第3l卷第6期 安永生,等:基于混合PEBI网格的复杂井数值模拟应用研究 。61・ 邻单元的的总数;k为渗透率, m ;K 为相对渗透 这样,就得到了整个模拟区域的节点分布。记 率;B 为体积系数; 为粘度,mPa・S; 为孔隙度; S 为饱和度;Vi为控制体的体积,ITI ;At为时间步 长,S;几十1和几分别代表本时问步和上一时问步; 。为单元的势; ,为几何因子(本文中只考虑二维 情况); 沩 和 两相邻单元之间流动截面的面积, ITI ;d 为i和. 两相邻单元节点问的距离,ITI。 祜 r l 一 图1 PEBI网格 2混合PEBI网格生成方法 与传统的笛卡儿网格相比,PEBI网格最大的优 势在于节点分布的灵活性,因此网格划分的好坏将 直接影响数值模拟的结果。前人对PEBI网格的生 成方法研究仅限于模拟直井或直井压裂井,且油藏 边界形状规则,笔者针对不规则的油藏边界、断层以 及复杂井的结构特点,提出一种新的PEBI网格生 成方法。 2.1分布网格节点 ①在整个模拟区域内以分布规则的六边形PE— BI网格作为背景网格。 ②在直井位置和复杂井主井筒位置分别布置 径向网格和笛卡儿网格。 ③以复杂井分支与主干的汇合点为对称点,根 据分支井筒走向布置新的笛卡儿网格。同时,为了 更加精确地描述汇合点周围的流动,采取网格加密 的方式对汇合点附近的笛卡儿网格进行加密处理 (在保证精度的前提下,加密节点不宜太多)。 ④以断层线为对称线,在断层两端分布均匀的 网格节点。 ⑤根据真实油藏边界的位置,按预先设定的节 点密度生成边界网格节点。 ⑥分别计算步骤②~⑤中生成的非背景网格 节点与每一个背景网格节点之间的距离d¨如果d 小于限定的最小距离d i ,则剔除相应的背景网格 节点。 录边界节点数和内部节点数,并记录所有网格节点 的平面坐标。 2.2划分Delaunay三角形 按照最大角度原则对生成的网格节点进行三角 形划分,得到满足Delaunay条件的三角形基本网 格¨。。(图1虚线)。检查所有包含两个边界节点的 三角形,如果其外心落在模拟区域之外,则自动补充 两边界节点中点为新的边界节点,重新进行划分。 如图1中三角形ABC外心落在边界外,补充节点D 为新的边界节点。 2.3构建PEBI网格 对每一个网格节点构建PEBI网络: ①如果节点为内部节点,则按逆时针方向依次 连接其与相邻节点所组成Delaunay三角形的外心 构建PEBI网格。 ②如果节点为边界节点,则按逆时针方向依次 连接其与相邻边界节点的中点、与内部节点组成 Delaunay三角形的外心和与另一个相邻边界节点的 中点构建PEBI网格(图1实线)。 图2为按以上网格生成方法得到的三分支水平 井注采井网PEBI网格示意图。从图2可以看出,由 于三角形划分满足Delaunay条件,所以可以保证生 成的PEBI网格不会重叠。与传统的笛卡儿网格相 比,PEBI网格节点位置非常灵活,可以逼近任意形状 的边界、断层,并且能够根据直井的控制区域以及复 杂井的井深轨迹进行网格的分布,完全弥补了笛卡儿 坐标在描述复杂边界以及复杂井型方面的缺陷。 图2直井、复杂井注采井网示意图 3模型验证与应用 3.1油水两相渗流模型验证 此例用于比较PEBI网格与常规笛卡儿网格在 维普资讯 http://www.cqvip.com ・62・ 中国石油大学学报(自然科学版) 2007年l2月 模拟复杂井油水两相渗流过程中的网格取向效应。 为了计算简便,模型选择五点法正方形井网的1/4 单元为模拟对象(图3),油藏边长400 m,厚度10 m,埋深2000 m,孔隙度10%,绝对渗透率1 m ,原 始地层压力15 MPa,原油粘度10 mPa・s,水粘度1 mPa・s,原油密度960 kg/m ,水密度1 000 kg/m , 同时,相比于笛卡儿网格,混合PEBI网格能够 依据直井近井地带渗流特征以及复杂井井深轨迹进 行灵活的网格变换,可以更为充分地把握井筒附近 的流动状态。由于复杂井主干与分支总是位于笛卡 儿网格的中心,油井指数的计算也更加方便、准确。 3.2模型在井型优化中的应用 两相压缩系数均为0.001 MPa~,油藏初始含水饱 和度为0,忽略岩石压缩性。假设含水率曲线为 分支角度是影响复杂井(尤其是分支井)形态 的主要因素之一,随着分支角度的增大,复杂井的控 =S ,水相相对渗透率 = /[ (1一 )+ ],油相相对渗透率 =1一 。 