裂缝各向异性油藏注水开发可预测物理模型建立方法

摘要

一种裂缝各向异性油藏注水开发可预测物理模型建立方法，该方法包括：(a)根据裂缝性油藏水驱油开发过程的特点，利用渗流力学理论和相似性分析，建立裂缝性油藏开发模拟的相似性准则，相似性准则包括外形与空间相似、井筒几何相似、岩石物性相似、油水粘度相似、重力-压力相似、基质与裂缝可动油量比相似、基质内含油量分布的相似、基质渗吸与裂缝驱替特征时间相似、渗吸强度分布相似及时间过程相似；(b)相似性准则的实现及模型参数设计方法；(c)建立满足多重相似性的油藏宏观物理模型，以全面模拟预测实际裂缝性油藏的渗流特征和开发过程。本发明建立了裂缝各向异性油藏可预测物理模拟相似准则体系，功能全面、易于实现。

主权项

一种裂缝各向异性油藏注水开发可预测物理模型建立方法，其特征在于，该方法包括：（a）根据裂缝性油藏水驱油开发过程的特点，利用渗流力学理论和相似性分析，建立裂缝性油藏开发模拟的相似性准则，所述相似性准则包括外形与空间相似、井筒几何相似、岩石物性相似、油水粘度相似、重力‑压力相似、基质与裂缝可动油量比相似、基质内含油量分布的相似、基质渗吸与裂缝驱替特征时间相似、渗吸强度分布相似及时间过程相似；（b）相似性准则的实现及模型参数设计方法；以及（c）建立满足多重相似性的油藏宏观物理模型，以全面模拟预测实际裂缝性油藏的渗流特征和开发过程；其中，所述步骤（a）中所述岩石物性分布相似包括裂缝渗透率分布相似及裂缝孔隙度相似，且所述相似性准则还包括饱和度分布相似及位势分布相似，该相似性准则共包括下面的裂缝各向异性油藏水驱油模拟相似性准则表中所列的22个相似准则：裂缝各向异性油藏水驱油模拟相似性准则表所述步骤（a）中包括（a1）确定相似性准则的建模条件及（a2）建立无量纲化渗流数学模型，步骤（a1）中所述的建模条件包括:(a11)油藏介质为双孔单渗，即基质和裂缝均为流体存储空间，裂缝系统是渗流通道；(a12)考虑基质‑裂缝间的渗吸作用；(a13)考虑重力及油水重度差的影响；(a14)考虑裂缝渗透率的各向异性；(a15)忽略裂缝中的毛管力；(a16)忽略流体及岩石的压缩性；所述步骤（a2）建立无量纲化渗流数学模型具体为：裂缝中的油水运动方程：裂缝中的物质平衡方程：自然限制条件：S_o+S_w=1,q_w+q_o=0      (3)动态渗吸方程：$q_o=\mathrm{R\lambda }[S_w(x,y,z,t)-\lambda {\int }_0^t{S}_w(x,y,z,\tau )e^{-\lambda (t-\tau )}\mathrm{d\tau }]=\mathrm{R\lambda }{\int }_0^t\frac{\partial S_w}{\partial \tau }·e^{-\lambda (t-\tau )}\mathrm{d\tau }---\left(4\right)$初始条件：Φ_o(x,y,z,t=0)=Φ_i,Φ_w(x,y,z,t=0)=0,S_w(x,y,z,t=0)=0    (5)边界条件：假设油藏边界Γ为封闭边界，n为边界法向，则$\frac{{\partial \Phi }_o}{\partial n}{|}_{\Gamma }=0,\frac{{\partial \Phi }_w}{\partial n}{|}_{\Gamma }=0---\left(6\right)$对于井筒边界，假设为定压注采，则$p({\overrightarrow{r}}_{\mathrm{inj}},t)-p({\overrightarrow{r}}_{\mathrm{pro}},t)=\mathrm{\Delta p}---\left(7\right)$上述各式中，v、q、S分别表示渗流速度、渗吸强度、饱和度，下标o、w分别表示油和水；x、y、z为直角坐标系的三个坐标，表示油藏空间点，和分别表示注水井和生产井井筒上任意一点，A_w、A_o、A分别为张量形式的水相流度、油相流度及流体总流度：$A_o=\frac{{\mathrm{KK}}_{\mathrm{ro}}}{{\mu }_o},A_w=\frac{{\mathrm{KK}}_{\mathrm{rw}}}{{\mu }_w},A=\frac{{\mathrm{KK}}_{\mathrm{ro}}}{{\mu }_o}+\frac{{\mathrm{KK}}_{\mathrm{rw}}}{{\mu }_w}$K为各向异性渗透率张量，φ为孔隙度，K_ro和K_rw分别是油相和水相的相对渗透率，Φ_o,Φ_w分别为油相和水相的位势，Φ_i为初始位势，p为压力，Δp为注采压差，记γ为重度，G为油水重力势差，则有如下表达式：Φ_o=p+γ_oz,Φ_w=p+γ_wz，G=(γ_w‑γ_o)z     (8)R为单位体积基岩所含可动油体积，λ表示渗吸强度，记T^*为渗吸半周期，则λ=ln2/T^*         (9)把运动方程带入物质平衡方程，得：$▿·(A_w·{▿\Phi }_w)+q_w=\phi ·\frac{{\partial S}_w}{\partial t}---\left(10\right)$$▿·(A_o·{▿\Phi }_o)+q_o=\phi ·\frac{{\partial S}_o}{\partial t}---\left(11\right)$(10)和(11)两式相加，得：$▿·(A·{▿\Phi }_w)-▿·(A_o·▿G)=0---\left(12\right)$(10)化为：$▿·(A_w·{▿\Phi }_o)+▿·(A_w·▿G)-\mathrm{R\lambda }{\int }_0^t\frac{{\partial S}_w}{\partial \tau }·e^{-\lambda (t-\tau )}\mathrm{d\tau }=\phi ·\frac{{\partial S}_w}{\partial t}---\left(13\right)$故渗流数学模型写为：$\left\{\begin{array}{c}▿·(A·{▿\Phi }_w)-▿·(A_o·▿G)=0\\ ▿·(A_w·{▿\Phi }_o)+▿·(A_w·▿G)-{\mathrm{R\lambda }\int }_0^t\frac{{\partial S}_w}{\partial \tau }·e^{-\lambda (t-\tau )}\mathrm{d\tau }=\phi ·\frac{{\partial S}_w}{\partial t}\\ {\Phi }_o(x,y,z,t=0)-{\Phi }_i=0,{\Phi }_w(x,y,z,t=0)=0\\ S_w(x,y,z,t=0)=0\\ \frac{{\partial \Phi }_o}{\partial n}{|}_{\Gamma }=0,\frac{\partial {\Phi }_w}{\partial n}{|}_{\Gamma }=0,p({\overrightarrow{r}}_{\mathrm{inj}},t)-p({\overrightarrow{r}}_{\mathrm{pro}},t)=\mathrm{\Delta p}\end{array}\right.---\left(14\right)$将式(14)在以渗透率主方向为坐标方向的直角坐标系中展开，并设渗透率主值分别为K_x、K_y、K_z，得：$\left\{\begin{array}{c}\frac{\partial }{\partial x}[K_x(\frac{K_{\mathrm{ro}}}{{\mu }_o}+\frac{K_{\mathrm{rw}}}{{\mu }_w})·\frac{{\partial \Phi }_w}{\partial x}]+\frac{\partial }{\partial y}[K_y(\frac{K_{\mathrm{ro}}}{{\mu }_o}+\frac{K_{\mathrm{rw}}}{{\mu }_w})·\frac{{\partial \Phi }_w}{\partial y}\\ +\frac{\partial }{\partial z}[K_z(\frac{K_{\mathrm{ro}}}{{\mu }_o}+\frac{K_{\mathrm{rw}}}{{\mu }_w})·\frac{{\partial \Phi }_w}{\partial z}]-\frac{\partial }{\partial z}\left[\frac{K_z{K}_{\mathrm{ro}}}{{\mu }_o}\mathrm{\Delta \gamma }\right]=0\\ \frac{\partial }{\partial x}[\frac{K_x{K}_{\mathrm{rw}}}{{\mu }_w}·\frac{\partial ({\Phi }_o-{\Phi }_i)}{\partial x}]+\frac{\partial }{\partial y}[\frac{K_y{K}_{\mathrm{rw}}}{{\mu }_w}·\frac{\partial ({\Phi }_o-{\Phi }_i)}{\partial y}]+\frac{\partial }{\partial z}[\frac{K_z{K}_{\mathrm{rw}}}{{\mu }_w}·\frac{\partial ({\Phi }_o-{\Phi }_i)}{\partial z}]\\ +\frac{\partial }{\partial z}(\frac{K_z{K}_{\mathrm{rw}}}{{\mu }_w}·\mathrm{\Delta \gamma })-\mathrm{R\lambda }{\int }_0^t\frac{{\partial S}_w}{\partial \tau }·e^{-\lambda (t-\tau )}\mathrm{d\tau }=\phi ·\frac{{\partial S}_w}{\partial t}\\ {\Phi }_o(x,y,z,t=0)-{\Phi }_i=0,{\Phi }_w(x,y,z,t)=0\\ S_w(x,y,z,t=0)=0\\ \frac{{\partial \Phi }_o}{\partial n}{|}_{\Gamma }=0,\frac{{\partial \Phi }_w}{\partial n}{|}_{\Gamma }=0\\ p({\bar{r}}_{\mathrm{inj}},t)-p({\bar{r}}_{\mathrm{pro}},t)=\mathrm{\Delta p}\end{array}\right.---\left(15\right)$裂缝中的油水相渗曲线为相互交叉的对角线，其表达式如下：K_w=K·S_w            (16)K_o=K·(1‑S_w)          (17)故式(15)化为$\left\{\begin{array}{c}\frac{\partial }{\partial x}[(\frac{K_x·(1-S_w)}{{\mu }_o}+\frac{K_x·S_w}{{\mu }_w})·\frac{{\partial \Phi }_w}{\partial x}]+\frac{\partial }{\partial y}[(\frac{K_y·(1-S_w)}{{\mu }_o}+\frac{K_y·S_w}{{\mu }_w})·\frac{\partial {\Phi }_w}{\partial y}]\\ +\frac{\partial }{\partial z}[(\frac{K_z·(1-S_w)}{{\mu }_o}+\frac{K_z·S_w}{{\mu }_w})·\frac{\partial {\Phi }_w}{\partial z}]-\frac{\partial }{\partial z}\left[\frac{K_z·(1-S_w)}{{\mu }_o}\mathrm{\Delta \gamma }\right]=0\\ \frac{\partial }{\partial x}[\frac{K_x·S_w}{{\mu }_w}·\frac{\partial ({\Phi }_o-{\Phi }_i)}{\partial x}]\frac{\partial }{\partial y}+[\frac{K_y·S_w}{{\mu }_w}·\frac{\partial ({\Phi }_o-{\Phi }_i)}{\partial y}]+\frac{\partial }{\partial z}[\frac{K_z·S_w}{{\mu }_w}·\frac{\partial ({\Phi }_o-{\Phi }_i)}{\partial z}]\\ +\frac{\partial }{\partial z}(\frac{K_z·S_w}{{\mu }_w}·\mathrm{\Delta \gamma })-\mathrm{R\lambda }{\int }_0^t\frac{\partial S_w}{\partial \tau }·e^{-\lambda (t-\tau )}\mathrm{d\tau }=\phi ·\frac{\partial S_w}{\partial t}\\ {\Phi }_o(x,y,z,0)-{\Phi }_i=0,{\Phi }_w(x,y,z,0)=0\\ S_w(x,y,z,0)=0\\ {\frac{\partial {\Phi }_o}{\partial n}|}_{\Gamma }=0,{\frac{\partial {\Phi }_w}{\partial n}|}_{\Gamma }=0\\ p_{\mathrm{inj}}({\overrightarrow{r}}_w,t)-p_{\mathrm{pro}}({\overrightarrow{r}}_w,t)=\mathrm{\Delta p}\end{array}\right.