CN105260543A - 基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法及装置，所述方法包括：获取地质参数及油气开发工程几何参数，建立具有多重介质的模拟区域；将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***；根据孔隙结构网格的介质类型及裂缝结构网格的介质类型，分别设置所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值；根据设定的流体流动规则，建立所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格中结构网格的连通表；计算结构网格间的传导率；根据所述传导率对结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，以预测所述介质中致密油气储量的动态变化数据、对油气产量的贡献数据、井的产量及地层压力。本发明能预测多重介质中油气情况。

Description

基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法及装置

技术领域

本发明涉及油气田开发领域，尤其涉及一种基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法及装置。

背景技术

致密油作为一种非常规资源，在我国拥有厚实的储量基础，开发潜力巨大。致密储层的介质多样，且不同介质的尺度极差非常大。岩石孔隙结构复杂，发育“纳米-微米-豪米级”不同尺度的孔喉***，储层物性差。同时发育“数十厘米-毫米级”宏观裂缝和“毫米-微米级”微裂缝等不同尺度天然裂缝，结合体积压裂产生的人工裂缝，形成复杂的裂缝网络。不同时间、不同介质的渗流机理不同，存在低速非线性、拟线性、高速非线性多种流态，并且开发过程中应力与渗流耦合，因此不同介质的空间分布与流动关系直接影响开发动态及产能的大小，需要对不同尺度的多重介质进行划分与处理。

然而，目前国内外数值模拟对致密储层的处理主要简化为单一孔隙介质、双重介质、多重介质和离散裂缝等模型。

单一孔隙模型能够考虑多种渗流机理，油气在介质中流动符合达西流和高速非达西流，其优点是模型简单、理论成熟、容易求解，但该模型只能处理单一介质，但没有考虑储层中多重介质对渗流的影响，因此当储层非均质性较强、多重介质发育时，会产生较大误差。

传统双重介质模型中，假设岩体中发育有均质、正交、互相连通的裂缝-孔隙***，裂缝和孔隙***之间有流体交换。该模型原理简单，所需资料少，计算效率高，是目前多数裂缝油藏模拟器的理论基础，但该模型中基质***内不同尺度孔隙介质等效为单一基质处理，仅具有单一孔隙介质属性；同样，裂缝***内不同尺度裂缝介质等效为单一裂缝处理，仅具有单一裂缝介质属性，无法体现致密油气藏多重介质特征。

多重介质模型是基于双重介质的概念，将基质进一步细分为多个嵌套单元，计算各嵌套单元的压力值。该模型能够处理不同尺度基质，计算速度较快，但模型不能处理小尺度裂缝，并且要求整个模拟区域内大尺度裂缝全局联通，因此对离散分布的大尺度天然-人工裂缝也无法处理，导致天然裂缝和人工压裂缝在产状和导流能力等方面均存在较大误差，同时对纳微米级小尺度裂缝发育的致密储层也无法适用。

离散裂缝模型是采用数学公式对单个裂缝及其属性进行描述的模型，能够通过高分辨率非结构化的网格将所有的裂缝根据其实际尺寸和分布形态进行完整和显性的描述。但在大型油藏和复杂的开采条件下，该模型计算非常昂贵，同时缺乏对小尺度裂缝和孔隙介质的处理，与致密储层多重介质的处理方法仍需进一步结合。

发明内容

本发明提供一种基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法及装置，以解决现有技术中一项或多项缺失。

本发明提供一种基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，所述方法包括：获取地质参数及油气开发工程几何参数，建立具有一设定区域边界及多重介质的模拟区域；将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，并获取所述基质结构网格***中孔隙结构网格的几何参数和所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的几何参数；获取所述孔隙结构网格的介质类型和所述裂缝结构网格的介质类型，并根据所述孔隙结构网格的介质类型及所述裂缝结构网格的介质类型，分别设置所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值；分别对所有所述孔隙结构网格和所有所述裂缝结构网格进行顺序编号，并根据流体在相邻所述孔隙结构网格之间、相邻所述裂缝结构网格之间以及网格位置相互对应的所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格之间流动的规则，建立所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格中结构网格的连通表；根据所述孔隙结构网格的介质属性参数值、所述裂缝结构网格的介质属性参数值、所述连通表、所述孔隙结构网格的几何参数及所述裂缝结构网格的几何参数，计算所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的传导率；根据所述传导率对所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，以预测所述介质中致密油气储量的动态变化数据、对油气产量的贡献数据、井的产量及地层压力。

一个实施例中，所述油气开发工程几何参数包括：井位、井的轨迹及射孔位置；所述地质参数包括所述介质的实际空间分布规律数据和所述介质的孔隙体积百分比。

一个实施例中，所述介质包括：大尺度裂缝、小尺度裂缝及孔隙；所述小尺度裂缝包括小裂缝、微裂缝及纳米缝；所述孔隙包括小孔隙、微孔隙及纳米孔隙。

一个实施例中，将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，并获取所述基质结构网格***中孔隙结构网格的几何参数和所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的几何参数，包括：根据所述井的轨迹及所述小尺度裂缝的实际空间分布规律数据，将所述模拟区域划分为所述裂缝结构网格***，并获取所述小尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数；根据所述孔隙的实际空间分布规律数据及所述孔隙体积百分比，将所述模拟区域划分为所述基质结构网格***，并获取所述孔隙的所述孔隙结构网格的几何参数；根据所述大尺度裂缝的实际空间分布规律数据，局部加密所述裂缝结构网格***中所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格，并获取所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数；其中，所述基质结构网格***中的结构网格和所述裂缝结构网格***中的结构网格具有相同的结构网格形状和相同的编号顺序，所述井的轨迹及所述射孔位置位于所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的中心。

一个实施例中，所述孔隙结构网格的几何参数包括：所述孔隙结构网格的体积、相邻所述孔隙结构网格的接触面积、相邻所述孔隙结构网格的重心到其二者的接触面中心的距离；所述裂缝结构网格的几何参数包括：所述裂缝结构网格的体积、相邻所述裂缝结构网格的接触面积、相邻所述裂缝结构网格的重心到其二者的接触面中心的距离。

一个实施例中，所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值均包括：物性参数、流体参数、渗流机理参数；其中，所述物性参数包括孔隙度及渗透率；所述流体参数包括饱和度、粘度、密度、相渗、毛管力及高压物性；所述渗流机理参数包括应力敏感参数、高速非线性渗流参数、启动压力梯度参数、滑脱效应参数及扩散作用参数。

一个实施例中，所述孔隙体积百分比为：其中，i表示基质结构网格***中编号为i的孔隙结构网格，Jn表示类型为n的所述孔隙结构网格；f_Jn所述模拟区域内介质类型为n的介质的孔隙体积百分比；是介质类型为n的介质的孔隙度；∑V_Jn,i是所述模拟区域内所有介质类型为n的孔隙结构网格i的体积之和；是所述模拟区域的平均孔隙度，V_R是所述模拟区域的体积。