油藏左下角部署一口双分支鱼骨井,主井筒长 160 m,两分支与主井简夹角为60。,长70 m,油藏右 上角部署一口直井,为了保持注采平衡,单井注入速 度、采液速度均为80 m’/d。 图3双分支鱼骨井注采示意图 比较了15×15的对角网格、平行网格(含221 个网格块)和混合PEBI网格(含189个网格块)模 拟该注采井网的采出程度随时间的变化,结果如图 4所示。 0.8 O.6 雕0.4 苦 O.2 O 时闻t/d 图4不同网格系统采出程度随时间的变化曲线 从图4中可以看出,见水时间和采出程度明显 受网格划分方向影响。平行网格见水最早,见水后 采出程度仍在不断增加,含水率上升相对较为缓慢; 对角网格见水最晚,见水后含水率上升很快,采出程 度增加幅度不大。无论是见水时间还是见水后的含 水率上升速度,PEBI网格都处于其他两种网格的中 间,这说明该网格系统能够有效减小网格取向效应 的影响,使计算结果稳定。 制面积也随之增大。另外,随着分支角度的变化,注 水井与复杂井之间的渗流关系也发生了相应的改 变。仍然采用上例中的油藏和油井参数,考虑井跟 靠近注水井和远离注水井两种情况(以下简称正对 和背对),分别对一注一采正方形井网单元内不同 分支角度的双分支鱼骨井(图5)进行了模拟。采出 程度随时间的变化关系如图6所示。 / l f (a)分支角度30。 (b)分支角度60。LJ L 一(c)分支角度90。一 。 图5复杂井3种分支角度示意图 -..,7-0=30‘(背对) ̄0=3o。(正对) +p:6O。(背对)+p=6O‘(正对)一 一 -.8-0=90。(背对)--4--0=90。(正对) 雕 苦 图6不同分支角度下采出程度随时间的变化曲线 从图6中可以看出,分支角度越大,见水越晚,采 出程度越高;正对型井网整体上比背对型井网开发效 果要好。这是因为随着分支角度增大,分支距注水井 的距离逐渐加大,分支对主干的影响逐渐减小,这都 使得产量在主干和两分支之间的分配发生了改变,使 得水驱效果更加理想;当采用背对型井网时,注入水 主要从靠近注水井的分支突进,复杂井主干产液量受 到很大影响,分支含水率迅速上升,从而导致采出程 度不高。因此,在部署含有注水井的复杂井井网时, 应在钻井条件和地质条件允许的情况下,尽量选取较 大的分支角度,井跟位置应正对注水井点。 综合以上两组应用实例可以看出,能够处理任 意形态复杂井和不规则边界油藏的混合PEBI网格 比传统的笛卡儿网格更加具有优势。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第31卷第6期 安永生,等:基于混合PEBI网格的复杂井数值模拟应用研究 ・63・ 4 结 论 (1)提出了能够模拟任意轨迹复杂井和不规则 边界、断层的混合PEBI网格生成方法,该网格方法 能够依据直井近井地带渗流特征以及复杂井井深轨 迹进行灵活的网格变换,充分把握井筒附近的流动 状态。 (2)与传统的笛卡儿网格相比,基于混合PEBI 网格的复杂井有限差分数值模拟大大降低了网格取 向效应。 (3)在部署含有注水井的复杂井井网时,应在 钻井条件和地质条件允许的情况下,尽量选取较大 的分支角度,井跟位置应正对注水井点。 参考文献: [1]赵立新,蒋明虎,赵雪峰,等.复杂结构水平井产能关 系研究[J].中国石油大学学报:自然科学版,2006, 30(3):77—80. ZHAO Li—xin,JIANG Ming・hu,ZHAO Xue・feng,et a1. Research on deliverability relationship of complicated hor- izontla well『J 1.Journal of China University of Petroleum (Edition of Naturla Science),2006,30(3):77・80. [2] 李春兰,程林松,孙福街.鱼骨型水平井产能计算公式 推导[J].西南石油学院学报,2005,27(6):36.37. LI Chun・lan。CHENG Lin・song,SUN Fu-jie.Derivation of productivity formulae of a ifshbone well[J].Journal of .Southwest Petroleum Institute。