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论文主要研究内容是油气藏地质及开发工程国家重点实验室所承担的国家十二五重大专项《裂缝性油藏复杂结构井数值模拟技术研究》(课题编号:2011ZX05014-004)和国家自然科学基金项目《基于非结构六面体网格模型和并行计算的裂缝性油藏数值模拟研究》(基金编号:51474179)的裂缝性油藏数值模拟中的热点科学问题之一。裂缝性油藏是重要的油藏类型,包含储量和产量在全世界占到一半左右的传统天然裂缝性油藏,还包含压裂后产生压裂缝的低渗透油藏、致密油藏、煤层气、页岩气藏等广义的裂缝性油藏。裂缝性油藏数值模拟的技术难点问题有:(1)油藏可能存在大尺度的裂缝,其特征长度已经超过作为连续介质的范畴,如果应用连续介质模型,模拟结果必然产生极大的误差,不能有效地预测流体饱和度的分布,压力场的分布,不能正确反映大尺度裂缝及其附近区域流体的运动变化,模拟结果将出现严重误差;(2)油井产能对于裂缝的分布密度、裂缝的几何尺寸、裂缝与油井的位置关系非常敏感,结构网格无法描述相关信息;(3)通常采用的双重介质模型由于对大裂缝的粗化模拟处理,导致计算误差较大,应用结构网格的离散裂缝模型,网格数量巨大,致使计算效率降低。本文的工作目标是将非结构六面体网格应用于裂缝性油藏数值模拟中解决所面临的难题,同时研发相应的计算模块,用实例验证研究工作的确定性和可靠性。本文主要研究内容和成果:(1)建立双重介质—离散裂缝混合数学模型,将油藏介质区分为连续介质和不连续介质分别处理,建立裂缝性油藏连续介质模型和离散裂缝模型相结合的混合建模处理方法,实现了对裂缝性油藏中连续介质(基质、小裂缝)和非连续介质(离散裂缝DFM)同时存在条件下的复杂渗流现象的描述;(2)开发相应的计算模块,可根据介质的类型自动选择相应的渗流规律来描述其中的流体流动,能同时模拟裂缝性油藏内中高渗透介质(即中小裂缝介质)里的达西渗流现象、低渗透基质中的低速非达西渗流现象(描述基质中的渗流阻力作用),以及大开度裂缝中的高速非达西渗流现象;(3)引入非结构六面体网格,对大裂缝几何形态的描述方法进行了研究,根据各模拟网格处大裂缝、小裂缝、基质的几何分布,采用并改进国内外最前沿的非结构六面体网格剖分方法—Paving算法,解决了当前数值模拟软件在裂缝轨迹约束下的交叉缝、分支井等非结构六面体网格剖分技术上的难点问题,实现了交叉裂缝、多条裂缝多方向分布、复杂分支结构井、复杂油藏边界条件下的网格剖分,剖分速度较快,测试收敛效果良好;(4)由于非结构六面体网格编号随机性大,计算效率下降,对非结构网格系统渗流边界的编号算法和渗流信息的存储算法展开研究,研发了二维三维网格重排序方法,以及用离散裂缝端点变形消除油藏数值模型极小化网格的方法等一系列措施对油藏数值模拟的计算效率优化。研究成果应用在微观数值模拟中,实现了室内渗流物理实验的数值模拟再现功能,且在胜利油田裂缝性油藏复杂结构井数值模拟技术研究中应用,解决了复杂结构井非结构六面体网格的剖分及模拟的相关难题,并有望为解决天然裂缝性油藏、人工压裂措施后裂缝油藏及页岩气开发数值模拟提供有效途径。