一个实施例中，所述基质结构网格***中相邻所述孔隙结构网格间的传导率为：其中，i和j是相邻所述孔隙结构网格的编号；m是所述基质结构网格***，T_m,ij为基质结构网格***m中相邻孔隙结构网格i和j间的传导率；A_i,j为相邻孔隙结构网格i和j的接触面积；K_mi和K_mj分别是孔隙结构网格i和j的渗透率。

一个实施例中，所述裂缝结构网格***中所述裂缝结构网格间的传导率为：其中，f是所述裂缝结构网格***；i和j是相邻所述裂缝结构网格的编号；Tf,ij是裂缝结构网格***f中相邻裂缝结构网格i和j间的传导率；A_i,j是相邻裂缝结构网格i和j的接触面积；L_i和L_j分别是裂缝结构网格i和j的重心到裂缝结构网格i和j的接触面中心的距离；K_f,i和K_f,j分别是裂缝结构网格i和j的渗透率。

一个实施例中，网格位置相互对应的所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格之间的传导率为： $T_{f-m,i}={\mathrm{\σ}}_i\·\frac{K_{f,i}{K}_{m,i}}{K_{f,i}+K_{m,i}},$ 其中， ${\mathrm{\σ}}_i=4{(\frac{1}{{L_x}^2}+\frac{1}{{L_y}^2}+\frac{1}{{L_z}^2})}_i,$ 其中，下标f为所述裂缝结构网格***；m为所述基质结构网格***，i为所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格的共同编号；f-m代表裂缝结构网格***f和基质结构网格***m；T_f-m,i为结构网格i处的所述裂缝结构网格***和所述基质结构网格***f-m间的传导率；σ_i为结构网格i的形状因子；K_f,i是结构网格i处所述裂缝结构网格的渗透率；K_m,i是结构网格i处所述基质结构网格的渗透率；L_x、L_y及L_z是结构网格i的重心到与其相邻的结构网格的接触面中心的距离。

一个实施例中，所述大尺度裂缝的缝宽范围为[10mm,50mm]；所述小尺度裂缝的缝宽范围为(0mm,1mm]；所述孔隙的喉道直径范围为[37nm,20μm]；所述小裂缝的缝宽范围为(100μm,1mm]；所述微裂缝的缝宽范围为(1μm,100μm]；所述纳米缝的缝宽范围为(0μm,1μm]；所述小孔隙的喉道直径范围为[1μm,4μm]；所述微孔隙的喉道直径范围为[0.5μm,1μm)；所述纳米孔隙的喉道直径范围为[37nm,0.5μm)。

本发明还提供一种基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，模拟区域建立单元，用于获取地质参数及油气开发工程几何参数，建立具有一设定区域边界及多重介质的模拟区域；网格划分单元，用于将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，并获取所述基质结构网格***中孔隙结构网格的几何参数和所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的几何参数；属性参数设置单元，用于获取所述孔隙结构网格的介质类型和所述裂缝结构网格的介质类型，并根据所述孔隙结构网格的介质类型及所述裂缝结构网格的介质类型，分别设置所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值；连通表建立单元，用于分别对所有所述孔隙结构网格和所有所述裂缝结构网格进行顺序编号，并根据流体在相邻所述孔隙结构网格之间、相邻所述裂缝结构网格之间以及网格位置相互对应的所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格之间流动的规则，建立所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格中结构网格的连通表；传导率生成单元，用于根据所述孔隙结构网格的介质属性参数值、所述裂缝结构网格的介质属性参数值、所述连通表、所述孔隙结构网格的几何参数及所述裂缝结构网格的几何参数，计算所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的传导率；油气数据生成单元，用于根据所述传导率对所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，以预测所述介质中致密油气储量的动态变化数据、对油气产量的贡献数据、井的产量及地层压力。

一个实施例中，所述装置还包括：基本参数存储单元，用于存储所述地质参数及油气开发工程几何参数；所述油气开发工程几何参数包括：井位、井的轨迹及射孔位置；所述地质参数包括所述介质的实际空间分布规律数据和所述介质的孔隙体积百分比。

一个实施例中，所述装置还包括：介质存储单元，用于存储所述介质；所述介质包括：大尺度裂缝、小尺度裂缝及孔隙；所述小尺度裂缝包括小裂缝、微裂缝及纳米缝；所述孔隙包括小孔隙、微孔隙及纳米孔隙。

一个实施例中，所述网格划分单元，包括：裂缝结构网格划分模块，用于根据所述井的轨迹及所述小尺度裂缝的实际空间分布规律数据，将所述模拟区域划分为所述裂缝结构网格***，并获取所述小尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数；孔隙结构网格划分模块，用于根据所述孔隙的实际空间分布规律数据及所述孔隙体积百分比，将所述模拟区域划分为所述基质结构网格***，并获取所述孔隙的所述孔隙结构网格的几何参数；网格局部加密模块，用于根据所述大尺度裂缝的实际空间分布规律数据，局部加密所述裂缝结构网格***中所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格，并获取所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数；其中，所述基质结构网格***中的结构网格和所述裂缝结构网格***中的结构网格具有相同的结构网格形状和相同的编号顺序，所述井的轨迹及所述射孔位置位于所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的中心。

本发明的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法和装置，通过建立包含多重介质的模拟区域，考虑了致密储层介质的多样性和尺度的级差性，并通过孔隙结构网格模拟不同尺度的孔隙介质、裂缝结构网格模拟不同尺度的裂缝介质的网格划分策略、分别设定各种介质的属性参数以及设定合理的流体交换规则，解决了流体流态的复杂性和耦合性问题。本发明基于基质和裂缝的双孔模型，根据多重介质的重数和分布规律，将基质网格***赋予不同尺度孔隙介质属性，将裂缝网格***赋予不同尺度裂缝介质属性。而且，基于网格***内部和***之间的流动关系，计算出反映致密油气流态和渗流机理的介质传导率，并通过流动模拟最终实现了对多重介质中油气情况和井的开发指标进行预测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例中模拟区域中介质的结构示意图；

图3是本发明一实施例中网格剖分方法的流程示意图；

图4是本发明一实施例中所划分的结构网格的结构示意图；

图5是本发明一实施例中模拟区域中的孔隙介质的实际空间分布规律的示意图；

图6是图5所示孔隙介质被划分为基质结构网格***的示意图；

图7是本发明一实施例中模拟区域中的裂缝介质的实际空间分布规律的示意图；

图8是图7所示裂缝介质被划分为裂缝结构网格***的示意图；

图9是本发明实施例中结构网格间的流体流动关系的示意图；

图10是本发明一实施例中气井产量情况的示意图；

图11是本发明一实施例中计算得到的不同尺度介质的原始储量比例的示意图；

图12是本发明一实施例中计算得到的不同开发阶段中不同流态对产量的贡献情况示意图；

图13是本发明实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置的结构示意图；

图14是本发明另一实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置的结构示意图；

图15是本发明又一实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置的结构示意图；

图16是本发明一实施例中的网格划分单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例提供一种基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法和装置，该方法首先建立包含多重介质的模拟区域，然后将该模拟区域划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，之后根据介质类型设置孔隙结构网格和裂缝结构网格的介质属性参数值，再依据设定流体交换规则，建立孔隙结构网格和裂缝结构网格的连通表，并计算网格间的传导率，最终对结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，以预测多重介质中致密油气的情况。

