本讲义是CMG软件天然裂缝模拟功能的一站式综述与实操速查手册,系统性地解决了裂缝性油藏数值模拟中“用什么方法、选哪个模拟器、查哪个算例”三大核心问题。全文围绕以下四个层面展开:
1. 三大模拟器的分工与选型逻辑
讲义明确指出,CMG三款模拟器在裂缝模拟上各有侧重,用户应根据流体类型与物理过程选择:
- IMEX(黑油模拟器):裂缝性黑油模拟的主力,提供超过30个系统算例,覆盖双孔隙、双渗透率、MINC、子区域等所有主流建模方法,是绝大多数常规裂缝油藏的首选。
- GEM(组分模拟器):与IMEX共用完全相同的双重介质建模框架和关键字体系,适用于凝析气藏、注气驱、CCUS等需要跟踪组分变化的裂缝性储层。
- STARS(热采/化学驱模拟器):功能最为独特,除支持常规双重介质模型外,独家提供裂缝-地质力学耦合(Barton-Bandis模型、应力敏感渗透率、节理岩模型)以及离散裂缝网络(DFN)建模能力,专门应对热采、地热及裂缝-应力耦合问题。
2. 天然裂缝模拟的完整功能谱系
讲义将CMG裂缝模拟能力归纳为四大模块:
- 双重介质模型家族:从最基础的DUALPOR(双孔隙度,基质→裂缝→井)到DUALPERM(双渗透率,允许基质间直接连通)、再到*MINC(将基质块细分为多重嵌套壳层,刻画瞬态补给)和SUBDOMAIN(子区域法,兼顾精度与效率),形成由简到繁的完整梯度,用户可根据油藏特征和精度要求灵活选用。
- 基质-裂缝传输函数与形状因子:这是双重介质模拟的核心机制。讲义介绍了Warren-Root/Kazemi经典模型、Gilman-Kazemi改进形状因子(支持指定单方向裂缝间距)、自定义传输系数(SIGMAMF/KAVMF)以及TRANSD再渗吸修正(专门用于厚层裂缝油藏的气油重力驱替过程),同时说明PVCUTFR/*PVCUTRG-FR用于剔除无效裂缝网格以避免数值困难。
- 复杂裂缝系统的描述方法:涵盖从“显式加密”到“模板化定义”的多层次手段,包括LS-LR-DK方法(对数间距局部加密网格+双渗透率,用于页岩气压裂裂缝网络)、*PLNRFRAC_TEMPLATE平面裂缝模板(批量快速定义复杂裂缝)、MINC-DK等效连续体、混合双重介质网格(部分DUALPERM+部分MINC)、时变裂缝参数(模拟后期压裂/重复压裂改造)以及STARS专属的DFN离散裂缝网络。
- 裂缝-地质力学耦合(STARS独家):专门针对裂缝导流能力对应力高度敏感的特性,提供Barton-Bandis裂缝模型、应力敏感裂缝渗透率倍数表、节理岩各向异性弹性模型以及剪切/张性裂缝激活判别功能。
3. 按需检索的算例速查体系
讲义的核心实用价值在于提供了按应用需求组织的算例速查表,使用户不必在海量模板中盲目翻找:
- IMEX/GEM系列(mxfrr###.dat) :覆盖双孔隙MINC入门(mxfrr003)、双渗透率(mxfrr006/007)、锥进问题径向网格(mxfrr002/010)、SPE6标准对比(mxfrr004/005/027)、GK形状因子系列(mxfrr008/009/011/012/014/016)、自定义传输系数(mxfrr028)、裂缝孔体积截止(mxfrr024)、厚层GOGD重力驱替与再渗吸(mxfrr029)、水平井开发(mxhfrr001)、页岩气压裂裂缝网络(mxfrr019)、后期重复压裂(mxfrr020)、平面裂缝模板快速定义(mxfrr022/023/025/026/030)、MINC-DK等效连续体(mxfrr021)、混合双重介质网格(mxfrr031)以及二进制文件输入输出(mxfrr017/018)。
- STARS系列:经典双重介质入门(stfrr001~006,含Kazimi双孔隙、Pruess地热MINC、重力驱替双渗透率、VR选项、SUBDOMAIN-DK)、传输/形状因子组合(stgro028~030/041~044/050/080/081/093~096)、双重介质与网格加密组合(stgro045/046)、DFN离散裂缝网络(stgro089~092)。
4. 快速定位与上手路径
讲义最后给出了实用的检索技巧:按命名前缀筛选(mxfrr、stfrr、stgeo、stgro等系列),或在模板目录中对.dat文件全文搜索“DUALPOR”、“DUALPERM”、“MINC”、“SHAPE”、“Barton-Bandis”、“DFN”等关键字即可快速定位。同时推荐初学者按“mxfrr003 → mxfrr006 → mxfrr008 → mxfrr029 → mxfrr019/022”的顺序渐进学习,有热采或应力耦合需求时再转入STARS系列。
一句话概括:本讲义是CMG裂缝模拟的“功能地图+算例字典”,从模拟器选型、建模方法到具体算例检索,为裂缝性油藏数值模拟提供了完整的导航路径。
