一种缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法.pdf

本发明提供了一种缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法，属于油气田开发领域。本方法包括：(1)判断缝洞型油藏表征区域裂缝、溶洞是否存在，如果不存在，则采用单孔隙介质数值模拟方法进行模拟得到数学模型，然后转入第(6)步；如果存在，则转入步骤(2)；(2)设定缝洞型油藏介质中裂缝、洞穴的尺度界限lv1、lv2，lf1、lf2；(3)根据确定的尺度界限，按照缝洞尺寸lv、lf将缝洞型油藏介质区域划分为小尺度裂缝、中尺度裂缝、大尺度裂缝、小尺度溶洞、中尺度溶洞和大尺度溶洞；(4)根据缝洞型油藏介质的模型建立准则和表征单元体实验结果判断其表征单元体REVf、REVv是否存在，如果存在，则转入步骤(5)，如果不存在，则返回步骤(2)。

权利要求书
1.  一种缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法，其特征在于：所述方法包括：
(1)、判断缝洞型油藏表征区域裂缝、溶洞是否存在，如果不存在，则采用单孔隙介质数值模拟方法进行模拟得到数学模型，然后转入第(6)步；如果存在，则转入步骤(2)；
(2)、设定缝洞型油藏介质中裂缝、洞穴的尺度界限lv1、lv2，lf1、lf2，其中lv1表示小尺度和中尺度溶洞界限，lv2表示中尺度和大尺度溶洞界限，lf1表示小尺度和中尺度裂缝界限，lf2表示中尺度和大尺度裂缝界限，其中lf1<lf2，lv1<lv2；
(3)、根据确定的尺度界限，按照缝洞尺寸lv、lf将缝洞型油藏介质区域划分为小尺度裂缝、中尺度裂缝、大尺度裂缝、小尺度溶洞、中尺度溶洞和大尺度溶洞；
(4)、根据缝洞型油藏介质的模型建立准则和表征单元体实验结果判断其表征单元体REVf、REVv是否存在，如果存在，则转入步骤(5)，如果不存在，则返回步骤(2)；
(5)、建立各个缝洞型油藏介质区域的数学模型；
(6)、建立各个数学模型对应的数值模型，对数值模型对应的线性方程组求解，并采用自动历史拟合方法修正缝洞型油藏模型，最后对得到的结果进行展示。

2.  根据权利要求1所述的缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法，其特征在于：所述步骤(2)中的所述设定缝洞型油藏介质中裂缝、洞穴的尺度界限lv1、lv2，lf1、lf2是这样实现的：
尺寸界限是根据流体流动模式确定的，其中lf1、lv1的值开始时根据物理实验或者经验来确定，此后逐渐增大；lf2，lv2的值开始时分别取缝洞型油藏储层中最大裂缝的尺寸和最大溶洞尺寸，此后逐渐递减。

3.  根据权利要求2所述的缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法，其特征在于：所述步骤(3)是这样实现的：
对于裂缝：如果lf≤lf1，则划分为小尺度裂缝，如果lf1<lf≤lf2，则划分为中尺度裂缝，如果lf>lf2，则划分为大尺度裂缝；
对于溶洞：如果lv≤lv1，则划分为小尺度溶洞，如果lv1<lv≤lv2，则划分为中尺度溶洞，如果lv>lv2，则划分为大尺度溶洞。

4.  根据权利要求3所述的缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法，其特征在于：所述步骤(4)中所述根据缝洞型油藏介质的模型建立准则和表征单元体实验结果判断其表征单元体REVf、REVv是否存在是这样实现的：
