本发明涉及油藏数值模拟，更具体地，涉及一种考虑支撑剂分布的页岩气藏流固耦合数值模拟方法、装置及介质。
背景技术：
1、页岩气是非常规油气增储上产的重要组成部分，由于其储层渗透率极低，因此水力压裂是页岩气藏有效开发的关键。水力压裂过程中，大量压裂液经由射孔被泵注进入地层，诱导水力裂缝形成并扩展。停泵后井筒和裂缝网络内流体压力下降至低于页岩气藏储层内流体压力，导致水力裂缝闭合。水力裂缝闭合后，支撑剂运移和沉积导致的不均匀分布将裂缝区域分为支撑区域和未支撑区域，两者具有不一样的导流特征，其中支撑区域能够为生产流动保持较高导流能力。因此，压裂裂缝中支撑剂实际分布情况、支撑缝区域的导流能力应力敏感性以及整体的流固耦合效应都对水力裂缝闭合和页岩气生产预测准确性具有重要影响。然而，现有页岩气藏数值模拟方法尚未综合考虑上述影响因素，亟待建立能够综合考虑支撑剂实际分布特征、支撑缝区域导流能力应力敏感性以及页岩气藏整体流固耦合作用的一体化数值模拟方法和技术，提高页岩气藏产能预测的准确性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种考虑支撑剂分布的页岩气藏流固耦合数值模拟方法、装置及介质，结合支撑剂运移模型和支撑缝导流能力计算模型，建立了考虑裂缝内支撑剂实际分布特征、支撑缝区域导流能力应力敏感性的页岩气藏流固耦合一体化数值模拟方法，提高了页岩气藏产能分析的准确性，能够为页岩气藏压裂设计和产能评价一体化分析提供技术支撑。
2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、根据本发明的第一方面，提供一种考虑支撑剂分布的页岩气藏流固耦合数值模拟方法，所述方法包括：
4、采用离散单元法模拟不同闭合应力下支撑剂层的压实过程，结合孔隙网络模型、格子玻尔兹曼方法和人工神经网络模型，计算支撑缝渗透率和导流能力，得到支撑段的开度和导流能力随闭合应力的变化关系；
5、采用计算流体动力学耦合离散单元法实现水力裂缝内的支撑剂流动颗粒和流体两相双向耦合，采用计算流体动力学模拟携砂液的动量和质量守恒，采用离散单元模型模拟支撑剂颗粒流动和接触作用，根据曳力模型等对颗粒相施加流体作用力，实现水力裂缝内支撑剂运移数值模拟，得到水力裂缝中支撑剂的实际分布特征；
6、针对水力压裂后形成压裂改造区域的页岩气藏，采用基质-微裂缝-水力裂缝耦合模型进行生产模拟，其中压裂改造区外采用单孔隙介质模型，压裂改造区内的基岩和微裂缝采用双重介质模型，水力裂缝采用嵌入式离散裂缝模型；其中，水力裂缝内考虑支撑剂实际分布特征和支撑段开度和导流能力随闭合应力的变化关系。
7、根据本发明的第二方面，提供一种考虑支撑剂分布的页岩气藏流固耦合数值模拟装置，所述装置包括：
8、计算模型构建模块，被配置为采用离散单元法模拟不同闭合应力下支撑剂层的压实过程，结合孔隙网络模型、格子玻尔兹曼方法和人工神经网络模型，计算支撑缝渗透率和导流能力，得到支撑段的开度和导流能力随闭合应力的变化关系；
9、支撑分布计算模块，被配置为采用计算流体动力学耦合离散单元法实现水力裂缝内的支撑剂流动颗粒和流体两相双向耦合，采用计算流体动力学模拟携砂液的动量和质量守恒，采用离散单元模型模拟支撑剂颗粒流动和接触作用，根据曳力模型等对颗粒相施加流体作用力，实现水力裂缝内支撑剂运移数值模拟，得到水力裂缝中支撑剂的实际分布特征；
10、数值模拟模块，被配置为针对水力压裂后形成压裂改造区域的页岩气藏，采用基质-微裂缝-水力裂缝耦合模型进行生产模拟，其中压裂改造区外采用单孔隙介质模型，压裂改造区内的基岩和微裂缝采用双重介质模型，水力裂缝采用嵌入式离散裂缝模型；其中，水力裂缝内考虑支撑剂实际分布特征和支撑段开度和导流能力随闭合应力的变化关系。
11、根据本发明的第三方面，提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的方法。
12、本发明至少具有以下有益效果：
13、本发明在通过欧拉颗粒流模型确定裂缝内支撑剂分布信息的基础上，结合支撑剂层应力-应变和支撑缝导流能力应力敏感性规律，成功建立了一套适用于页岩气藏的流固耦合数值模拟模型。首先采用混合模对包含基质、微裂缝和水力裂缝的页岩气藏进行模拟，其中以单孔隙模型模拟非储层改造区域，以多孔隙度模型模拟包含储层改造区域。通过嵌入式离散裂缝模型显示地刻画水力裂缝，同时水力裂缝闭合模拟考虑支撑剂分布的影响。具体为通过欧拉颗粒模型计算裂缝内支撑剂分布信息，基于应力敏感的支撑缝导流能力变化和支撑剂层应力-应变关系为水力裂缝闭合过程提供流固耦合参数。基于介质基质-微裂缝-水力裂缝耦合的模拟方法，考虑页岩气流动基本特征，开展页岩气藏累积产气影响因素的分析。该模型方法结合支撑剂分布模拟和应力敏感的导流能力变化规律，构建考虑支撑剂分布的页岩气藏流固耦合模型，提高了页岩气藏累积产气模拟准确性，是构建一体化数值模拟方法的关键技术。该模型建立一体化的数值模拟方法，实现从支撑剂流动分析、支撑缝导流能力计算到页岩气藏产能分析的有机结合，为页岩气藏高效开发及储层压裂改造技术优化提供可参考的模拟方法和理论基础。
1.一种考虑支撑剂分布的页岩气藏流固耦合数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用离散单元法模拟不同闭合应力下支撑剂层的压实过程，结合孔隙网络模型、格子玻尔兹曼方法和人工神经网络模型，计算支撑缝渗透率和导流能力，得到支撑段的开度和导流能力随闭合应力的变化关系，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用人工神经网络模型提高改进的孔隙网络模型的计算效率，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用计算流体动力学耦合离散单元法实现水力裂缝内的支撑剂流动颗粒和流体两相双向耦合，采用计算流体动力学模拟携砂液的动量和质量守恒，采用离散单元模型模拟支撑剂颗粒流动和接触作用，根据曳力模型等对颗粒相施加流体作用力，实现水力裂缝内支撑剂运移数值模拟，得到水力裂缝中支撑剂的实际分布特征，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用欧拉颗粒模型确定裂缝内支撑剂分布信息，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于欧拉颗粒模型确定颗粒相应力信息，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对水力压裂后形成压裂改造区域的页岩气藏，采用基质-微裂缝-水力裂缝耦合模型进行生产模拟，其中压裂改造区外采用单孔隙介质模型，压裂改造区内的基岩和微裂缝采用双重介质模型，水力裂缝采用嵌入式离散裂缝模型，包括：
8.一种考虑支撑剂分布的页岩气藏流固耦合数值模拟装置，其特征在于，所述装置包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算模型构建模块被进一步配置为：
10.一种存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质，当所述指令由处理器执行时，执行根据权利要求1至4中任一项所述的方法。