---\left(18\right)$下面将数学模型式(18)无量纲化：5个自变量无量纲化：$x_D=\frac{x}{L_x},y_D=\frac{y}{L_y},z_D=\frac{z}{L_z},t_D=\frac{t}{T}---\left(19\right)$4个孔渗参数无量纲化：${\phi }_D=\frac{\phi }{\bar{\phi }},K_{\mathrm{xD}}=\frac{K_x}{{\bar{K}}_x},K_{\mathrm{yD}}=\frac{K_y}{{\bar{K}}_y},K_{\mathrm{zD}}=\frac{K_z}{{\bar{K}}_z}---\left(20\right)$3个流体参数无量纲化：${\mu }_{\mathrm{oD}}=\frac{{\mu }_o}{{\bar{\mu }}_o}\equiv 1,{\mu }_{\mathrm{wD}}=\frac{{\mu }_w}{{\bar{\mu }}_w}\equiv 1,{\mathrm{\Delta \gamma }}_D=\frac{\mathrm{\Delta \gamma }}{\Delta \bar{\gamma }}\equiv 1---\left(21\right)$2个渗吸常数无量纲化：${\lambda }_D=\frac{\lambda }{\bar{\lambda }},R_D=\frac{R}{\bar{R}}---\left(22\right)$3个因变量无量纲化：${\Phi }_{\mathrm{wD}}=\frac{{\Phi }_w}{\mathrm{\Delta p}},{\Phi }_{\mathrm{oD}}=\frac{{\Phi }_o-{\Phi }_i}{\mathrm{\Delta p}},S_{\mathrm{wD}}=S_w---\left(23\right)$其中，L_x、L_y、L_z——x、y、z方向的特征长度，取最大或平均长度；$T=L_x\bar{\phi }/(\frac{{\bar{K}}_x}{{\bar{\mu }}_w}·\frac{\mathrm{\Delta p}}{L_x})$——水驱特征时间；——平均孔隙度；——x、y、z方向渗透率主值的平均值；——油相、水相流体平均粘度；因忽略流体压缩性，——平均油水重度差；因忽略流体压缩性，——R,λ的平均值，把式(19)～式(23)带入式(18)，得$\left\{\begin{array}{c}\frac{\partial }{{\partial x}_D}[(\frac{K_{\mathrm{xD}}·(1-S_{\mathrm{wD}})}{{\mu }_{\mathrm{oD}}}+\frac{{\bar{\mu }}_o}{{\bar{\mu }}_w}·\frac{K_{\mathrm{xD}}·S_{\mathrm{wD}}}{{\mu }_{\mathrm{wD}}})·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{wD}}}{{\partial x}_D}]+\frac{L_x^2}{L_y^2}·\frac{{\bar{K}}_y}{{\bar{K}}_x}·\frac{\partial }{{\partial y}_D}[(\frac{K_{\mathrm{yD}}·(1-S_{\mathrm{wD}})}{{\mu }_{\mathrm{oD}}}+\frac{{\bar{\mu }}_o}{{\bar{\mu }}_w}·\frac{K_{\mathrm{yD}}·S_{\mathrm{wD}}}{{\mu }_{\mathrm{wD}}})·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{wD}}}{{\partial y}_D}]\\ +\frac{L_x^2}{L_z^2}·\frac{{\bar{K}}_z}{{\bar{K}}_x}·\frac{\partial }{{\partial z}_D}[(\frac{K_{\mathrm{zD}}·(1-S_{\mathrm{wD}})}{{\mu }_{\mathrm{oD}}}+\frac{{\bar{\mu }}_o}{{\bar{\mu }}_w}·\frac{K_{\mathrm{zD}}·S_{\mathrm{wD}}}{{\mu }_{\mathrm{wD}}})·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{wD}}}{{\partial z}_D}]-\frac{L_x^2}{L_z^2}·\frac{{\bar{K}}_z}{{\bar{K}}_x}·\frac{\Delta \bar{\gamma }·L_z}{\mathrm{\Delta p}}·\frac{\partial }{{\partial z}_D}\left[\frac{K_{\mathrm{zD}}·(1-S_{\mathrm{wD}})}{{\mu }_{\mathrm{oD}}}{\mathrm{\Delta \gamma }}_D\right]=0\\ \frac{\partial }{{\partial x}_D}(\frac{K_{\mathrm{xD}}·S_{\mathrm{wD}}}{{\mu }_{\mathrm{wD}}}·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial x}_D})+\frac{L_x^2}{L_y^2}·\frac{{\bar{K}}_y}{{\bar{K}}_x}·\frac{\partial }{{\partial y}_D}(\frac{K_{\mathrm{yD}}·S_{\mathrm{wD}}}{{\mu }_{\mathrm{wD}}}·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial y}_D})+\frac{L_x^2}{L_z^2}·\frac{{\bar{K}}_z}{{\bar{K}}_x}·\frac{\partial }{{\partial z}_D}(\frac{K_{\mathrm{zD}}·S_{\mathrm{wD}}}{{\mu }_{\mathrm{wD}}}·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial z}_D})\\ +\frac{L_x^2}{L_z^2}·\frac{{\bar{K}}_z}{{\bar{K}}_x}·\frac{\Delta \bar{\gamma }·L_z}{\mathrm{\Delta p}}·\frac{\partial }{{\partial z}_D}(\frac{K_{\mathrm{zD}}·S_{\mathrm{wD}}}{{\mu }_{\mathrm{wD}}}·{\mathrm{\Delta \gamma }}_D)-\frac{\bar{R}\bar{\lambda }T}{\bar{\phi }}·R_D{\lambda }_D{\int }_0^{t_D}\frac{{\partial S}_{w_D}}{{\partial \tau }_D}·e^{-{\lambda }_D(t_D-{\tau }_D)}{\mathrm{d\tau }}_D={\phi }_D·\frac{{\partial S}_{\mathrm{wD}}}{{\partial t}_D}\\ {\Phi }_{\mathrm{oD}}(x_D,y_D,z_D,t_D=0)=0,{\Phi }_{\mathrm{wD}}(x_D,y_D,z_D,t_D=0)=0\\ S_{\mathrm{wD}}(x_D,y_D,z_D,t_D=0)=0\\ \frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial x}_D}{|}_{\Gamma }=0,\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial y}_D}{|}_{\Gamma }=0\\ P_D(r_{D,\mathrm{inj}}=\frac{r_w}{L_x},t_D)-P_D(r_{D,\mathrm{pro}}=\frac{r_w}{L_x},t_D)=1\end{array}\right.