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127.建立/编辑地质力学网格

为了正确模拟储层所在的力学边界条件,减少应力集中对储层力学计算的影响,三维/四维地质力学分析需要在地质/油藏网格模型上设置上覆岩层、下伏岩层和侧向岩层网格,将油藏网格扩展成地质力学网格。

油藏网格扩展为三维地质力学模型

在建立有效的三维地质力学有限元网格时,需要综合考虑以下几个方面:

1. 输入数据的分辨率。显然,有限元计算的结果受到输入数据的分辨率的制约,如果有限元网格的分辨率大于输入数据的分辨率,并不能真正提高结果的精度,而是造成时间和资源的浪费;

2. 输出数据的分辨率。三维岩石力学的结果要用在后期的储层评价、压裂设计等过程中,必须有满足使用需求的分辨率,否则结果没有指导意义;

3. 网格规模的大小。目前商用服务器能够求解的有限元方程自由度约在千万级别,过大的网格规模将使得计算很难进行;

4. 网格的质量。有限元网格应当充分反映变形特征,在重点关注区域,如储层范围内,应当适当进行加密;此外网格应当尽量规则,扭曲、拉长的网格不利于反映储层变形特征和提高求解精度。 在建立地质力学有限元网格时,建好后的整体模型尽可能为正方体,模型的宽深比应小于3, 为控制网格总数,单元尺度可逐渐放大。

具体而言,扩展侧向岩层网格(Sideburden)有两种方式:一是延伸到指定距离,二是延伸指定倍数,扩展侧向岩层网格时,网格边界大约为储层尺寸的3倍左右最佳,网格扩展方式可为“均匀等分”或者“按比例递增”,保证网格单元尽量规则,不发生突变。侧向网格最外层还需要添加刚性平板,确保边界荷载均匀施加,减少应力集中,一般刚性平板厚度为网格尺寸的1%,最大不超过50m。如果原油藏网格I、J方向与坐标系X、Y方向存在夹角,新建力学有限元网格也需进行旋转,可点击“Calculate angle from grid” 自动获取储层网格旋转角度,防止扩展网格与储层网格脱节。

扩展侧向岩层网格(Sideburden)

扩展上覆岩层网格(Overburden)时,一般将网格扩展到地面或海底面,这样上覆应力初始化时可直接采用密度积分, 不需要额外添加垂向边界应力。同样网格扩展方式可为”均匀等分”或者“按比例递增”,要要保证网格单元尽量规则,不发生突变。

扩展上覆岩层网格(Overburden)

扩展下伏岩层网格(Underburden)方式与上覆岩层网格类似, 但要注意,由于三维岩石力学研究区域一般远远大于储层深度,扩展深度需要保证合适的宽深比,宽深比应小于3,保证有限元计算精度。

扩展下伏岩层网格(Underburden)

合适的三维地质力学有限元网格,是三维/四维岩石力学分析的基础,通过调整扩展延伸距离, 扩展网格数, 扩展方式,即要保证网格单元大小满足计算精度, 也要控制网格单元总数节约计算时间。

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