把缝洞型油藏介质区域中的一个体积V上的外延量E，按空间划分成两部分：
E=EΩ+ED  (3)
其中，EΩ为空间Ω上的外延量；ED为空间D上的外延量；V=Ω∪D。空间D由m个不相交的子域Dj组成，是Dj上的外延量，用下式表示；
ED=Σj=1mEDj---(4)]]>
空间Ω由3个可相交的子域ΩK组成；设K分别为：M、F、V，EK＝M，F，V分别是M、F、V上的外延量，且有：
EΩ=EM+EF+EV  (5)
如果缝洞型油藏介质一外延量E相应的内涵量e的表征单元体不存在；
如果通过步骤(3)中的划分使得式(3)～式(5)成立，且满足：
eK(x0)=limΩK(x0)&RightArrow;ΩK0(x0)(EK(ΩK(x0))ΩK(x0)),K=M,F,V---(6)]]>
eK(x0)=limx&RightArrow;x0eK(x),K=M,F,V---(7)]]>
则外延量EK相应的内涵量eK的表征单元体存在；
式(6)和式(7)是两个推定极限，如果这两个推定极限存在，那么表征单元体REVf、REVv就存在；如果这两个推定不存在，则相应的表征单元体REVf、REVv就不存在。

5.  根据权利要求4所述的缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法，其特征在于：所述步骤(5)是这样实现的：
对于缝洞型油藏介质中的裂缝，如果为大尺度裂缝则采用离散裂缝网络模型数值模拟方法进行模拟，建立离散裂缝模型数学模型；如果为中尺度裂缝则采用等效多重介质数值模拟方法进行模拟，建立等效多重介质数学模型，如果为小尺度裂缝则采用单孔隙介质数值模拟方法进行模拟得到数学模型；
对于缝洞型油藏介质中的溶洞，如果为大尺度溶洞则采用耦合型数值模拟方法进行模拟，建立耦合型数学模型；如果为中尺度溶洞则采用等效多重介质数值模拟方法进行模拟，建立等效多重介质数学模型，如果为小尺度溶洞则采用单孔隙介质数值模拟方法进行模拟得到数学模型。

说明书一种缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法
技术领域
本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法。
背景技术
油藏数值模拟技术研究始于20世纪30年代，到了50年代在石油工业方面得以应用，70年代开始进入商品化阶段，而80年代油藏数值模拟又向完善、配套、大型多功能一体化综合性软件飞跃发展，进入90年代，进一步完善了油藏数值模拟技术，发展了双重介质油藏数值模拟技术，并向大型一体化软件发展，跨入21世纪，油藏数值模拟的发展更趋向于描述更准确、计算速度更快、计算结果更准确方向发展，进一步发展了多重介质等模型，并将并行计算应用到油藏数值模拟中。近年来，油藏模型、网格剖分以及数值求解方法也都取得了很大提高，油藏数值模拟已成为油田开发研究，解决油田开发决策问题的有力工具。在衡量油田开发好坏、预测投资、对比油田开发方案、评价提高采收率方法等方面应用都极为广泛。
世界上已发现的油气储量有一半以上来自碳酸盐岩油气储集层，而缝洞型碳酸盐岩油藏作为其中的一种特殊类型，也在我国乃至世界的油气资源中也占有很大的比重。缝洞型碳酸盐岩油藏属于非常规油气藏类型，其储量规模大，可以形成大型油气藏，也是世界碳酸盐岩油藏生产的重要组成部分。
