采用数值模拟优化裂缝性油藏开发技术

大裂缝油藏数值模拟方法及适应性探讨【摘要】本文归纳总结了目前油藏数值模拟中对大裂缝的几种处理方式，重点介绍了一种单重介质传导型裂缝模型，并通过实例从计算效果、计算速度、收敛性、直观性等方面对各种方法进行对比，总结得到了各方法的优缺点及适用情况。

在此基础上提出了大裂缝油藏数值模拟技术的改进方向。

【关键词】大裂缝油藏数值模拟单重介质传导型裂缝模型以裂缝为主要渗流通道的裂缝性油藏在碳酸盐岩油藏、低渗透性油藏中都占据着相当大的比例，而压裂开发又是其重要的开发方式。

如何对大裂缝（包括天然大裂缝及人工压裂裂缝）进行科学而有效的模拟是影响开发效果预测的重要问题。

1 大裂缝油藏数值模拟处理方法1.1 网格化表征法网格化表征法主要采用裂缝网格化技术来显式地描述大裂缝的性质（包括走向，形态，开度、长度等），主要有密网格法，局部网格加密法，非结构网格法等。

本文中以局部网格加密法为代表。

局部网格加密法可以显式地对裂缝进行建模和描述，在描述及显示驱替过程方面表现较好。

但有可能因为局部裂缝孔隙体积过小而引起收敛性困难，特别是在裂缝中的重力分异过程描述水线突进时。

另外对于复杂裂缝系统，局部网格加密法对于裂缝的描述非常复杂。

1.2 等效渗流特征描述法等效渗流特征描述法主要采用流动能力的等效计算对裂缝的渗流能力进行等价。

等效级差法是该类方法的代表。

主要做法是在原有网格系统的基础上，根据传导率等效原则，修改包含裂缝网格的渗透率，近似地等价裂缝渗流效果。

该方法由于使用方便，只需要修改网格的渗透率，因此仍然是目前经常使用的近似裂缝模拟方法之一。

但该方法在计算的过程中经常会出现即使将裂缝处的渗透率改的很大，仍见水时间晚的情况。

1.3 双重介质描述方法双重介质模型把发育的互相连通的裂缝看成是一种连续介质，同时把被裂缝切割的岩块也看作一种连续介质。

两个连续介质在空间上是重叠的，即每个几何点既属于裂缝连续介质也属于基质。

裂缝和岩块中的流体按照一定规律进行交换。

第44卷 第6期新疆石油地质Vol. 44，No.6 2023年12月 XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY Dec. 2023文章编号：1001-3873（2023）06-0702-09 DOI：10.7657/XJPG20230609引用：李小波，魏学刚，刘学利，等. 顺北油田超深断控缝洞型油藏注水开发实践［J］. 新疆石油地质，2023，44（6）：702-710.LI Xiaobo，WEI Xuegang，LIU Xueli，et al. Practice of Water Injection Development in Ultra‑Deep Fault‑Controlled Fractured‑Vuggy Reservoirs in Shunbei Oilfield［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2023，44（6）：702-710.顺北油田超深断控缝洞型油藏注水开发实践李小波，魏学刚，刘学利，张艺晓，李青（中国石化 a.西北油田分公司勘探开发研究院；b.缝洞型油藏提高采收率重点实验室，乌鲁木齐 830011）摘要：综合分析顺北油田超深断控缝洞型油藏地质与开发特征，确定了天然能量不足是目前导致顺北1号断裂带弱挥发性油藏产量快速递减及地层原油脱气的主要原因。

采用数值模拟方法，明确了注水补能是目前最佳开发方式。

研究结果表明：顺北油田超深断控缝洞型油藏注水重力分异作用是主要注水机理，注水能有效恢复地层能量；断裂带拉分段的水驱连通程度和能量平衡能力明显强于挤压段；超深断控缝洞型油藏注水开发具有沿断裂带快速水窜和水驱波及体积小的特征。

