石油学报

作者：姚军, 王通, 孙致学, 孙海, 黄朝琴

单位：1. 中国石油大学(华东)油气渗流研究中心 山东青岛 266580;2. 中国石油大学(华东)深层油气全国重点实验室 山东青岛 266580;3. 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心 北京 100088;4. 北京应用物理与计算数学研究所 北京 100094

关键词：油藏数值模拟,嵌入式离散裂缝模型,热-流-固耦合,并行计算,网格

基金：姚军,男,1964年3月生,1999年获中国石油大学(华东)工学博士学位,现为中国石油大学(华东)教授、博士生导师,主要从事油气田开发工程的教学和科研工作。Email:RCOGFR_UPC@126.com

摘要： 复杂裂缝系统热-流-固耦合流动广泛存在于非常规和深层油气藏开发过程中,由于裂缝系统热-流-固耦合数值模拟计算量巨大,并行计算技术是实现裂缝系统精细数值模拟的有效方法。对基于通用网格嵌入式离散裂缝模型的热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术进行了研究。首先,基于区域分解方法,研发了嵌入式离散裂缝模型大规模并行求解技术,并且提出了在非结构网格中,基质与裂缝两套独立系统的连接关系分解方法。其次,针对多组分热-流-固耦合问题,使用有限体积法实现了组分流动、传热与力学控制方程的统一数值离散,使用顺序隐式牛顿方法对耦合非线性问题进行并行迭代求解。最后,通过与解析模型对比验证了数值方法的准确性,并且将数值模拟器应用于多层页岩气藏立体开发、深层高温裂缝性油藏注水开发数值模拟,并且在不同并行规模下对并行计算性能与可扩展性进行了分析。实现的并行数值模拟技术能够对实际工程中的三维离散裂缝系统进行大规模精细并行数值模拟,并且在不同的并行规模下都取得了良好的并行性能与可扩展性,能够成为裂缝性油气藏开发的有效设计与分析工具。

来源：2025年第3期

《石油学报》期刊编辑部

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