近十多年来，研究对象为碎屑岩的油藏数值模拟，其相关的理论与技术研究均基于多孔介质理论，已经取得了巨大的发展，形成了工业化技术应用。针对缝洞型油藏储集空间复杂，主要为孔、缝、洞，且孔、缝、洞存在不同的介质 组合，其流动规律与模拟方法因介质组合不同而不同。单一介质主要针对孔隙型碳酸盐岩油藏，模型与方法已经成熟；双重介质早在20世纪60年代就被Warren—Root提出，后来又被Barenblatt、Kazemi等进一步发展，目前在Eclipse、VIP、CMG、Athos和Sure等商业软件上都有双重介质模型。在双重介质基础上，1975年Clossman建立了孔、缝、洞三重介质达西渗流模型，我国冯文光、葛家理在1985年建立了多重介质非达西高速渗流数学模型，随后，吴玉树、康志江、邸元等人将多相流连续介质理论推广到多重介质中，提出了模拟缝洞型油藏多相流问题的数值模型方法，但是目前主要存在的问题是：
1)目前对砂岩油藏的数值模拟理论和方法比较成熟，已经广泛的应用于国内外的油气田开发中，为这类油藏的合理、高效开发提供了巨大的支持。而对缝洞型油藏的数值模拟却成为当前石油工程师面前的巨大挑战，其已经严重的制约着该类油藏高效开发；
2)多重介质模型无法准确模拟控制油藏中流体流动方向和规模的较大的裂缝，也无法精确模拟大型溶洞内流体的流动；
3)现有油藏数值模拟技术均以多孔连续介质为理论基础，以达西方程、连续性方程为核心数值模拟技术。缝洞型油藏流动特征复杂，不仅存在多孔连续介质渗流特征、还存在离散介质Navier—Stokes流特征，目前技术不适用。
现有的油藏数值模拟方法，均以孔隙型介质为研究目标，模拟思想都建立在连续介质理论基础上。缝洞型油藏储集体介质类型复杂(包括基质、溶孔、溶洞、裂缝等)、尺度变化大(包括不同尺度的空洞，大的溶洞内径可达几十米；还有不同尺度的裂缝，其裂缝开度不仅存在微米级，还存在厘米级)、流动类型多样(包括达西渗流、高速达西渗流、地下自由流、管流等)，目前研究尚属空白。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种缝洞型碳酸 盐岩油藏数值模拟方法，实现缝洞型油藏的准确数值模拟，提高该类油藏的数值模拟准确性，找准缝洞型油藏剩余油的分布位置，定量确定油藏的储量丰度，为科学合理地开发这类油田提供依据，最终达到提高采收率的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟方法，包括：
(1)、判断缝洞型油藏表征区域裂缝、溶洞是否存在，如果不存在，则采用单孔隙介质数值模拟方法进行模拟得到数学模型，然后转入第(6)步；如果存在，则转入步骤(2)；
(2)、设定缝洞型油藏介质中裂缝、洞穴的尺度界限lv1、lv2，lf1、lf2，其中lv1表示小尺度和中尺度溶洞界限，lv2表示中尺度和大尺度溶洞界限，lf1表示小尺度和中尺度裂缝界限，lf2表示中尺度和大尺度裂缝界限，其中lf1<lf2，lv1<lv2；
(3)、根据确定的尺度界限，按照缝洞尺寸lv、lf将缝洞型油藏介质区域划分为小尺度裂缝、中尺度裂缝、大尺度裂缝、小尺度溶洞、中尺度溶洞和大尺度溶洞；
(4)、根据缝洞型油藏介质的模型建立准则和表征单元体实验结果判断其表征单元体REVf、REVv是否存在，如果存在，则转入步骤(5)，如果不存在，则返回步骤(2)；
(5)、建立各个缝洞型油藏介质区域的数学模型；
(6)、建立各个数学模型对应的数值模型，对数值模型对应的线性方程组求解，并采用自动历史拟合方法修正缝洞型油藏模型，最后对得到的结果进行展示。
所述步骤(2)中的所述设定缝洞型油藏介质中裂缝、洞穴的尺度界限lv1、lv2，lf1、lf2是这样实现的：
尺寸界限是根据流体流动模式确定的，其中lf1、lv1的值开始时根据物理实验或者经验来确定，此后逐渐增大；lf2，lv2的值开始时分别取缝洞型油藏储层中最大裂缝的尺寸和最大溶洞尺寸，此后逐渐递减。