$考虑到式(21)，上式变为$\left\{\begin{array}{c}\frac{\partial }{{\partial x}_D}[K_{\mathrm{xD}}·(1-S_{\mathrm{wD}}+\frac{{\bar{\mu }}_o}{{\bar{\mu }}_w}{S}_{\mathrm{wD}})·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{wD}}}{{\partial x}_D}]+\frac{L_x^2}{L_y^2}·\frac{{\bar{K}}_y}{{\bar{K}}_x}·\frac{\partial }{{\partial y}_D}[K_{\mathrm{yD}}·(1-S_{\mathrm{wD}}+\frac{{\bar{\mu }}_o}{{\bar{\mu }}_w}{S}_{\mathrm{wD}})·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{wD}}}{{\partial y}_D}]\\ +\frac{L_x^2}{L_z^2}·\frac{{\bar{K}}_z}{{\bar{K}}_x}·\frac{\partial }{{\partial z}_D}[K_{\mathrm{zD}}·(1-S_{\mathrm{wD}}+\frac{{\bar{\mu }}_o}{{\bar{\mu }}_w}{S}_{\mathrm{wD}})·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{wD}}}{{\partial z}_D}]-\frac{L_x^2}{L_z^2}·\frac{{\bar{K}}_z}{{\bar{K}}_x}·\frac{\Delta \bar{\gamma }·L_z}{\mathrm{\Delta p}}·\frac{\partial }{{\partial z}_D}[K_{\mathrm{zD}}·(1-S_{\mathrm{wD}})]=0\\ \frac{\partial }{{\partial x}_D}(K_{\mathrm{xD}}·S_{\mathrm{wD}}·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial x}_D})+\frac{L_x^2}{L_y^2}·\frac{{\bar{K}}_y}{{\bar{K}}_x}·\frac{\partial }{{\partial y}_D}(K_{\mathrm{yD}}·S_{\mathrm{wD}}·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial y}_D})+\frac{L_x^2}{L_z^2}·\frac{{\bar{K}}_z}{{\bar{K}}_x}·\frac{\partial }{{\partial z}_D}(K_{\mathrm{zD}}·s_{\mathrm{wD}}·\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial z}_D})\\ +\frac{L_x^2}{L_z^2}·\frac{{\bar{K}}_z}{{\bar{K}}_x}·\frac{\Delta \bar{\gamma }·L_z}{\mathrm{\Delta p}}·\frac{\partial }{{\partial z}_D}(K_{\mathrm{zD}}·S_{\mathrm{wD}})-\frac{\bar{R}\bar{\lambda }T}{\bar{\phi }}·R_D{\lambda }_D{\int }_0^{t_D}\frac{{\partial S}_{w_D}}{{\partial \tau }_D}·e^{-{\lambda }_D(t_D-{\tau }_D)}{\mathrm{d\tau }}_D={\phi }_D·\frac{{\partial S}_{\mathrm{wD}}}{{\partial t}_D}\\ {\Phi }_{\mathrm{oD}}(x_D,y_D,z_D,t_D=0)=0,{\Phi }_{\mathrm{wD}}(x_D,y_D,z_D,t_D=0)=0\\ S_{\mathrm{wD}}(x_D,y_D,z_D,t_D=0)=0\\ \frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial x}_D}{|}_{\Gamma }=0,\frac{{\partial \Phi }_{\mathrm{oD}}}{{\partial y}_D}{|}_{\Gamma }=0\\ P_D(r_{D,\mathrm{inj}}=\frac{r_w}{L_x},t_D)-P_D(r_{D,\mathrm{pro}}=\frac{r_w}{L_x},t_D)=1\end{array}\right.