图1是本发明实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法的流程示意图。如图1所示，基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，包括步骤：

S110：获取地质参数及油气开发工程几何参数，建立具有一设定区域边界及多重介质的模拟区域；

S120：将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，并获取所述基质结构网格***中孔隙结构网格的几何参数和所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的几何参数；

S130：获取所述孔隙结构网格的介质类型和所述裂缝结构网格的介质类型，并根据所述孔隙结构网格的介质类型及所述裂缝结构网格的介质类型，分别设置所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值；

S140：分别对所有所述孔隙结构网格和所有所述裂缝结构网格进行顺序编号，并根据流体在相邻所述孔隙结构网格之间、相邻所述裂缝结构网格之间以及网格位置相互对应的所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格之间流动的规则，建立所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格中结构网格的连通表；

S150：根据所述孔隙结构网格的介质属性参数值、所述裂缝结构网格的介质属性参数值、所述连通表、所述孔隙结构网格的几何参数及所述裂缝结构网格的几何参数，计算所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的传导率；

S160：根据所述传导率对所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，以预测所述介质中致密油气储量的动态变化数据、对油气产量的贡献数据、井的产量及地层压力。

本发明实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，通过对包含多重介质的模拟区域划分网格，考虑了多种不同尺度及类型介质的渗流情况，能够模拟不同介质、不同赋存状态下油气的渗流机理和可动用性；根据网格的介质类型，即多重介质的空间分布规律，设置网格的介质属性参数值，能够模拟多重介质间复杂的流体交换动态；通过对不同结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，能够实现预测介质中致密油气储量的动态变化数据、对油气产量的贡献、井的产量及地层压力指标。

在上述步骤S110中，模拟区域的区域边界大小可以任意设定，只要能满足模拟结果基本符合实际情况即可，较佳地，是根据所要模拟的实际储层的大小和比例进行设定。该模拟区域所包含的多重介质可以具有不同尺度，也可以具有不同的形状，可以用于模拟储层中的混合介质。

上述油气开发工程几何参数主要是指油气生产中的施工数据，例如包括生产井的井位、生产井的井轨迹以及生产井的射孔位置。

该生产井可以是实际生产中所采用的多种井，例如水平井、直井、斜井或多分支井。一个实施例中，模拟区域中的生产井设置为水平井，以模拟目前油气生产中常用的生产井，从而预测当前储层中的致密油气的情况。

上述地质参数主要是指储层介质的相关情况，例如包括：所述介质的实际空间分布规律数据及介质的孔隙体积百分比。其中，上述介质的实际空间分布规律数据可以通过地震检测或测井得到。以上述地质参数和油气开发工程几何参数作为多重介质中致密油气预测的依据，不仅能够实现致密油气多重介质的预测，还可以增加预测结果的准确性。

具有同一介质属性参数值的网格的孔隙体积百分比可通过岩心压汞实验得到，例如，可以先通过岩心实验测出渗透率等数据，再根据实验数据计算得到，以得到较准确的孔隙百分比。

一个实施例中，上述孔隙体积百分比可为：

其中，下标i表示基质结构网格***中编号为i的孔隙结构网格，下标Jn表示介质类型为n的孔隙结构网格；f_Jn是所述模拟区域内介质类型为n的介质的孔隙体积百分比；是介质类型为n的介质的孔隙度；∑V_Jn,i是所述模拟区域内所有介质类型为n的孔隙结构网格i的体积之和；是模拟区域中介质的平均孔隙度，V_R是模拟区域的体积。

本发明实施例中，上述多重介质主要是指具有不同尺度的混合介质，例如，可以包括大尺度裂缝、小尺度裂缝及孔隙。其中，上述小尺度裂缝可以包括小裂缝、微裂缝及纳米缝中的一个或多个，上述孔隙可以包括小孔隙、微孔隙及纳米孔隙中的一个或多个。模拟区域中可以包含上述各种尺度和各种形状的介质中的一种或多种，以模拟包含各种介质种类的混合介质。

图2是本发明一实施例中模拟区域中介质的结构示意图。如图2所示，模拟区域200中的介质包含有大裂缝201、小裂缝202、微裂缝203、小孔隙204、微孔隙205及纳米孔隙206。其中，大裂缝201可以是大尺度裂缝。模拟区域200中的生产井为水平井207。

上述各种类型介质的尺度范围，可以根据本领域的公共划分标准界定，也可以视需要自行确定。

可选地，根据孔隙的喉道直径划分孔隙的尺度范围，根据裂缝的缝宽划***缝的尺度范围，例如，上述大尺度裂缝的缝宽范围可为[10mm,50mm]，上述小尺度裂缝的缝宽范围可为(0,1mm]，上述孔隙的喉道直径范围可为[37nm,20μm]。

进一步对上述不同尺度的小尺度裂缝进行划分，其中，上述小裂缝的缝宽范围可为(100μm,1mm]，上述微裂缝的缝宽范围可为(1μm,100μm]，上述纳米缝的缝宽范围可为(0,1μm]。

进一步对上述不同尺度的孔隙进行划分，其中，上述小孔隙的喉道直径范围可为[1μm,4μm]；上述微孔隙的喉道直径范围可为[0.5μm,1μm)；上述纳米孔隙的喉道直径范围可为[37nm,0.5μm)。

在其他实施例中，不同尺度的裂缝还可以包括中裂缝，该中裂缝的缝宽范围可为(1mm,10mm]；不同尺度的孔隙可以包括中孔隙，该中孔隙的喉道直径范围可为(4μm,10μm]。

本发明实施例中，通过对孔、缝介质进行上述尺度划分，可以分别针对不同类型或尺度的介质进行不同处理，以通过数值模拟计算实现多尺度介质的油气预测，并增加预测结果的准确性。

图3是本发明一实施例中网格剖分方法的流程示意图。如图3所示，图1所示的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法的步骤S120中，将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，并获取所述基质结构网格***中孔隙结构网格的几何参数和所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的几何参数的方法，可包括步骤：

S121：根据所述井的轨迹及所述小尺度裂缝的实际空间分布规律数据，将所述模拟区域划分为所述裂缝结构网格***，并获取所述小尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数；