所述步骤(3)是这样实现的：
对于裂缝：如果lf≤lf1，则划分为小尺度裂缝，如果lf1<lf≤lf2，则划分为中尺度裂缝，如果lf>lf2，则划分为大尺度裂缝；
对于溶洞：如果lv≤lv1，则划分为小尺度溶洞，如果lv1<lv≤lv2，则划分为中尺度溶洞，如果lv>lv2，则划分为大尺度溶洞。
所述步骤(4)中所述根据缝洞型油藏介质的模型建立准则和表征单元体实验结果判断其表征单元体REVf、REVv是否存在是这样实现的：
把缝洞型油藏介质区域中的一个体积V上的外延量E，按空间划分成两部分：
E=EΩ+ED  (3)
其中，EΩ为空间Ω上的外延量；ED为空间D上的外延量；V=Ω∪D。空间D由m个不相交的子域Dj组成，是Dj上的外延量，用下式表示；
ED=Σj=1mEDj---(4)]]>
空间Ω由3个可相交的子域ΩK组成；设K分别为：M、F、V，EK＝M，F，V分别是M、F、V上的外延量，且有：
EΩ=EM+EF+EV  (5)
如果缝洞型油藏介质一外延量E相应的内涵量e的表征单元体不存在；
如果通过步骤(3)中的划分使得式(3)～式(5)成立，且满足：
eK(x0)=limΩK(x0)&RightArrow;ΩK0(x0)(EK(ΩK(x0))ΩK(x0)),K=M,F,V---(6)]]>
eK(x0)=limx&RightArrow;x0eK(x),K=M,F,V---(7)]]>
则外延量EK相应的内涵量eK的表征单元体存在；
式(6)和式(7)是两个推定极限，如果这两个推定极限存在，那么表征单元体REVf、REVv就存在；如果这两个推定不存在，则相应的表征单元体REVf、REVv就不存在。
所述步骤(5)是这样实现的：
对于缝洞型油藏介质中的裂缝，如果为大尺度裂缝则采用离散裂缝网络模型数值模拟方法进行模拟，建立离散裂缝模型数学模型；如果为中尺度裂缝则采用等效多重介质数值模拟方法进行模拟，建立等效多重介质数学模型，如果为小尺度裂缝则采用单孔隙介质数值模拟方法进行模拟得到数学模型；
对于缝洞型油藏介质中的溶洞，如果为大尺度溶洞则采用耦合型数值模拟方法进行模拟，建立耦合型数学模型；如果为中尺度溶洞则采用等效多重介质数值模拟方法进行模拟，建立等效多重介质数学模型，如果为小尺度溶洞则采用单孔隙介质数值模拟方法进行模拟得到数学模型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)利用本发明得到的计算结果与物理模拟相吻合(图2就是数值计算结果和物理计算结果)；
(2)利用本发明得到的缝洞单元历史拟合相对误差为9.6％，平均单井指标相对误差为18.3％
(3)本发明的方法科学的实现了该类油藏的数值模拟的准确模拟，可以应用于缝洞型油藏的开发和该地质结构的地下水的开发等领域；
(4)随着勘探和地质建模技术的发展，该发明更能体现其缝洞型油藏数值模拟中的优势，必将推动缝洞型油藏数值模拟的进步。
附图说明
图1，是本发明方法的步骤框图。
图2，是水驱油物理实验现象。
图3，是油藏数值模拟实验含油饱和度图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
现有的油藏数值模拟方法，均以孔隙型介质为研究目标，模拟思想都建立在连续介质理论基础上。缝洞型油藏储集体介质类型复杂(包括基质、溶孔、溶洞、裂缝等)、尺度变化大(包括不同尺度的空洞，大的溶洞内径可达几十米；还有不同尺度的裂缝，其裂缝开度不仅存在微米级，还存在厘米级)、流动类型多样(包括达西渗流、高速达西渗流、地下自由流、管流等)，目前研究尚属空白。
