在步骤1中，根据网格单元的渗透率Kx、Ky及网格单元与各个边中点连线与与水平X轴、Y轴的夹角数值，用公式(1)计算网格单元通过各个渗流面的方向渗透率Ki，计算公式为

K_i＝K_xcos²α_i+K_ycos²β_i，i＝1,6；(1)。

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