S122：根据所述孔隙的实际空间分布规律数据及所述孔隙体积百分比，将所述模拟区域划分为所述基质结构网格***，并获取所述孔隙的所述孔隙结构网格的几何参数；

S123：根据所述大尺度裂缝的实际空间分布规律数据，局部加密所述裂缝结构网格***中所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格，并获取所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数。

其中，所述基质结构网格***中的结构网格和所述裂缝结构网格***中的结构网格具有相同的结构网格形状和相同的编号顺序，所述井的轨迹及所述射孔位置位于所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的中心。

本发明实施例中，根据井的轨迹及小尺度裂缝的实际空间分布规律数据，将模拟区域划分为裂缝结构网格***，可使裂缝结构网格的划分更符合模拟区域中多重介质的实际分布情况。根据孔隙的实际空间分布规律数据及孔隙体积百分比，将模拟区域划分为基质结构网格***，可使基质结构网格的划分更符合模拟区域中多重介质的实际分布情况。将模拟区域分别划分为裂缝结构网格***和基质结构网格***，可提高网格划分的效率。其中的“结构网格”可知规则形状的网格。采用局部加密网格的方式对大尺度裂缝进行离散处理，在保证大尺度裂缝网格划分准确度的同时，可减少划分的无效网格，从而可大大节省网格划分和模拟计算的工作量。

图4是本发明一实施例中所划分的结构网格的结构示意图。结合图2，如图4所示，模拟区域200被划分为许多规则的网格。其中，构成大裂缝201的网格具有较小及不同的尺寸，从而使网格构成的大裂缝201的形状与真实裂缝的形状更加一致。上述大裂缝201可以代表上述大尺度裂缝。

图5是本发明一实施例中模拟区域中的孔隙介质的实际空间分布规律的示意图。如图5所示，模拟区域200中可包括小孔隙204、微孔隙205及纳米孔隙206。

图6是图5所示孔隙介质被划分为基质结构网格***的示意图。如图6所示，模拟区域200中的每个基质结构网格对应一种属性的介质(例如，小孔隙204、微孔隙205及纳米孔隙206)，换言之，每个网格代表同一尺度的孔隙。

图7是本发明一实施例中模拟区域中的裂缝介质的实际空间分布规律的示意图。其中，裂缝介质的实际空间分布规律可包括大尺度裂缝(例如，大裂缝)的实际空间分布规律和小尺度裂缝(例如，小裂缝及微裂缝)的实际空间分布规律。如图7所示，模拟区域200中可包括大裂缝201、小裂缝202及微裂缝203。

图8是图7所示裂缝介质被划分为裂缝结构网格***的示意图。如图8所示，模拟区域200中的每个裂缝结构网格对应一种属性的裂缝(例如，大裂缝201、小裂缝202及微裂缝203)，具体而言，每个网格可代表同一尺度的小裂缝202及微裂缝203，多个网格可构成一条大裂缝201。值得说明的是，在进行网格划分时，可以将人工裂缝考虑在内，也可以不将人工裂缝考虑在内。人工裂缝通常是指在生产井周围人工压裂形成的裂缝。

图9是本发明实施例中结构网格间的流体流动关系的示意图。如图9所示，流体可在相邻基质结构网格间流动，例如，流体可在相邻的小孔隙204的结构网格和微孔隙205的结构网格之间流动，也可以在微孔隙205的结构网格和纳米孔隙206的结构网格之间流动。流体可在相邻裂缝结构网格间流动，例如，流体可在相邻的小裂缝202的结构网格和大裂缝201的结构网格之间流动，也可以在微裂缝203的结构网格和大裂缝201的结构网格之间流动。

此外，流体还可在模拟区域中网格位置相互对应(即位置相同)的基质结构网格和裂缝结构网格之间流动，例如，在模拟区域中，微裂缝203的结构网格的位置和纳米孔隙206的结构网格的位置相同，流体可在微裂缝203的结构网格和纳米孔隙206的结构网格之间流动。大裂缝201的结构网格的位置和微孔隙205的结构网格的位置相同，流体可在大裂缝201的结构网格和微孔隙205的结构网格之间流动。小裂缝202的结构网格的位置和小孔隙204的结构网格的位置相同，流体可在小裂缝202的结构网格和小孔隙204的结构网格之间流动。

本发明实施例中，相邻孔隙结构网格间相互流通，相邻裂缝结构网格间相互流通，以及对应位置的孔隙结构网格和裂缝结构网格，根据上述流通关系建立的流通表更符合介质实际流通情况，从而使得流动模拟结果更准确。

在将模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***后，通过直接读取的方法，即可获得孔隙结构网格的几何参数和裂缝结构网格的几何参数，以用于计算结构网格间的传导率。

一个实施例中，用于计算基质结构网格间、裂缝结构网格间及其二者之间的传导率的几何参数可包括孔隙结构网格的几何参数和裂缝结构网格的几何参数。其中，孔隙结构网格的几何参数可包括：孔隙结构网格的体积、相邻孔隙结构网格的接触面积、相邻孔隙结构网格的重心到其二者(上述相邻两个孔隙结构网格)的接触面中心的距离；裂缝结构网格的几何参数可包括：裂缝结构网格的体积、相邻裂缝结构网格的接触面积、相邻裂缝结构网格的重心到其二者(上述相邻两个裂缝结构网格)的接触面中心的距离。

本发明实施例中，在计算网格间的传导率时，充分考虑结构网格的几何参数，有助于得到更准确的结构网格间的传导率。

在将模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***后，还需根据各个结构网格的介质类型，即介质在模拟区域中的分布规律，设置结构网格的介质属性参数值。具体地，对孔隙结构网格设置孔隙的介质属性参数值，对裂缝结构网格设置裂缝的介质属性参数值。

一个实施例中，上述孔隙结构网格的介质属性参数值和上述裂缝结构网格的介质属性参数值均可包括：物性参数、流体参数、渗流机理参数。

具体而言，上述物性参数可包括孔隙度及渗透率；上述流体参数可包括饱和度、粘度、密度、相渗、毛管力及高压物性；上述渗流机理参数可包括应力敏感参数、高速非线性渗流参数、启动压力梯度参数、滑脱效应参数及扩散作用参数。

本发明实施例中，根据介质的类型分别设置介质属性参数值，可使多重介质中油气流动的模拟计算结果更符合实际情况，进而使得预测结果更准确。

一个实施例中，根据孔隙结构网格的介质属性参数值、连通表、孔隙结构网格的几何参数，可计算得到上述基质结构网格***中相邻孔隙结构网格间的传导率为：

$T_{m,ij}=\frac{A_{i,j}}{L_i+L_j}\·\frac{K_{m,i}{K}_{m,j}}{K_{m,i}+K_{m,j}},---\left(2\right)$

其中，下标i和j是相邻孔隙结构网格的编号；下标m代表基质结构网格***，T_m,ij为基质结构网格***m中相邻孔隙结构网格i和j间的传导率；A_i,j为相邻孔隙结构网格i和j的接触面积；K_mi和K_mj分别是孔隙结构网格i和j的渗透率。