本发明提出了一种新的模拟缝洞型油藏的技术路线。缝洞型碳酸型盐岩油藏具有储集空间变化尺度大、介质复杂、流体流动形态多样等特点，无法利用比较成熟的砂岩油藏数值模拟理论与技术，因此缝洞油藏数值模拟成了当前世界面临的难点和重点，其制约着这类油藏的合理高效开发。为此，针对油藏储集空间不同尺度研究了表征单元体理论，提出了模型的建立准则。在缝洞油藏尺度上，依据连续性介质的思想框架，发展了双重介质，形成了等效多重介质理论；同时针对缝洞型油藏大型溶洞中流体流动需要精细刻画的问题提出了耦合型数值模拟技术；并利用离散裂缝网络模型实现对离散大缝的模拟，对其进行了精细描述，以准确描述裂缝对流体在油藏中流动的影响，综合油藏中基岩的性质，建立了油水两相微可压缩流体的离散裂缝网络的数学模型，进而建立 了离散裂缝网络的有限元数值模型。最后根据形成的缝洞型油藏数值模拟技术编制了的三维三相流体数值模拟器，通过物理模拟实验和数值模拟实验模拟了一注水驱油过程，结果的一致性验证了方法的正确性，并通过缝洞型油藏典型单元的模拟，取得了较好的效果。
开展了缝洞型油藏典型单元的数值模拟工作，主要的模拟流程是：①建立数模网格模型，对三维地质模型的网格数据进行粗化；②依据油藏精细描述的结果，建立油藏基本参数、岩石和流体PVT等数据文件；③整理生产动态数据和单井井史数记，以日产液量和生产时间为控制参数，形成可供软件使用的历史数据文件；④进行储量拟合和井区、单井生产历史拟合，在拟合过程中修改相关的参数，以形成符合地下实际的参数场；⑤结合拟合结果，分析剩余油的分布特征。结合数值模拟技术，模拟了单井、多井缝洞单元注水增油机理、剩余油分布特征等，S48缝洞单元25口井数值模拟研究，缝洞单元历史拟合相对误差为9.6％，平均单井指标相对误差为18.3％，进行了S48缝洞单元注水开发方案研究，实现了较好的经济效益。
缝洞型油藏中流体流动规律不同于砂岩油藏，其介质尺度变化大，存在连续介质和离散介质，用单一的描述砂岩油藏的一套理论已经无法描述，因此提出了缝洞型油藏数值模拟的解决方案，即首先研究介质类型的界定方法，然后根据缝洞型油藏的介质类型研究其适用的数值模拟技术，即耦合型数值模拟技术、裂缝网络数值模拟技术和等效多重介质数值模拟技术。
缝洞型油藏介质类型的界定方法是缝洞型油藏数值模拟的基础，连续介质理论成立的前提是其表征单元体存在，为此提出了缝洞型油藏表征单元体方法，形成了缝洞型油藏中模型的建立准则。
设Ω(x0)缝洞型油藏介质区域中的一个体积，x0是体积Ω(x0)的质心。设E为该缝洞型油藏介质的外延量(质量、空隙空间、单位时间通过的流体质量等)、e为该外延量对应的内涵量(密度、孔隙度、质量流量等)。E(Ω(x0))表示体积Ω(x0)内的外延量，e(x)表示点处的内涵量。
如果存在以下推定极限：
e(x0)=limΩ(x0)&RightArrow;Ω0(x0)(E(Ω(x0))Ω(x0))---(1)]]>
且E(Ω(x))点x0附近的变化是光滑的，即：
e(x0)=limx&RightArrow;x0e(x)---(2)]]>
则Ω0(x0)称为缝洞型油藏介质的表征单元体(REV)，连续介质方法(一种现有的方法)成立。
然而，由于缝洞型油藏介质中不同空隙类型的空间尺度差异很大、空隙中多相流体的流动形态也是多种多样，因此在研究的尺度范围内缝洞型油藏介质的表征单元体往往并不存在。为解决这一问题，本发明把缝洞型油藏介质区域中的一个体积V上的外延量E，按空间划分成两部分：
E=EΩ+ED  (3)
