水平井分段压裂的两种数值模拟方法

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  【摘要】水平井分段压裂技术的应用日益广泛,而在数值模拟中对水力压裂缝的处理却仍然是一个难点,目前比较常用的方法仍然是通过网格的加密来等效处理裂缝。加密处理裂缝也有两种方法,文章比较了两种方法的异同,为数值模拟工程师处理裂缝提供理论依据。
  【关键词】分段压裂 产能 数值模拟
  油藏数值模拟中,人工压裂缝的处理方法主要分为两种:网格加密和近井模拟(Near Wellbore Module)。但是由于近井模拟处理起来较繁琐,在模型中计算起来较慢且容易不收敛,所以目前人工裂缝的模拟主要是通过局部网格加密(Local Grid Refinemnt)的方法来完成。局部网格加密的方法很多,有基于笛卡尔网格的加密方法,有基于非结构网格的加密方法,如Pebi网格加密。
  笛卡尔网格的加密方法也分为两种,一种是运用不均匀加密网格(HXFIN),另一种是利用不均匀网格(DX)。以往的研究表明,将裂缝所在的网格用“等效导流能力”法处理,在“缝宽”小于1.0m的情况下井的产量变化不大,该方法实用可靠。
  本文分别用笛卡尔网格的加密两种方法模拟裂缝,比较了它们的区别。
  1 不均匀加密网格
  在不均匀加密网格方法中,我们设置的模型维数为110*40*10,DX=DY=DZ=5m,模型中心顺着X方向有一水平井生产。我们分别在X方向第10列、20列、30列、40列、50列、60列、70列、80列、90列、100列网格中分别进行不均匀加密,这样在每一列加密的网格中加密出一条0.5m宽的网格,我们用这列0.5m宽的网格来模拟分段压裂的裂缝。这样就形成一个长度为550m,等间距分段压裂了10段0.5m宽裂缝的水平井生产的模型(图1)。
  (1)虽然两种方法都是比较常用的裂缝模拟方法,但是结果差别较大。
  (2)不均匀加密网格方法中,水平井生产140d,日产油由50t/d缓慢递减至0t/d。
  (3)不均匀网格方法中,水平井生产140d,前50天保持日产油50t/d不变,之后10d日产油迅速降至0t/d。
  (4)两种方法虽然日产油不同,但是生产140d后的累产油相同都为2590m3。
  (5)在计算时间上,由于不均匀网格方法的网格数少,计算速度要远远快于不均匀加密网格方法。
  参考文献
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