形状因子计算*SHAPE
在油藏模拟中,天然裂缝的形状因子是指裂缝的几何形状对流体流动的影响程度的度量。它描述了裂缝的形状和大小对流体流动路径和速度分布的影响。
目的
指定在计算自然裂缝网格选项的基质-裂缝流动时使用哪种形状因子公式。
格式
*SHAPE (*GK | *WR | *PI2 | K-HARMONIC | KX | K-AV2)
定义
GK 使用GK(1983)和KK形式的形状因子公式。
WR 使用WR(1963)形式的形状因子公式。
PI2 类似于GK,但使用恒定的π2(9.87)代替4。此形状因子仅适用于自然裂缝网格类型DUALPOR、DUALPERM和MINC。参见参考文献LA(1995)、MW(2009)。
K-HARMONIC 在形状因子公式中使用裂缝和基质渗透率的调和平均。
KX 在形状因子公式中使用X(或I)方向的基质渗透率。
K-AV2 使用基质和裂缝渗透率的有效渗透率。与K-HARMONIC相比,此选项将形状因子分解为渗透率平均值和基质长度平均值。
默认值
如果SHAPE不存在且网格具有天然裂缝,则假定选项GK。
条件
如果使用此关键词,则必须在储层描述部分中出现。此关键词仅适用于天然裂缝网格类型(DUALPOR、DUALPERM、SUBDOMAIN或MINC)。
解释
通常,小多孔区域之间的流体流动与传导度成正比,传导度是由每个表面积乘以渗透率并除以面积垂直的区域尺寸的总和得到的(假设区域大小相似)。通过将这些项的分子和分母乘以区域尺寸,这些项变为乘以渗透率的体积,然后再除以区域尺寸的平方。
现在,如果将区域视为网格块中矩阵孔隙的不连通部分,由细裂缝面隔开,那么区域尺寸就变成了裂缝间距。假设有许多类似的这样的基质区域与渗透整个网格块的裂缝相连,可以将断开的基质部分体积放大到总基质孔隙体积以获得网格块内基质到裂缝流动的总传导度。此处讨论的形状因子是指构成总传导率的其他项会发生什么。
以下假设在所有三个方向上都存在裂缝平面,具有裂缝间距lx、ly、lz(使用接下来的DIFRAC、DJFRAC和DKFRAC关键字设置,与实际网格尺寸无关)。kmx、kmy、kmz分别是x、y和z方向的有效基质渗透率。Vb是网格块的总基质体积。
GK(GK)
GK公式具有GK基质-裂缝传导度,表达式为…
建议使用SHAPE GK选项,因为它以直接方式结合了各种各样的各向异性。
WR(WR)
WR传输公式具有与WR传导率成正比的网格块内基质到裂缝流动…
PI2(π²)
PI2公式(LA,1995)具有基质-裂缝传导率…
K-HARMONIC(调和平均)
对于K-HARMONIC公式,传导率为…
其中,lfi是所有方向上的裂缝宽度,lmi是所有方向上的基质尺寸,kfi是所有方向上的有效裂缝渗透率,Afi和Ami是垂直于流动的裂缝/基质面积。形状选项K-HARMONIC仅适用于DUALPOR和DUALPERM。如果同时出现SHAPE K-HARMONIC和MINC或SUBDOMAIN,将在内部将形状选项更改为GK。
KX(X方向渗透率)
对于KX公式,传导度为…
其中形状因子σ表示每单位体积的基质-裂缝接触面积,并且kmx是x方向基质块渗透率。
K-AV2(平均渗透率)
对于K-AV2公式,传导率为…
形状因子σ与KX中的相同。有效渗透率可以表示为…
其中,kmi是所有方向上的有效裂缝渗透率,kfi是所有方向上的有效裂缝渗透率。注意,当裂缝渗透率远大于基质时,有效渗透率将减小为…
几何和各向异性
即使裂缝间距超过网格块大小,这些传导率公式也适用。这些情况对应于将基质-裂缝流动分配到多个网格块上,并利用各个块中的常规基质-裂缝流动。此外,即使包含基质区域的网格块本身形状不是立方形的(例如对于角点、径向或混合精确网格),基本公式也适用。
更多详细信息,特别是关于有效值和固有值的讨论,请参阅下面的参考文献。
*K-HARMONIC计算更通用,因为它不假定裂缝渗透率远高于基质渗透率。其中大部分计算都包括各种各样的各向异性。
当某个方向的裂缝间距等于零时,该方向上的裂缝宽度等于零,并且在该方向上裂缝与基质之间的流动为零。
举例
Specify Gilman and Kazemi formulation for calculating shape factor.
*SHAPE *GK