其中，EΩ为空间Ω上的外延量；ED为空间D上的外延量；V=Ω∪D。空间D由m个不相交的子域Dj组成，是Dj上的外延量。
ED=Σj=1mEDj---(4)]]>
空间Ω由3个可相交的子域ΩK组成。设K分别为：M、F、V，EK＝M，F，V分别是M、F、V上的外延量，且有：
EΩ=EM+EF+EV  (5)
如果缝洞型油藏介质一外延量E相应的内涵量e的表征单元体不存在，则连续介质方法不适用。
如果通过某种划分使得式(3)～式(5)成立，且满足：
eK(x0)=limΩK(x0)&RightArrow;ΩK0(x0)(EK(ΩK(x0))ΩK(x0)),K=M,F,V---(6)]]>
eK(x0)=limx&RightArrow;x0eK(x),K=M,F,V---(7)]]>
则，外延量EK相应的内涵量eK的表征单元体存在，连续介质方法可用，需采用等效多重介质技术。式(3)～式(7)即是缝洞型油藏介质的模型建立准则。式(6)和式(7)是两个推定极限，如果这两个推定极限存在，那么表征单元体REVf、REVv就存在；如果这两个推定不存在，则相应的表征单元体REVf、REVv就不存在。
如图1所示，本发明根据缝洞型油藏特点，采用表征单元体方法获得不同储集空间中流体应采取的技术，其中包括耦合型数值模拟技术、裂缝网络数值模拟技术和等效多重介质数值模拟技术，并采用相应的方法进行研究，具体方法和步骤如下：
1、判断缝洞型油藏表征区域裂缝、溶洞是否存在，如果不存在则采用单孔隙介质进行模拟；如果存在溶洞，则转入步骤2；
2、设定缝洞型油藏介质中裂缝、洞穴的尺度界限lv1、lv2，lf1、lf2：lf1、lv1，其中lf1<lf2，lv1<lv2；
3、根据确定的尺度界限，按照缝洞尺寸lv、lf将缝洞型油藏介质区域进行划分，对于裂缝：lf≤lf1为小尺度裂缝，lf1<lf≤lf2为中尺度裂缝，lf>lf2为大尺度裂缝；对于溶洞：lv≤lv1为小尺度孔洞，lv1<lv≤lv2为中尺度溶洞，lv>lv2为大尺度溶洞；
4、对缝洞型油藏介质中：小尺度区域拟采用单孔隙介质进行模拟、中尺度区域拟采用等效多重介质模型进行模拟、大尺度区域就需要对缝、洞显式表示来模拟，根据缝洞型油藏介质的模型建立准则和表征单元体实验结果判断其表征单元体REVf、REVv是否存在(就是通过(3)至(7)式来实现的)，如果存在，则转入步骤5，如果不存在，则返回步骤2调整尺寸界限lf1、lv1(lf1、lv1的值根据物理实验或者经验来确定，此后逐渐增大；lf2，lv2的值开始时分别取缝洞型油藏储层中最大裂缝的尺寸和最大溶洞尺寸，此后逐渐递减。)；
5、对于缝洞型油藏介质中的裂缝，如果为大尺度裂缝则采用离散裂缝网络模型数值模拟方法进行模拟，建立离散裂缝模型数学模型，旨在精细模拟离散大裂缝对流动的影响；如果为中尺度裂缝则采用等效多重介质数值模拟方法进行 模拟，建立等效多重介质数学模型，否则采用单孔隙介质数值模拟方法进行模拟；对于缝洞型油藏介质中的溶洞，如果为大尺度溶洞则采用耦合型数值模拟方法进行模拟，建立耦合型数学模型，旨在精细计算大型缝洞组合体的流体流动；如果为中尺度溶洞则采用等效多重介质数值模拟方法进行模拟，建立等效多重介质数学模型，否则采用单孔隙介质数值模拟方法进行模拟；
6、建立步骤5中各个数学模型对应的数值模型，对数值模型对应的线性方程组求解，并采用自动历史拟合方法(本申请采用现有的历史拟合方法或以前申请过的专利中的拟合方法都可以，例如可采用申请号为201010199122.X，专利名称为“一种基于遗传算法提高缝洞型油藏自动历史拟合效率的方法”中提供的方法)修正缝洞型油藏模型，最后对得到的结果进行展示。
