CN107130960A - 一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法 - Google Patents

一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107130960A
CN107130960A CN201710493740.7A CN201710493740A CN107130960A CN 107130960 A CN107130960 A CN 107130960A CN 201710493740 A CN201710493740 A CN 201710493740A CN 107130960 A CN107130960 A CN 107130960A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mrow
msub
sandstone reservoir
tight sandstone
centerdot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710493740.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107130960B (zh
Inventor
田虓丰
朱国金
谭先红
李南
梁斌
袁忠超
王帅
刘新光
杨依依
贾振
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Research Center of CNOOC China Ltd
CNOOC China Ltd
Original Assignee
Beijing Research Center of CNOOC China Ltd
CNOOC China Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Research Center of CNOOC China Ltd, CNOOC China Ltd filed Critical Beijing Research Center of CNOOC China Ltd
Priority to CN201710493740.7A priority Critical patent/CN107130960B/zh
Publication of CN107130960A publication Critical patent/CN107130960A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107130960B publication Critical patent/CN107130960B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明涉及一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,包括以下步骤:对目标致密砂岩油藏进行微圆管实验,计算目标致密砂岩油藏的边界层厚度;拟合目标致密砂岩油藏的边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式;对目标致密砂岩油藏进行压汞实验,拟合实验结果得到目标致密砂岩油藏的毛管力与汞饱和度的关系式;将目标致密砂岩油藏的边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式以及毛管力与汞饱和度的关系式带入Poiseuille方程并积分,得到非线性运动方程;根据非线性运动方程建立目标致密砂岩油藏的非线性数学模型;求解目标致密砂岩油藏的非线性数学模型,得到目标致密砂岩油藏考虑非线性弯曲段的产能。