本发明实施例中，在计算相邻孔隙结构网格间的传导率时，充分考虑相邻孔隙结构网格的几何参数及孔隙介质属性参数值，有助于得到更准确的相邻孔隙结构网格间的传导率。

一个实施例中，根据裂缝结构网格的介质属性参数值、连通表及裂缝结构网格的几何参数，可计算得到上述裂缝结构网格***中裂缝结构网格间的传导率为：

$T_{f,ij}=\frac{A_{i,j}}{L_i+L_j}\·\frac{K_{f,i}{K}_{f,j}}{K_{f,i}+K_{f,j}},---\left(3\right)$

其中，下标f是裂缝结构网格***；下标i和j是相邻裂缝结构网格的编号；T_f,ij是裂缝结构网格***f中相邻裂缝结构网格i和j间的传导率；A_i,j是相邻裂缝结构网格i和j的接触面积；L_i和L_j分别是裂缝结构网格i和j的重心到裂缝结构网格i和j的接触面中心的距离；K_f,i和K_f,j分别是裂缝结构网格i和j的渗透率。

本发明实施例中，在计算相邻裂缝结构网格间的传导率时，充分考虑相邻裂缝结构网格的几何参数及裂缝介质属性参数值，有助于得到更准确的相邻裂缝结构网格间的传导率。

一个实施例中，根据孔隙结构网格的介质属性参数值、裂缝结构网格的介质属性参数值、连通表、孔隙结构网格的几何参数及裂缝结构网格的几何参数等数据，可计算得到网格位置相互对应的孔隙结构网格和裂缝结构网格之间的传导率为：

$T_{f-m,i}={\mathrm{\σ}}_i\·\frac{K_{f,i}{K}_{m,i}}{K_{f,i}+K_{m,i}},$ 其中， ${\mathrm{\σ}}_i=4{(\frac{1}{{L_x}^2}+\frac{1}{{L_y}^2}+\frac{1}{{L_z}^2})}_i,---\left(4\right)$

其中，下标f为裂缝结构网格***；m为基质结构网格***，i为孔隙结构网格和裂缝结构网格的共同编号；f-m代表裂缝结构网格***f和基质结构网格***m；T_f-m,i为结构网格i处的裂缝结构网格***和基质结构网格***f-m间的传导率；σ_i为结构网格i的形状因子；K_f,i是结构网格i处所述裂缝结构网格的渗透率；K_m,i是结构网格i处基质结构网格的渗透率；L_x、L_y及L_z是结构网格i的重心到与其相邻的结构网格的接触面中心的距离。

本发明实施例中，在计算网格位置相互对应的孔隙结构网格和裂缝结构网格之间的传导率时，充分考虑裂缝结构网格和孔隙结构网格的几何参数、介质属性参数值等数据，有助于得到更准确的对应位置的孔隙结构网格和裂缝结构网格间的传导率。

在上述步骤S160中，根据上述各传导率，对模拟区域中不同结构网格之间的流动动态进行数值模拟计算，可以得到整个模拟区域中介质间的流体交换动态。之后，通过计算可以得到介质中致密油气储量的动态变化数据、介质对油气产量的贡献数据、井的产量及地层压力数据。

具体而言，通过网格的体积和网格的介质孔隙度相乘得到介质的孔隙体积，再通过孔隙体积和介质中气体的油气水饱和度相乘可以得到介质中致密油气储量的动态变化数据。通过计算模拟区域中与生产井相邻的所有网格的流量(流入生产井为正值，流出生产井为负值)，求和可以得到井的产量。计算出每种介质的产量，并计算该种介质的产量在井产量中的占比，即可得到各种介质对油气产量的贡献数据。通过流进和流出网格的流体的流量差，即可计算出地层的压力(压力指标)。

一个具体实施例中，某致密气藏发育天然大裂缝、小裂缝、小孔隙、微孔隙、纳米孔隙五重介质，水平井的长度可为1500m，共压裂5条人工裂缝，这些人工裂缝长度可为600m。

采用本发明实施例的方法，建立多重介质的基质结构网格***模型和裂缝结构网格***模型，对该水平井15年内的生产动态进行数值模拟，可以得到气井产量、地层压力、各尺度介质的原始储量以及各尺度介质对产量贡献的情况。

图10是本发明一实施例中气井产量情况的示意图，如图10所示，该气井产量的情况可由日产气随时间变化的曲线A1和累产气随时间变化的曲线A2表示。地层压力变化情况可以通过灰度或颜色变化情况来表示(未图示)。

图11是本发明一实施例中计算得到的不同尺度介质的原始储量比例的示意图。如图11所示，小孔隙原始储量占总油气储量的比例C1为63.07％，微孔隙原始储量占总油气储量的比例C2为17.08％，纳米孔隙原始储量占总油气储量的比例C3为19.30％，裂缝原始储量占总油气储量的比例C4为0.55％。其中，小孔隙介质中油气的原始储量占总油气储量的比例最高。

图12是本发明一实施例中计算得到的不同开发阶段中不同流态对产量的贡献情况示意图。如图12所示，达西流对产量的贡献D1、拟线性流对产量的贡献D2、滑脱流对产量的贡献D3及努森流对产量的贡献D4各不相同。

本发明的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，通过建立包含多重介质的模拟区域，考虑了致密储层介质的多样性和尺度的级差性，并通过孔隙结构网格模拟不同尺度的孔隙介质、裂缝结构网格模拟不同尺度的裂缝介质的网格划分策略、分别设定各种介质的属性参数以及设定合理的流体交换规则，解决了流体流态的复杂性和耦合性问题。本发明基于基质和裂缝的双孔模型，根据多重介质的重数和分布规律，将基质网格***赋予不同尺度孔隙介质属性，将裂缝网格***赋予不同尺度裂缝介质属性。而且，基于网格***内部和***之间的流动关系，计算出反映致密油气流态和渗流机理的介质传导率，并通过流动模拟最终实现了对多重介质中油气情况和井的开发指标进行预测。

基于与图1所示的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，如下面实施例所述。由于该基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置解决问题的原理与基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法相似，因此该基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置的实施可以参见基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法的实施，重复之处不再赘述。

图13是本发明实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置的结构示意图。如图13所示，基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置包括：模拟区域建立单元310、网格划分单元320、属性参数设置单元330、连通表建立单元340、传导率生成单元350及油气数据生成单元360，上述各单元顺序连接。

模拟区域建立单元310用于获取地质参数及油气开发工程几何参数，建立具有一设定区域边界及多重介质的模拟区域。

网格划分单元320用于将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，并获取所述基质结构网格***中孔隙结构网格的几何参数和所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的几何参数。

属性参数设置单元330用于获取所述孔隙结构网格的介质类型和所述裂缝结构网格的介质类型，并根据所述孔隙结构网格的介质类型及所述裂缝结构网格的介质类型，分别设置所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值。

