缝洞型油藏注气数值模拟方法研究

Enhanced oil recovery is the current significant difficulties and challenges in Fracture-cavity Reservoir oil field development. Fractures and caves are a major factor for the oil recovery in this reservoir. So, the reservoir fluid flow mechanism is the only way to enhance oil recovery. Fracture-cavity Reservoir type complex. There are many types of fluid flow. After the gas injection， the oil, gas and water three-phase fluid flow mechanism in the reservoir is unclear, and fracture-cavity reservoirs remaining oil type and development mechanism is unclear. Fracture-cavity reservoirs gas injection numerical simulation technology is lacking. The study can guide the effective development of such reservoirs, and enrich the development of fractured reservoirs basic theory. We carry out high-pressure gas injection physics simulation, and study the mechanism of gas-water three-phase flow, and build oil, gas, water three-phase fluid flow mathematical models and numerical solution, and develop Fracture-cavity gas injection reservoirs simulation software. At last, By physical experiments and numerical simulation, reservoir development mechanism is disclosed after gas injection.

提高缝洞型碳酸盐岩油藏原油采收率是当前油田开发中面临的重大技术难题，准确模拟该类多尺度多介质油藏中的流体流动、制定合理开发方案是高原油采收率的必经之路。缝洞型油藏储集空间复杂、流体流动多样，注气后油藏中油、气、水三相流动机理不清、剩余油类型及开发机理不清，基于单纯离散介质理论或连续介质理论的数值模拟方法已经不再适用，研究基础尚不完善，对其研究能够丰富缝洞型油藏数值模拟基础理论，指导该类油藏有效开发，因此，具有极高的学术价值和实用价值，为此亟需开展缝洞型油藏注气数值模拟研究，研究思路是：首先开展注气驱物理模拟实验，研究注气后油气水三相流动机理，建立油气水三相数学模型、数值解法及快速计算方法，编写油藏数值模拟程序，通过物理实验和数值模拟计算对方法进行验证，最后通过数值模拟技术的应用揭示注气后缝洞型油藏注气开发机理。

提高缝洞型碳酸盐岩油藏原油采收率是当前油田开发中面临的重大技术难题，准确模拟该类多尺度多介质油藏中的流体流动、制定合理开发方案是提高原油采收率的必经之路。缝洞型油藏储集空间复杂、流体流动多样，注气后油藏中油、气、水三相流体流动复杂，缝洞型油藏中大型溶洞和大尺度裂缝为离散介质，中小尺度缝洞和基质为连续介质，其中的流体流动形式不同，为此本研究突破通常采用单一连续介质模型或者单一离散介质模型的限制，建立了连续介质与离散介质相结合的模型。首先，基于物理模拟实验的缝洞型油藏油气水三相流体流动机理，确定了不同介质中流体流动，确定了大型溶洞重力分异与裂缝基质间窜流方式，形成了不同介质间流体流动独特的耦合方法。其次，提出了缝洞型油藏注气油气水三相多组分相态计算方法和物性参数变化计算方法，结合不同介质流动特点，建立了注气混相和非混相数值模拟数学模型。再次，采用非结构网格和有限体积法对数学模型进行离散，建立隐式求解压力饱和度显示求解各组分的数值模型，并针对气相高流动性和裂缝高传导性，提出了基于代数多层网格（AMG）法的多阶段高效预条件技术对其进行求解。最后，编写了注气数值模拟程序，通过物理实验和数值模拟计算验证了方法正确性，并基于典型缝洞模型数值模拟揭示了缝洞型油藏注氮气开发机理：一是气水流动通道不同，剩余油受溶洞及连通情况影响而离散分布；二是气体重力分异通常占主导作用；三是注气后低部位采油效果好，从而为提高原油采收率提供技术支撑。