2005,27(6):36.37. [3]韩国庆,吴晓东,陈吴,等.多层非均质油藏双分支井 产能影响因素分析[J].石油大学学报:自然科学版, 2004,28(4):81-85. HAN Guo・qing,WU Xiao・dang,CHEN Hao,et a1.In— lfuence factors for production of dual・-lateral well in multi・- layer heterogeneous reservoisr[J].Journal of the Univer. sity of Petorleum,China(Edition of Naturla Science), 2004,28(4):81-85. [4]韩国庆,吴晓东,李相方,等.国内外非常规井模型研 究进展[J].石油钻采工艺,2004,26(1):47.51. HAN Guo・qing,WU Xiao・dang,LI Xiang・fang,et a1 Summary of present studies on modeling of non・-conven・- tional wells[J].Oil Drilling&Production Technology, 2004,26(1):47—51. [5] 汪志明,鲜成钢,曾栋材.封闭油藏中多分支水平井的 生产动态研究[J].石油大学学报:自然科学版, 2001,25(2):3841. WANG Zhi・ming,XIAN Cheng・gang,ZENG Dong・cai. Performance of multi lateral well in box・shape reservoir with non・pemreability boundary[J].Journal of the Uni・ versity of Petorleum,China(Edition of Naturla Sci— ence),2001,25(2):38-41. [6]谢海兵,马远乐,桓冠仁,等.非结构化网格油藏数值 模拟方法研究[J].石油学报,2001,22(1):63-66. XIE Hai—bing,MA Yuan・le,HUAN Guan・ren,et a1. Study of unstructured grids in reservoir numerical simula- tion[J].Acta Petrolei Sinica,2001,22(1):63-66. 『7] OSWALDO A,PEDROSA J,KHALID A.Use of a hy. brid d in reservoir simulation[R].SPE 13507,1986. [8]刘立明,廖新维,陈钦雷,等.混合PEBI网格精细油藏 数值模拟应用研究[J].石油学报,2003,24(5):64-67. LIU Li・ming,LIAO Xin・wei,CHEN Qin・lei,et a1.Us・ age of hybrid PEBI d in fine reservoir simulation[J]. Acta Petorlei Sinica,2003。24(5):64_67. [9] WERMA S,AZIZ K.A control volume scheme for lfexi. ble grids in reservoir simulation[R].SPE 37999,1997. [10]韩大匡,陈钦雷,闫存章.油藏数值模拟基础[M]. 北京:石油工业出版社,1993:83_94. [11]谢海兵,马远乐,郭尚平,等.PEBI网格二维两相流数 值模拟[J].石油学报,1999,20(2):57-61. XIE Hai・bing,MA Yuan・le,GUO Shang・ping,et a1. Application of PEBI d in numerical simulation of 2D two phase flow[J].Acta Petrolei Sinica,1999,20(2): 57_61. (编辑李志芬)
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