所述步骤5中，所述耦合型数值模拟方法的详细步骤请参考相关申请号为201010228296.4、名称为“一种分析模拟缝洞型油藏流体流动的方法”的专利，此处仅给出简介如下：
针对碳酸盐岩缝洞型油藏储层介质复杂的特征，首先建立耦合型数学模型，在数学模型建立中有三个关键方法性难题，洞穴流与渗流界面耦合、洞穴内两相流界面追踪及井打在溶洞内的计算问题。通过公式推导，解决了三个方面的方法问题。联立求解方法与，通过得到了基于复杂介质的洞穴流与渗流耦合方法；多了二维单相不可压缩流体耦合型方程数值解法研究，形成了缝洞等效处理方法，较好解决了缝洞网格粗化问题。在三维两相不可压缩流体耦合型方程数值解研究中，通过联立求解的思路，首次解决了洞、缝、孔耦合计算问题。同时，在多重介质数值模拟方法的基础研究上，建立了处理洞穴的计算方法，解决了油藏尺度的洞、缝、孔计算问题。
求解器使用压力的隐式算子分割算法(Pressure Implicit with Splitting of Operators，简称PISO算法)，迭代求解矩阵为共轭梯度方法，对于对称矩阵，使用不完全的Cholesky预处理共轭梯度求解器(ICCG)，非对称矩阵可使用Bi-CGSTAB方法，对于复杂问题也可以使用多重网格方法(Multi-Grid  Method，简称MGM)，其求解更为快速，实现了精确计算缝洞组合体内的流动特征的技术。
所述裂缝网络数值模拟方法的详细步骤请参考申请号为201010228294.5、名称为“一种分析离散裂缝性油藏流体流动的方法”的专利，此处仅给出简介如下：
针对缝洞型油藏部分地区裂缝网络发育的复杂性和其强烈的非均质性，致使其流动数值模拟研究难度非常大。传统的连续介质渗流理论发展比较成熟，却难以描述裂缝性岩体离散介质的本质及其水力学特征。并且较大的裂缝控制着油藏中流体流动的方向和规模，需要采用离散裂缝模型对油藏中的每条裂缝都具体模拟，因此，开展了离散裂缝网络数值模拟方法研究。建立了缝洞型油藏的二维和三维油水两相流动的数学模型，利用有限元方法，即采用Galerkin加权余量法得到了离散裂缝网络数值模拟的压力和饱和度方程的等效积分“弱”形式，形成了离散裂缝网络数值模拟的单元特性矩阵和列阵，建立了离散裂缝网络的有限元数值模型；采用Bowyer—Watson算法来实现Delaunay三角形网格剖分，并在此基础上实现了Delaunay四面体网格剖分。
通过梯度法、共轭梯度法和预条件共轭梯度法的对比分析，依据收敛速度、需求存储空间等特点优选了预条件共轭梯度法，并形成了离散裂缝网络模型的有限元数值模型的预条件共轭梯度求解方法。
所述等效多重介质数值模拟方法的详细步骤请参考申请号为201010234800.1、名称为“一种分析缝洞型油藏剩余油分布的方法”的专利，此处仅给出简介如下：
针对碳酸盐岩缝洞型油藏，在双重介质基础上发展了多重介质理论；建立了模拟缝洞型油藏的多重介质多相流体达西流和非达西高速流动的数值计算方法；研究了用非达西高速流动模拟洞穴流的适用条件，确定了洞穴流的近似模拟方法；提出了瞬时平衡和重力分离假定，确定了巨型洞穴中多相流体的近似模拟方法；针对可变形介质渗流与应力耦合问题，提出了有限元-有限体积混 合的数值计算方法，建议了多重介质变形-渗流耦合的简化计算方法；采用有限体积法和Newton—Raphson迭代解法，编制了多重介质多相流数值模拟核心程序。通过三重介质单相流体径向流动的解析解、推导的一维两相流体非达西高速流动的解析解、一维饱和多孔介质变形解析解和室内物理试验，验证了上述计算方法和程序的正确性。基于面向对象的分析方法，编制了多重介质模型数据输入程序和计算结果分析处理程序，同多重介质数值模拟器一起，形成了一套复杂介质三维多相流动的数值模拟软件。以塔河4区为研究目标，通过岩芯观察和微观描述，利用地质、测井等现场资料，协同地震数据体，建立了缝洞型碳酸盐岩三维地质模型；并对不同类型的储层进行网格粗化研究；结合动态资料分析，形成了动态渗透率场的研究方法。