连通表建立单元340用于分别对所有所述孔隙结构网格和所有所述裂缝结构网格进行顺序编号，并根据流体在相邻所述孔隙结构网格之间、相邻所述裂缝结构网格之间以及网格位置相互对应的所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格之间流动的规则，建立所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格中结构网格的连通表。

传导率生成单元350用于根据所述孔隙结构网格的介质属性参数值、所述裂缝结构网格的介质属性参数值、所述连通表、所述孔隙结构网格的几何参数及所述裂缝结构网格的几何参数，计算所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的传导率。

油气数据生成单元360用于根据所述传导率对所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，以预测所述介质中致密油气储量的动态变化数据、对油气产量的贡献数据、井的产量及地层压力。

本发明实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，通过网格划分单元对包含多重介质的模拟区域划分网格，考虑了多种不同尺度及类型介质的渗流情况，能够使油气数据生成单元计算不同介质、不同赋存状态下油气的渗流机理和可动用性；属性参数设置单元根据网格的介质类型，即多重介质的空间分布规律，设置网格的介质属性参数值，能够使油气数据生成单元计算多重介质间复杂的流体交换动态；通过使油气数据生成单元对不同结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，能够实现预测介质中致密油气储量的动态变化数据、对油气产量的贡献、井的产量及地层压力指标。

图14是本发明另一实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置的结构示意图。如图14所示，图13所示的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，还可包括：基本参数存储单元370，该基本参数存储单元370与上述模拟区域建立单元310连接。

基本参数存储单元370用于存储所述地质参数及油气开发工程几何参数；所述油气开发工程几何参数包括：井位、井的轨迹及射孔位置；所述地质参数包括所述介质的实际空间分布规律数据和所述介质的孔隙体积百分比。

本发明实施例中，基本参数存储单元可为模拟区域建立单元建立模拟区域提供依据。

图15是本发明又一实施例的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置的结构示意图。如图15所示，图14所示的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，还可包括：介质存储单元380，该介质存储单元380与上述模拟区域建立单元310连接。

介质存储单元380用于存储所述介质；所述介质包括：大尺度裂缝、小尺度裂缝及孔隙；所述小尺度裂缝包括小裂缝、微裂缝及纳米缝；所述孔隙包括小孔隙、微孔隙及纳米孔隙。

本发明实施例中，介质存储单元为建立模拟区域提供各种尺度和类型的介质，以实现模拟包含各种介质种类的混合介质。

图16是本发明一实施例中的网格划分单元的结构示意图。如图16所示，上述网格划分单元320，可包括：裂缝结构网格划分模块321、孔隙结构网格划分模块322及网格局部加密模块323，上述各模块顺序连接。

裂缝结构网格划分模块321用于根据所述井的轨迹及所述小尺度裂缝的实际空间分布规律数据，将所述模拟区域划分为所述裂缝结构网格***，并获取所述小尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数。

孔隙结构网格划分模块322用于根据所述孔隙的实际空间分布规律数据及所述孔隙体积百分比，将所述模拟区域划分为所述基质结构网格***，并获取所述孔隙的所述孔隙结构网格的几何参数。

网格局部加密模块323用于根据所述大尺度裂缝的实际空间分布规律数据，局部加密所述裂缝结构网格***中所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格，并获取所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数。

其中，所述基质结构网格***中的结构网格和所述裂缝结构网格***中的结构网格具有相同的结构网格形状和相同的编号顺序，所述井的轨迹及所述射孔位置位于所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的中心。

一个实施例中，所述孔隙结构网格的几何参数包括：所述孔隙结构网格的体积、相邻所述孔隙结构网格的接触面积、相邻所述孔隙结构网格的重心到其二者的接触面中心的距离；所述裂缝结构网格的几何参数包括：所述裂缝结构网格的体积、相邻所述裂缝结构网格的接触面积、相邻所述裂缝结构网格的重心到其二者的接触面中心的距离。

一个实施例中，所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值均包括：物性参数、流体参数、渗流机理参数；其中，所述物性参数包括孔隙度及渗透率；所述流体参数包括饱和度、粘度、密度、相渗、毛管力及高压物性；所述渗流机理参数包括应力敏感参数、高速非线性渗流参数、启动压力梯度参数、滑脱效应参数及扩散作用参数。

一个实施例中，所述孔隙结构网格的几何参数包括：所述孔隙结构网格的体积、相邻所述孔隙结构网格的接触面积、相邻所述孔隙结构网格的重心到其二者的接触面中心的距离；所述裂缝结构网格的几何参数包括：所述裂缝结构网格的体积、相邻所述裂缝结构网格的接触面积、相邻所述裂缝结构网格的重心到其二者的接触面中心的距离。

一个实施例中，所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值均包括：物性参数、流体参数、渗流机理参数；其中，所述物性参数包括孔隙度及渗透率；所述流体参数包括饱和度、粘度、密度、相渗、毛管力及高压物性；所述渗流机理参数包括应力敏感参数、高速非线性渗流参数、启动压力梯度参数、滑脱效应参数及扩散作用参数。

一个实施例中，所述孔隙体积百分比为：其中，i表示基质结构网格***中编号为i的孔隙结构网格，Jn表示类型为n的所述孔隙结构网格；f_Jn所述模拟区域内介质类型为n的介质的孔隙体积百分比；是介质类型为n的介质的孔隙度；∑V_Jn,i是所述模拟区域内所有介质类型为n的孔隙结构网格i的体积之和；是所述模拟区域的平均孔隙度，V_R是所述模拟区域的体积。

一个实施例中，所述基质结构网格***中相邻所述孔隙结构网格间的传导率为：其中，i和j是相邻所述孔隙结构网格的编号；m是所述基质结构网格***，T_m,ij为基质结构网格***m中相邻孔隙结构网格i和j间的传导率；A_i,j为相邻孔隙结构网格i和j的接触面积；K_mi和K_mj分别是孔隙结构网格i和j的渗透率。

一个实施例中，所述裂缝结构网格***中所述裂缝结构网格间的传导率为：其中，f是所述裂缝结构网格***；i和j是相邻所述裂缝结构网格的编号；T_f,ij是裂缝结构网格***f中相邻裂缝结构网格i和j间的传导率；A_i,j是相邻裂缝结构网格i和j的接触面积；L_i和L_j分别是裂缝结构网格i和j的重心到裂缝结构网格i和j的接触面中心的距离；K_f,i和K_f,j分别是裂缝结构网格i和j的渗透率。

