储层-裂缝组合单元在水力压裂产能模拟中的应用研究

"储层一裂缝组合单元在水力压裂井产能模拟中的应用 (2010年)，中国石油大学学报(自然科学版)，2010年第34卷第3期，作者：孙峰、薛世峰、全兴华。" 在油气田开发中，水力压裂是一种重要的增产技术，它通过注入高压液体来创建或扩大储层中的裂缝，以提高油气井的产能。这篇2010年的研究论文主要探讨了如何利用储层一裂缝组合单元（Reservoir-Fracture Composed Element）来更精确地模拟压裂改造后的储层和裂缝力学形态，并对压裂井的产能进行模拟分析。 论文首先介绍了问题背景，即在传统的数值模拟方法中，储层与裂缝之间的网格尺度匹配问题常常导致计算的不准确。为解决这一问题，研究者提出了将裂缝的质量和刚度矩阵转换并叠加到储层的整体方程矩阵中，这样可以更好地反映裂缝开发动态参数对井产能的影响。这种方法实质上是对裂缝与储层相互作用的一种数学抽象，使得两者在模型中作为一个整体被考虑。 接下来，论文详细推导了相关有限元公式，这些公式用于构建储层-裂缝组合单元的数值模型。通过这种方式，可以更有效地模拟裂缝的复杂几何形状和非线性力学行为。在模拟分析中，采用的反力算法能够避免在高导流裂缝区域求解压力梯度时产生的计算误差，从而提高了运算效率和模拟精度。 计算结果证明，使用储层-裂缝组合单元可以有效地解决网格尺度不匹配的问题，使得裂缝与储层之间的相互作用得到更精确的描述。反力算法的应用进一步提升了计算速度，确保了压裂井产能预测的准确性。这些创新方法为水力压裂井的生产动态模拟提供了新的思路，有助于优化压裂设计方案，提升油气井的经济效益。 这篇论文在水力压裂井产能模拟方面提出了一个新的理论框架和技术手段，对实际油气田开发具有重要的指导价值。通过储层-裂缝组合单元和反力算法的结合，不仅提高了模拟的精确度，还减少了计算复杂性，对于理解和优化水力压裂效果以及后续的生产管理具有深远的意义。