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常规数值模拟技术在描述经过压裂增产的油气井时存在不足,很少考虑人工裂缝的几何形态以及裂缝导流能力对油气井生产动态的影响。考虑人工裂缝的单井数值模拟技术可以更加准确地预测油气井的生产动态,分析裂缝参数对生产动态的敏感性。
本文以人工裂缝井为研究对象,开展数值模拟技术研究。首先,建立了柱坐标系下人工裂缝井三维三相渗流数学模型,对数学模型进行离散化处理得到差分方程;其次,针对多相流的求解方法,优选全隐式求解方法对差分方程进行线性化处理,得到线性方程组,给出了线性方程组的全主元高斯消去求解方法。然后,讨论了数值模拟中对人工裂缝所做的特殊处理,结合垂直裂缝和水平裂缝的物理模型,给出了考虑裂缝几何形态的网格划分方法,同时将裂缝—油藏窜流量考虑入渗流方程;最后,根据以上的理论研究,进行人工裂缝井数值模拟程序的设计,编制了人工裂缝井三维三相数值模拟软件。
进一步,以陕北低渗透油藏为背景,分别以一口垂直裂缝井和一口水平裂缝井为例,通过模拟计算,分析了裂缝半长和裂缝导流能力对油井生产动态的影响,验证了程序的有效性。