一个实施例中，网格位置相互对应的所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格之间的传导率为： $T_{f-m,i}={\mathrm{\σ}}_i\·\frac{K_{f,i}{K}_{m,i}}{K_{f,i}+K_{m,i}},$ 其中， ${\mathrm{\σ}}_i=4{(\frac{1}{{L_x}^2}+\frac{1}{{L_y}^2}+\frac{1}{{L_z}^2})}_i,$ 其中，下标f为所述裂缝结构网格***；m为所述基质结构网格***，i为所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格的共同编号；f-m代表裂缝结构网格***f和基质结构网格***m；T_f-m,i为结构网格i处的所述裂缝结构网格***和所述基质结构网格***f-m间的传导率；σ_i为结构网格i的形状因子；K_f,i是结构网格i处所述裂缝结构网格的渗透率；K_m,i是结构网格i处所述基质结构网格的渗透率；L_x、L_y及L_z是结构网格i的重心到与其相邻的结构网格的接触面中心的距离。

一个实施例中，所述大尺度裂缝的缝宽范围为[10mm,50mm]；所述小尺度裂缝的缝宽范围为(0mm,1mm]；所述孔隙的喉道直径范围为[37nm,20μm]；所述小裂缝的缝宽范围为(100μm,1mm]；所述微裂缝的缝宽范围为(1μm,100μm]；所述纳米缝的缝宽范围为(0μm,1μm]；所述小孔隙的喉道直径范围为[1μm,4μm]；所述微孔隙的喉道直径范围为[0.5μm,1μm)；所述纳米孔隙的喉道直径范围为[37nm,0.5μm)。

本发明实施例中，裂缝结构网格划分模块根据井的轨迹及小尺度裂缝的实际空间分布规律数据，将模拟区域划分为裂缝结构网格***，可使裂缝结构网格的划分更符合模拟区域中多重介质的实际分布情况。孔隙结构网格划分模块根据孔隙的实际空间分布规律数据及孔隙体积百分比，将模拟区域划分为基质结构网格***，可使基质结构网格的划分更符合模拟区域中多重介质的实际分布情况。将模拟区域分别划分为裂缝结构网格***和基质结构网格***，可提高网格划分的效率。其中的“结构网格”可知规则形状的网格。网格局部加密模块采用局部加密网格的方式对大尺度裂缝进行离散处理，在保证大尺度裂缝网格划分准确度的同时，可减少划分的无效网格，从而可大大节省网格划分和模拟计算的工作量。

本发明的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，通过模拟区域建立单元建立包含多重介质的模拟区域，考虑了致密储层介质的多样性和尺度的级差性，并通过孔隙结构网格模拟不同尺度的孔隙介质、裂缝结构网格模拟不同尺度的裂缝介质的网格划分策略、分别设定各种介质的属性参数以及设定合理的流体交换规则，解决了流体流态的复杂性和耦合性问题。本发明网格划分单元基于基质和裂缝的双孔模型划分网格，根据多重介质的重数和分布规律，通过属性参数设置单元将基质网格***赋予不同尺度孔隙介质属性，将裂缝网格***赋予不同尺度裂缝介质属性。而且，其连通表建立单元建立基于网格***内部和***之间的流动关系，并通过传导率生成单元计算出反映致密油气流态和渗流机理的介质传导率，最终通过油气数据生成单元进行流动模拟，实现了对多重介质中油气情况和井的开发指标进行预测。

本发明基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法和装置，考虑致密储层中介质的多样性和尺度的级差性，根据致密油气藏多重介质的重数及分布规律，形成了一种基于双孔模型改进的致密油气多重介质处理方法，与现有技术相比，具有以下显著优点：

(1)与现有双孔介质模型相比，本发明的基质网格***能够模拟致密储层以纳微米孔为主的多尺度孔隙介质，裂缝网格***能够模拟天然/人工裂缝、宏观大裂缝、微裂缝、纳米缝等多尺度裂缝介质，模型不受多重介质重数的限制，能实现多重介质的模拟；

(2)能够模拟多重介质的空间分布规律和介质间复杂流体交换；

(3)能够模拟不同介质、不同赋存状态下油气的渗流机理和可动用性；

(4)能够预测不同尺度介质中储量的动态变化、对产量的贡献及井的产量、压力指标；

(5)通过局部加密网格对大尺度裂缝离散处理，能够减少无效网格，节省工作量。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

获取地质参数及油气开发工程几何参数，建立具有一设定区域边界及多重介质的模拟区域；

将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，并获取所述基质结构网格***中孔隙结构网格的几何参数和所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的几何参数；

获取所述孔隙结构网格的介质类型和所述裂缝结构网格的介质类型，并根据所述孔隙结构网格的介质类型及所述裂缝结构网格的介质类型，分别设置所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值；

分别对所有所述孔隙结构网格和所有所述裂缝结构网格进行顺序编号，并根据流体在相邻所述孔隙结构网格之间、相邻所述裂缝结构网格之间以及网格位置相互对应的所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格之间流动的规则，建立所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格中结构网格的连通表；

根据所述孔隙结构网格的介质属性参数值、所述裂缝结构网格的介质属性参数值、所述连通表、所述孔隙结构网格的几何参数及所述裂缝结构网格的几何参数，计算所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的传导率；

根据所述传导率对所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，以预测所述介质中致密油气储量的动态变化数据、对油气产量的贡献数据、井的产量及地层压力。

2.如权利要求1所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，所述油气开发工程几何参数包括：井位、井的轨迹及射孔位置；所述地质参数包括所述介质的实际空间分布规律数据和所述介质的孔隙体积百分比。

3.如权利要求2所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，所述介质包括：大尺度裂缝、小尺度裂缝及孔隙；所述小尺度裂缝包括小裂缝、微裂缝及纳米缝；所述孔隙包括小孔隙、微孔隙及纳米孔隙。

4.如权利要求3所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，并获取所述基质结构网格***中孔隙结构网格的几何参数和所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的几何参数，包括：

根据所述井的轨迹及所述小尺度裂缝的实际空间分布规律数据，将所述模拟区域划分为所述裂缝结构网格***，并获取所述小尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数；

根据所述孔隙的实际空间分布规律数据及所述孔隙体积百分比，将所述模拟区域划分为所述基质结构网格***，并获取所述孔隙的所述孔隙结构网格的几何参数；

根据所述大尺度裂缝的实际空间分布规律数据，局部加密所述裂缝结构网格***中所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格，并获取所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数；

其中，所述基质结构网格***中的结构网格和所述裂缝结构网格***中的结构网格具有相同的结构网格形状和相同的编号顺序，所述井的轨迹及所述射孔位置位于所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的中心。

5.如权利要求1所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，

所述孔隙结构网格的几何参数包括：所述孔隙结构网格的体积、相邻所述孔隙结构网格的接触面积、相邻所述孔隙结构网格的重心到其二者的接触面中心的距离；

所述裂缝结构网格的几何参数包括：所述裂缝结构网格的体积、相邻所述裂缝结构网格的接触面积、相邻所述裂缝结构网格的重心到其二者的接触面中心的距离。

6.如权利要求1所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值均包括：物性参数、流体参数、渗流机理参数；