---\left(24\right)$所述步骤（b）中相似性准则的实现方法包括（b11）各向异性渗透率相似性π7～π11的实现方法、（b12）裂缝孔隙度相似性π12的实现方法、（b13）油水粘度比相似性π13的实现方法、（b14）利用有限真空饱和技术和天然砂岩选择方法实现模型和油藏的裂缝‑基质可动原油储量的相似性π15和π16、（b15）裂缝‑基质供液能力相似性π17和π18的实现方法，其中：（b11）各向异性渗透率相似性π7～π11的实现方法：相似准则π7～π11要求裂缝性油藏物理模型与实际油藏保持渗透率分布的非均质性及各向异性相似，即在任意区域满足：按照式(32)要求，物理模型内部渗透率的相对分布必须与实际油藏分布成正比，但不限定其绝对大小；实现方法：根据模型渗透率主值的平均值利用式(32)中各式计算模型内所有区域、所有方向的渗透率主值，依此设计制作模型便能满足相似准则π7～π11的要求；（b12）裂缝孔隙度相似性π12的实现方法，具体为：相似准则π12要求模型内裂缝孔隙度分布与实际油藏保持相似，即在任意区域满足：根据裂缝渗流理论，当模型内裂缝分布满足渗透率的相似性时，其孔隙度相似性会同时得到满足；（b13）油水粘度比相似性π13的实现方法：因为不计流体的压缩性，所以能认为驱替液和被驱替液的粘度均为常数；根据相似准则π13，选择粘度合适的流体作为驱替液和被驱替液，使得油藏和模型的油水粘度比满足下述关系：(μ_o/μ_w)|_模型=(μ_o/μ_w)|_油藏         (34)考虑到安全性，具有较强挥发性和毒性的轻质烃组分不适合在实验室内使用，因此选择柴油或更重的原油成分进行调合后作为被驱替液，以模拟油藏内的原油；选择水和适当的增粘剂进行调合后作为驱替液，以模拟油藏内的水；如果实际油藏的原油粘度大于或等于柴油的粘度，则根据式(34)，物理模型用纯水作为驱替液，用柴油和重质油调合后做被驱替液，便能使之满足油水粘度比的相似性要求；如果实际油藏的原油粘度小于柴油的粘度，则根据式(34)，物理模型用柴油做被驱替液，其常温下粘度最小约为3.0mP·s，用纯水和适当的增粘剂调合后作为驱替液，便能使之满足油水粘度比的相似性要求；反复试验证明，用蔗糖作为增粘剂能满足一般油藏模拟对驱替液粘度的要求，且糖水使用安全，对物理模型伤害小，因此最终确定用糖水做驱替液；（b14）利用有限真空饱和技术和天然砂岩选择方法实现模型和油藏的裂缝‑基质可动原油储量的相似性π15和π16；根据相似性准则π15和π16，实际油藏和实验模型的基质‑裂缝可动油量比以及基质含可动油量分布应满足式(38)：式(38)中，实际油藏单位体积基质中可动油量R_油藏和裂缝孔隙度φ_油藏能通过现场测试和文献资料调研得到，裂缝孔隙度φ_油藏由模型测试得到；由式(38)可确定实验模型内任意区域单位体积基质中可动油量R_模型的值；实现基质岩块R_模型合理取值的有限真空饱和技术和天然砂岩选择方法：（1）往干燥、空气饱和的小岩块中饱和驱替液，由于单纯依靠毛管力驱替液很难进入基质岩块，因此先用真空机将岩块中的大部分空气抽取出来，使岩块内的孔隙处于“有限真空”状态，然后从小岩块周围充入驱替液，使小岩块内压力恢复原态；进入小岩块内的驱替液与残留的空气形成液包气的气液分布形态，即残留的气体位于岩块中心圆球形区域内，圆球以外的区域由驱替液占据；（2）往上述小岩块中饱和被驱替液，从外部对小岩块抽真空，使之再次处于“有限真空”状态；利用小岩块中空气的膨胀性，向外驱出部分驱替液，然后从周围表面同时往模型中补充被驱替液，在基质小岩块中由内而外形成空气、驱替液和被驱替液三相流体依次分布的形态，即空气位于岩块中心的圆球形区域内，驱替液位于圆球以外的环形区域，环形以外的区域由被驱替液占据；（3）把前述含有三相流体的小岩块浸入驱替液中，观测其渗吸过程及被驱替液的最终渗吸量Q，设小岩块的体积为V，则R_模型=Q/V；以及（4）R_模型值主要决定于饱和过程真空度和小岩块物理性质，利用上述步骤(1)～(3)进行多种试验，就能确定真空度、岩石类型和R_模型之间的关系；然后采用相同的真空度，对多种岩石进行试验选择，找出所有符合R_模型取值要求的岩石类型；（b15）裂缝‑基质供液能力相似性π17和π18的实现方法：根据相似准则π17和π18要求实际油藏和实验模型的渗吸半周期‑裂缝驱替特征时间比应满足式(39)：式(39)中，实际油藏的渗吸半周期能通过现场测试或文献资料调研得到，实际油藏水驱特征时间T_油藏和实验模型的水驱特征时间T_模型由水驱特征时间的定义式求得：$T=L_x\bar{\phi }/(\frac{{\bar{K}}_x}{{\bar{\mu }}_w}·\frac{\mathrm{\Delta p}}{L_x})$由式(39)确定实验模型内任意区域渗吸半周期的取值；值的实现及岩石类型的确定方法：对符合R_模型取值要求的所有类型的岩石材料，进行渗吸半周期测试实验，找到渗吸半周期符合式(39)要求的天然砂岩；用这些砂岩制作物理模型，即能实现模型与油藏之间的裂缝‑基质原油储量和供油能力的相似性π15～π18；另外，所述步骤（b）中模型参数设计方法包括：（b21）根据实际油藏的尺度和形状、实验室空间条件及关系式(25)，计算确定模型的几何尺度L_x,L_y,L_z和形状，以及模型中小岩块的大小、数量；（b22）根据实际油藏及其井筒的几何参数确定模型内的井筒半径r_w模型：首先利用式(25)得到r_w1=L_r模型·r_w油藏/L_r油藏如果r_w1≥6.0mm，则取r_w模型=r_w1，此时式(30)中r_w1=r_w2；如果r_w1<6.0mm，则取r_w模型=r_w2=6.0mm，此时式(30)中r_w1≠r_w2；（b23）根据小岩块加工和粘接工艺过程，确定和的值；（b24）根据实际油藏的裂缝渗透率与孔隙度分布及相似关系式(32)、(33)，计算确定模型中渗透率分布、孔隙度分布和裂缝分布，确定模型中每个小岩块的粘结方式；（b25）根据实际油藏的油水粘度和式(34)，利用（b13）所述方法，试验设计具有合适粘度的驱替液和被驱替液；（b26）根据实际油藏的注采井底压力和油水密度，以及物理模型驱替液和被驱替液的密度，并考虑扩大井径和表皮系数的影响，利用重力压差与注采压差之比的相似性计算确定模型的注采压力；以及（b27）根据实际油藏参数及物理模型的裂缝孔隙度和水驱特征时间，利用式(38)、(39)计算确定模型内每个区域的单位体积基质可动油储量R_模型和基质‑裂缝渗吸半周期所述步骤（c）中包括：（c1）天然砂岩的选择及小岩块的制备、（c2）物理模型制作过程以及（c3）流体饱和过程，其中：（c1）天然砂岩的选择及小岩块的制备包括：（c11）针对物理模型的每个区域，利用所述裂缝‑基质原油储量和供液能力的相似性π15～π18实现方法，在相同的操作条件，其两次抽真空的压力分别为和对小岩块进行饱和及渗吸半周期测试，选择合适的小岩块砂岩品种，使之同时满足单位体积基质中可动油量R_模型和渗吸半周期两方面的要求；（c12）使用步骤（c11）中选定的天然砂岩加工制作正方形小岩块；小岩块的边长一般取25mm～50mm，同一物理模型中所有小岩块的尺寸必须严格相等；（c13）在设计井筒穿过的小岩块上钻孔，形成预设的井眼；井径取步骤（b22）中的设计值；以及（c14）对需要预设各种测试管线及流体饱和通道的小岩块进行加工处理；（c2）物理模型制作过程，具体为：（c21）根据步骤(b24)的设计方案，将小岩块顺序粘结形成大尺度的物理模型岩体；（c22）在模型岩体表面均匀涂刷环氧树脂胶，待其凝固形成封闭的模型边界；以及（c23）连接各井筒及测试点的管线，在模型底部和顶部设置流体饱和通道；（c3）流体饱和过程，具体为：（c31）模型饱和过程采用有限真空技术，采用与步骤（c11）相同的操作时间和同样的真空度；（c32）饱和过程开始，首先利用真空泵从顶部饱和通道将模型内压力降至然后保持压力不变，向模型底部饱和通道注入驱替液，直到裂缝系统全部充满驱替液，形成底部注、顶部采的循环流动，使得模型内每个小岩块所处的流体环境相同，然后关闭顶部通道，模型内压力逐渐上升至初始状态，驱替液进入所有小岩块；以及（c33）利用真空泵从模型底部饱和通道抽取驱替液，将模型内压力降至然后保持压力不变，向模型顶部饱和通道注入被驱替液，直到裂缝系统全部充满被驱替液，形成顶部注入、底部采出的循环流动，使得模型内每个小岩块所处的流体环境相同，然后关闭顶部通道，模型内压力逐渐上升至初始状态，被驱替液进入所有小岩块，此时模型内每个小岩块内的流体分布达到模型饱和要求。