Simulation of Naturally Fractured Reservoirs. State of the Art

Part 1 – Physical Mechanisms and Simulator Formulation

Simulation des réservoirs naturellement fracturés. État de l’art

Partie 1 – Mécanismes physiques et formulation des simulateurs

Institut français du pétrole, IFP, 1-4, avenue de Bois-Préau, 92852 Rueil-Malmaison Cedex - France
e-mail: patrick.lemonnier@club-internet.fr - bernard.bourbiaux@ifp.fr

Abstract

Use of fractured reservoir simulators can help reservoir engineers in the understanding of the main physical mechanisms and in the choice of the best recovery process and its optimization. Significant progress has been made since the first publications on the dual porosity concept in the sixties. This paper presents the current techniques of modeling used in industrial simulators. Following a description of the recovery processes and of the main physical mechanisms involved, a history of the fractured reservoir simulation is presented. Then the general mathematical formulation of dual porosity simulators is described. The paper ends with a presentation of the numerical simulation of flow in fractures and faults and of well modeling. The matrix-fracture transfer formulations, as well as techniques for uncertainty analysis and geology&flow-constrained history matching, will be addressed in the companion paper, Part 2: Matrix-Fracture Transfers and Typical Features of Numerical Studies.

Résumé

L’utilisation des simulateurs de réservoir fracturé aide l’ingénieur de réservoir à mieux comprendre les principaux mécanismes physiques, à choisir le procédé de récupération le mieux adapté et à l’optimiser. Des progrès sensibles ont été réalisés depuis les premières publications sur le concept double-milieu dans les années soixante. Cet article présente les techniques actuelles de modélisation utilisées dans les simulateurs industriels. Après une description des procédés de récupération et des principaux mécanismes physiques associés, suit un historique de la simulation des réservoirs. La formulation mathématique générale des simulateurs double-milieu est ensuite décrite. L’article se termine sur une présentation de la simulation numérique de l’écoulement dans les fractures et les failles et de la modélisation des puits. La formulation des échanges matrice-fracture ainsi que les techniques d’analyse des incertitudes et de calage d’historique contraint par la géologie et l’écoulement sont traitées dans un second article, associé à celui-ci, Partie 2 : échanges matrice-fracture et spécificités des études numériques.