其中，所述物性参数包括孔隙度及渗透率；所述流体参数包括饱和度、粘度、密度、相渗、毛管力及高压物性；所述渗流机理参数包括应力敏感参数、高速非线性渗流参数、启动压力梯度参数、滑脱效应参数及扩散作用参数。

7.如权利要求1所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，

所述孔隙体积百分比为：

其中，i表示基质结构网格***中编号为i的孔隙结构网格，Jn表示介质类型为n的所述孔隙结构网格；f_Jn是所述模拟区域内介质类型为n的介质的孔隙体积百分比；是介质类型为n的介质的孔隙度；ΣV_Jn，i是所述模拟区域内所有介质类型为n的孔隙结构网格i的体积之和；是所述模拟区域的平均孔隙度，V_R是所述模拟区域的体积。

8.如权利要求1所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，

所述基质结构网格***中相邻所述孔隙结构网格间的传导率为：

$T_{m,ij}=\frac{A_{i,j}}{L_i+L_j}\·\frac{K_{m,i}{K}_{m,j}}{K_{m,i}+K_{m,j}},$

其中，i和j是相邻所述孔隙结构网格的编号；m是所述基质结构网格***，T_m,ij为基质结构网格***m中相邻孔隙结构网格i和j间的传导率；A_i,j为相邻孔隙结构网格i和j的接触面积；K_mi和K_mj分别是孔隙结构网格i和j的渗透率。

9.如权利要求1所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，

所述裂缝结构网格***中所述裂缝结构网格间的传导率为：

$T_{f,ij}=\frac{A_{i,j}}{L_i+L_j}\·\frac{K_{f,i}{K}_{f,j}}{K_{f,i}+K_{f,j}},$

其中，f是所述裂缝结构网格***；i和j是相邻所述裂缝结构网格的编号；T_f,ij是裂缝结构网格***f中相邻裂缝结构网格i和j间的传导率；A_i,j是相邻裂缝结构网格i和j的接触面积；L_i和L_j分别是裂缝结构网格i和j的重心到裂缝结构网格i和j的接触面中心的距离；K_f,i和K_f,j分别是裂缝结构网格i和j的渗透率。

10.如权利要求1所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，

网格位置相互对应的所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格之间的传导率为：

$T_{f-m,i}={\mathrm{\σ}}_i.\frac{K_{f,i}{K}_{m,i}}{K_{f,i}+K_{m,i}},$ 其中， ${\mathrm{\σ}}_i=4{(\frac{1}{{L_x}^2}+\frac{1}{{L_y}^2}+\frac{1}{{L_z}^2})}_i,$

其中，下标f为所述裂缝结构网格***；m为所述基质结构网格***，i为所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格的共同编号；f-m代表裂缝结构网格***f和基质结构网格***m；T_f-m,i为结构网格i处的所述裂缝结构网格***和所述基质结构网格***f-m间的传导率；σ_i为结构网格i的形状因子；K_f,i是结构网格i处所述裂缝结构网格的渗透率；K_m,i是结构网格i处所述基质结构网格的渗透率；L_x、L_y及L_z是结构网格i的重心到与其相邻的结构网格的接触面中心的距离。

11.如权利要求3所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟方法，其特征在于，所述大尺度裂缝的缝宽范围为[10mm,50mm]；所述小尺度裂缝的缝宽范围为(0mm,1mm]；所述孔隙的喉道直径范围为[37nm,20μm]；所述小裂缝的缝宽范围为(100μm,1mm]；所述微裂缝的缝宽范围为(1μm,100μm]；所述纳米缝的缝宽范围为(0μm,1μm]；所述小孔隙的喉道直径范围为[1μm,4μm]；所述微孔隙的喉道直径范围为[0.5μm,1μm)；所述纳米孔隙的喉道直径范围为[37nm,0.5μm)。

12.一种基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，其特征在于，

模拟区域建立单元，用于获取地质参数及油气开发工程几何参数，建立具有一设定区域边界及多重介质的模拟区域；

网格划分单元，用于将所述模拟区域分别划分为基质结构网格***和裂缝结构网格***，并获取所述基质结构网格***中孔隙结构网格的几何参数和所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的几何参数；

属性参数设置单元，用于获取所述孔隙结构网格的介质类型和所述裂缝结构网格的介质类型，并根据所述孔隙结构网格的介质类型及所述裂缝结构网格的介质类型，分别设置所述孔隙结构网格的介质属性参数值和所述裂缝结构网格的介质属性参数值；

连通表建立单元，用于分别对所有所述孔隙结构网格和所有所述裂缝结构网格进行顺序编号，并根据流体在相邻所述孔隙结构网格之间、相邻所述裂缝结构网格之间以及网格位置相互对应的所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格之间流动的规则，建立所述孔隙结构网格和所述裂缝结构网格中结构网格的连通表；

传导率生成单元，用于根据所述孔隙结构网格的介质属性参数值、所述裂缝结构网格的介质属性参数值、所述连通表、所述孔隙结构网格的几何参数及所述裂缝结构网格的几何参数，计算所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的传导率；

油气数据生成单元，用于根据所述传导率对所述基质结构网格***内、所述裂缝结构网格***内及其二者之间的结构网格间的流动动态进行数值模拟计算，以预测所述介质中致密油气储量的动态变化数据、对油气产量的贡献数据、井的产量及地层压力。

13.如权利要求12所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，其特征在于，所述装置还包括：

基本参数存储单元，用于存储所述地质参数及油气开发工程几何参数；所述油气开发工程几何参数包括：井位、井的轨迹及射孔位置；所述地质参数包括所述介质的实际空间分布规律数据和所述介质的孔隙体积百分比。

14.如权利要求13所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，其特征在于，所述装置还包括：

介质存储单元，用于存储所述介质；所述介质包括：大尺度裂缝、小尺度裂缝及孔隙；所述小尺度裂缝包括小裂缝、微裂缝及纳米缝；所述孔隙包括小孔隙、微孔隙及纳米孔隙。

15.如权利要求14所述的基于双孔模型的多重介质油气流动模拟装置，其特征在于，所述网格划分单元，包括：

裂缝结构网格划分模块，用于根据所述井的轨迹及所述小尺度裂缝的实际空间分布规律数据，将所述模拟区域划分为所述裂缝结构网格***，并获取所述小尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数；

孔隙结构网格划分模块，用于根据所述孔隙的实际空间分布规律数据及所述孔隙体积百分比，将所述模拟区域划分为所述基质结构网格***，并获取所述孔隙的所述孔隙结构网格的几何参数；

网格局部加密模块，用于根据所述大尺度裂缝的实际空间分布规律数据，局部加密所述裂缝结构网格***中所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格，并获取所述大尺度裂缝的所述裂缝结构网格的几何参数；

其中，所述基质结构网格***中的结构网格和所述裂缝结构网格***中的结构网格具有相同的结构网格形状和相同的编号顺序，所述井的轨迹及所述射孔位置位于所述裂缝结构网格***中裂缝结构网格的中心。