通过注水，油藏地层压力平均恢复14.78 MPa，区块年递减率从48.6%降低到15.9%，阶段累计增油13.10×104 t，取得了较好的开发效果。

关键词：塔里木盆地；顺北油田；断控缝洞型油藏；天然能量；注水开发；数值模拟；注水机理；重力分异中图分类号：TE357.6 文献标识码：APractice of Water Injection Development in Ultra⁃Deep Fault⁃ControlledFractured⁃Vuggy Reservoirs in Shunbei OilfieldLI Xiaobo，WEI Xuegang，LIU Xueli，ZHANG Yixiao，LI Qing(Sinopec, a.Research Institute of Exploration and Development, Northwest Oilfield Company;b.Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery in Fractured‑Vuggy Reservoirs, Urumqi, Xinjiang 830011, China) Abstract：The geological and development characteristics of ultra‑deep fault‑controlled fractured‑vuggy reservoirs in Shunbei oilfield were comprehensively analyzed, and insufficient natural energy was determined to be the main reason for the rapid production decline and forma‑tion oil degassing in the weakly volatile oil reservoirs in the Shunbei No.1 fault zone. Through numerical simulation, it is clarified that water injection is the optimal development method currently. The research results show that gravity differentiation is the main mechanism of water injection in the ultra‑deep fault‑controlled fractured‑vuggy reservoirs in Shunbei oilfield, and water injection can effectively restore forma‑tion energy. The waterflooding connectivity and energy balance capability in the fault zone’s pull‑apart segments are much stronger than those in the compression segments. Water injection development of the ultra‑deep fault‑controlled fractured‑vuggy reservoirs features rapid water channeling along fault zone and small swept area. Water injection enables good development effect, with the reservoir pressure re‑stored by 14.78 MPa averagely, the annual decline rate of the block decreasing from 48.6% to 15.9%, and the staged cumulative oil produc‑tion increased by 13.10×104 tons.Keywords： Tarim basin; Shunbei oilfield; fault‑controlled fractured‑vuggy reservoir; natural energy; water injection; numerical simulation;mechanism; gravity differentiation顺北油田位于塔里木盆地顺托果勒低隆起西北部—沙雅隆起西南倾末端[1-3]，与塔河油田托甫台区块和跃进区块构造演化特征相似。

裂缝性油藏数值模拟方法姚军（中国石油大学山东东营 257061）摘要：目前对天然裂缝性油藏的数值模拟可以大致分为连续性模型和离散性模型两大类；连续性模型又可以分为双重介质模型和单介质模型，双重介质模型主要是以Barrenblatt 和Warren-Root在20世纪60年代提出的双重孔隙/双重渗透模型为基础，在这类模型中认为油藏中每一点都存在有基岩和裂缝两种介质，基岩被相互平行排列的裂缝分割称为单个的岩块，每种介质存在独立的水动力场，通过两种介质间的窜流的将其联系起来；而对于单介质模型，则是通过一定的方法将裂缝的渗透率和基岩的渗透率进行综合的考虑，得出整个油田的有效渗透率，该有效渗透率考虑了裂缝的密度、方位等的影响，然后将该有效渗透率输入到普通的单一介质模拟器中来对裂缝性油藏进行模拟；由于双重介质模型不能够对不连续且控制着流体流动的大裂缝进行准确的模拟等原因，离散性模型在近段时间逐渐发展起来，而其又可以分为离散裂缝网络模型和离散管网模型；在离散裂缝网络模型中，对地质上描述出来的每个裂缝都进行了离散的显式的表示，同时根据局部裂缝的形状决定基岩的几何形状，由于地质上描述的裂缝数目一般较多，相应的在数值模拟中需要的离散点数目也就十分巨大，对模拟造成了一定的困难，所以目前很多的专家和学者又对该方法进行了进一步的改进，有许多简化的方法存在；离散管网模型则是先对所要模拟的区域进行了网格的划分，进而采用管子连接两个网格块，相应的两个网格块之间的传导率也采用管子的传导率来代替，这种方法的特点是数学上比较简单，灵活性较强，同时由于管子只对其连接的两个网格有影响，所以改变管子的传导率只会影响一个方向的传导性，而不会像常规的模拟器那样要同时影响两边的传导性，但是该方法目前研究较少。

0 前言随着世界碳酸盐岩油气田的大规模开发，系统深入研究这类油气田的渗流模式及其在开发中的应用已成为重要课题。

地质学家通过岩芯分析，确认碳酸盐岩(灰岩、白云岩)具有明显可见的裂缝、孔洞，含有密集的树枝状构造的粗裂缝以及连接的孔洞和孔隙。