[发明专利]用于储层模拟的具有三对角线矩阵结构的连续的全隐式井模型

摘要

通过储层和井方程的连续解来模拟具有水平井或多个垂直井的地下碳氢化合物储层，以模拟储层内的流体流动和井生产率。储层和井方程的连续解将井处理为规定的底部孔压力井。这避免了求解因储层和井方程的联立解而导致的大矩阵，其对于大量的未知数在计算上能够是非常昂贵的且需要专用的稀疏矩阵求解器。这种连续解涉及通过井底部孔压力的数值解的小矩阵补充的规则的储层系统求解器。对在射孔井段处与井单元相邻的储层单元的三对角线矩阵；以及相邻的储层单元的未知的储层势的向量执行该解。

主权项

1.一种形成模型的计算机实施的方法，该模型是指在地下储层的寿命期间，利用耦合井储层模型在井生产的储层模拟期间以时间步长，根据测量的总井生产而确定的来自地下储层中的多个井的组成流体的井生产率以及确定的所述井中的射孔井段的层完井速率的模型，所述耦合井储层模型被组织到储层网格中，该储层网格被细分为在所述射孔井段处的多个储层单元，在所述储层中的所述射孔井段位于多个地层处，所述地层具有以所述时间步长的组成流体的未知的井势和流体完井率，且所述地层包括流体从中垂直流动的垂直流体流动层和无流体从中垂直流动的流动障碍层，所述地层还具有渗透率、厚度和层势，所述耦合井储层模型还具有在所述储层的地层中的所述井的位置处的多个井单元，所述计算机实施的方法确定来自所述井的所述地层的所述组成流体的层完井速率和来自所述井的所述组成流体的井生产率，所述计算机实施的方法包括以下步骤：(a)形成所述模型的单元的储层数据的全计算矩阵储层模型，该全计算矩阵储层模型包括在所述射孔井段处的所述储层单元的所述储层数据，所述储层数据包括所述地层的所述渗透率、厚度和势；(b)通过将所述储层模型中的、在其间具有垂直流体流动的且位于流动障碍层之间的垂直流体流动层的所述垂直流体流动层的数据组成为在所述矩阵中的单个垂直流动层，形成简化井模型系统矩阵；(c)确定所述井的底部孔压力；(d)形成耦合储层井模型，该模型包括所述全计算矩阵储层模型和所述简化井模型系统矩阵，将所述井处理为具有确定的底部孔压力的底部孔、压力指定的井，所述耦合储层井模型是以下矩阵的形式：其中，A_RR是所述储层数据的三对角线矩阵，A_RW是与所述射孔井段相邻的所述地层的生产率指数的对角矩阵；A_WR是从井到所述储层的所述地层的生产率指数的对角矩阵；A_WW是所述井的生产率指数的矩阵；是所述井周围的所述单元的未知的储层势的矩阵；是所述井的所述钻井孔中的未知的井势的矩阵；是所述井周围的所述储层单元的储层数据常数的矩阵；以及是所述井的所述井数据常数的矩阵；(e)求解所述耦合储层井模型，得到所述地层的所述储层单元中的所述流体流动以及所述地层中的每个的以所述时间步长的所述储层单元的所述生产率和势；(f)求解所述耦合储层井模型，得到以所述时间步长的在所述储层的所述射孔井段处的所述井单元的生产率指数；(g)基于以所述时间步长的在所述储层的所述射孔井段处的所述储层单元的确定的生产率指数以及井单元的确定的生产率指数，来确定所述井的所述垂直流体流动层和所述流动障碍层中的所述组成流体的层完井速率；(h)根据以所述时间步长的所述井的所述垂直流体流动层和所述流动障碍层中的所述组成流体的确定的层完井速率，确定所述井的总井生产率；以及(i)形成以所述时间步长的所述井的所述垂直流体流动层和所述流动障碍层中的所述组成流体的确定的层完井速率以及所述井的确定的总井生产率的记录。