所述步骤7中的自动历史拟合方法如下：①自动历史拟合方法研究近些年受到越来越多人的重视，近几年研究较多的是现代优化算法，如演化算法、卡尔曼滤波、伴随方法、代理模型。这些方法不受搜索空间限制性条件(如是否可微、连续性、峰值等)的约束及不需要其他辅助信息(如导数)的特点，不容易受到随机干扰的影响，其优势也逐渐被认同。但这些优化算法都需要多次调用模拟器进行模拟运算，所以算法优化效率成为算法应用的关键问题。针对不同优化方法的发表的论文较为丰富，但算法实现的具体技术在众多的论文中鲜有披露。所以优化方法及其具体实现技术研究是本研究的重点和难点。通过分析大量拟合运算实例，提出了新的拟合评价函数(详细过程请参考申请号为201010199122.X、名称为“一种基于遗传算法提高缝洞型油藏自动历史拟合效率的方法”的专利)
拟合评价函数充分考虑了误差的相对大小，有效地消除了误差异常大的点对总体评价的影响，能更好地对拟合结果进行评价。新的拟合评价函数目标函数为：
F=1N×KΣi=1NΣj=1K|Pij-Pij′|/Max(Pij+ξ,Pij′+ξ)]]>
其中，N为生产井数，K为井的实测数据个数，Pij为第i口井的第j时刻的实测生产数据，P′ij为第i口井的第j时刻的模拟计算产量，ξ为一个很小的正实数。加ξ是为了避免除数为0而出现除运算异常。
②通过对油藏历史拟合工作流程和遗传算法特点的分析，设计了基于遗传算法的自动历史拟合算法处理流程，描述如下：
i初始化种群；
ii把当前个体对应的参数写入到模拟器输入文件的对应位置，调用模拟器进行模拟运算；
iii等到模拟运算完成后读取模拟器输出文件中的产量数据，并和实际测量数据对比，使用设定好的目标函数对拟合结果进行评价。如果误差达到要求转到vi，否则转到iv；
iv如果当前代中个体全部评价完成转到v，否则转到ii；
v使用选择，交叉，变异算子产生新一代种群；
vi结束并输出结果。
此时就完成了自动历史拟合，使得模型更加逼近实际地质模型，为更加正确进行生产预测奠定了基础。这样就完成了本发明的方法。
为了验证方法的正确性，根据对油藏数值模拟方法研究结果，开展了相应的物理实验，编制了相应的数值模拟软件，即开展了注水驱替油物理实验，实验中充填物为右半部为5mm白色大理石，左半部为3mm白色大理石，注入清水速度为0.9L/min，模型内部充满油，从左向右驱替油，实验结果如图2所示，采用相同的参数进行数值模拟，结果如图3所示，通过比较可以得出数值模拟实验与物理实验趋势一致，从而验证了方法的正确性。；图2中模型中间为空洞，左右为白色大理石填充，然后进行水驱油物理实验得此现象。根据物理实验模型，设计了数值模拟模型并进行了模拟，图3为模拟后含油饱和度图。
结合数值模拟技术，模拟了单井、多井缝洞单元注水增油机理、剩余油分布特征等，S48缝洞单元25口井数值模拟研究，缝洞单元历史拟合相对误差为 9.6％，平均单井指标相对误差为18.3％，进行了S48缝洞单元注水开发方案研究，实现了较好的经济效益。
本发明实现了缝洞型油藏的数值模拟，提高了该类油藏的数值模拟准确性，实现了对缝洞型油藏的科学处理，为科学合理地开发这类油田提供了依据，最终达到了提高采收率的目的。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。