Description

一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法
技术领域
本发明属于致密砂岩油藏数值模拟研究领域,尤其涉及一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法。
背景技术
致密砂岩油藏渗透率低,非线性渗流特征显著,其对油田产能影响极大,严重影响油田产能的预测精度。但是,如图1所示,目前的数值模拟方法通常将非线性渗流特征中的弯曲段简化为不过原点的直线,如图中虚线所示,导致预测精度较低。尚未发现考虑致密砂岩油藏非线性弯曲段特征的数值模拟方法研究的相关报道。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,能够更准确地预测渗透率小于1mD的致密砂岩油藏的产能。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,包括以下步骤:
1)对目标致密砂岩油藏进行微圆管实验,根据实验数据计算目标致密砂岩油藏的边界层厚度;拟合目标致密砂岩油藏的边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式;
2)对目标致密砂岩油藏进行压汞实验,对实验结果进行拟合,得到目标致密砂岩油藏的毛管力与进汞饱和度的关系式;将目标致密砂岩油藏的边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式,以及毛管力与进汞饱和度的关系式,带入Poiseuille方程并积分,得到非线性运动方程;
3)根据非线性运动方程建立目标致密砂岩油藏的非线性数学模型;求解目标致密砂岩油藏的非线性数学模型,得到目标致密砂岩油藏考虑非线性弯曲段的产能。
所述步骤1)具体包括以下步骤:
I、对目标致密砂岩油藏进行微圆管实验,采用位移法测量流体流速;
II、将流体流速代入到考虑边界层的Poiseuille方程的变形公式中,计算目标致密砂岩油藏的边界层厚度;
III、以压力梯度、喉道半径和流体粘度为参数,以边界层厚度作为目标函数,采用多元非线性拟合方法,拟合目标致密砂岩油藏的边界层厚度,得到目标致密砂岩油藏的边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式为:
所述步骤II中的边界层厚度的计算公式为:
式中,h为半径为r的喉道中的边界层厚度,r为喉道半径,为压力梯度,μ为流体粘度;为流体流速。
所述步骤2)中得到的非线性运动方程为:
其中,
Si=SHg(ri)-SHg(ri-1)
式中,为流体流速;为压力梯度;τ为孔隙结构系数;φeff为有效孔隙度;σHg为汞气表面张力;θHg为汞气接触角;μ为流体粘度;SS为不可动流体饱和度;c为喉道压缩程度;PcHg为半径为r的喉道的汞气毛管力;SHg为进汞饱和度;φo为原始孔隙度;为rc处的进汞饱和度;ri为第i根喉道的半径;rc为临界喉道半径,当r>rc时,喉道中的流体才能流动;rmax为最大喉道半径;A为毛管束截面积;rmin为最小喉道半径;hoi为在半径为ri的喉道中原油的边界层厚度;hwi为在半径为ri的喉道中水的边界层厚度;Imax为最大润湿指数;Imin为最小润湿指数;I为润湿指数;Si为半径为ri的喉道比例;SHgmax为最大进汞饱和度。
所述步骤3)具体包括以下步骤:
①根据致密砂岩油藏水驱渗流特点,提出建立数学模型的五个基本假设条件:
a、油藏中的渗流是等温渗流;
b、流体包括油、水两相,油水不互溶;
c、油相和水相渗流不遵循经典达西定律,而是遵守非线性渗流规律;
d、油藏中的岩石考虑为变形介质;
e、考虑毛管力,不考虑重力;
②基于假设条件,连续性方程、状态方程和辅助方程与常规黑油模型相同,将非线性运动方程、状态方程和辅助方程代入到连续性方程中,得到目标致密砂岩油藏的非线性数学模型;
③利用IMPES方法对目标致密砂岩油藏的非线性数学模型进行离散差分,将网格属性由网格中心移动到网格边界;
④采用SOR方法对目标致密砂岩油藏的非线性数学模型进行求解,得到目标致密砂岩油藏考虑非线性弯曲段的产能。
所述步骤②得到目标致密砂岩油藏的非线性数学模型为:
式中,K为渗透率;Kro为油相相对渗透率;Krw为水相相对渗透率;Bo为原油体积系数;Bw为水体积系数;μo为原油粘度;μw为水粘度;po为油相压力;pw为水相压力;Ql为地面注入产出液量,Ql=Qo+Qw,注入为“+”,产出为“-”;Qo为地面注入产出油量;Qw为地面注入产出水量;φ为孔隙度;Ct为综合压缩系数,Ct=Cr+So·Co+Sw·Cw;Cr为岩石压缩系数;Co为原油压缩系数;Cw为水压缩系数;So为含油饱和度;Sw为含水饱和度;
其中,渗透率和相对渗透率的计算公式为:
式中,R为渗透率损失;φ′eff为受到有效应力作用后的有效孔隙度;Swc为束缚水饱和度;Sor为残余油饱和度;pc为毛管压力。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,可以在数值模拟中实现对致密砂岩油藏非线性弯曲段特征的影响,能够更准确地预测致密砂岩油藏的产能。2、本发明的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,定量化,可操作,可以广泛应用于渗透率小于1mD致密砂岩油藏油田产能的预测。3、本发明的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,不仅适用于油田开发研究领域,还可以供其他渗流力学及流体力学有关的研究领域使用和参考,例如血液在血管中的流动等。
附图说明
图1是不同油藏渗流特征示意图;
图2是微圆管实验流程示意图;
图3是网格属性由网格中心移动到网格边界示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明主要利用室内物理模拟技术和数学方法,根据渗透率随压力梯度的变化特征,在数值模拟中实现对致密砂岩油藏非线性弯曲段特征的影响。首先,通过拟合微圆管实验结果,得到边界层厚度与喉道半径、压力梯度和流体粘度的关系式;然后,结合喉道分布频率和Poiseuille(泊肃叶)方程,积分得到非线性运动方程,与状态方程、辅助方程和连续性方程联立得到非线性数学模型;最后,利用IMPES(Implicit Pressure ExplicitSaturation,隐式压力显式饱和度)方法对非线性数学模型进行离散差分,应用SOR(Successive Over Relaxation,逐次超松弛迭代)方法对非线性数学模型进行求解。
基于上述原理,本发明提供的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,具体包括以下步骤:
1)建立边界层厚度计算公式:对目标致密砂岩油藏进行微圆管实验,采用位移法测量流体流速,根据流体流速计算边界层厚度;采用多元非线性拟合得到边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式。
I、如图2所示,微圆管实验装置主要由供压单元和测量单元组成。供压单元以高压氮气瓶作为压力源,氮气从高压氮气瓶中流出,经减压阀进入低压缓冲罐,逐渐达到实验所需压力条件,并驱动储液罐中实验流体,流体流经过滤器再次过滤后流入石英微圆管,随后在计量管中由光电式微流量计结合显微镜和图像采集系统记录在一定时间t内的位移s,从而可以计算得到微圆管中流体的流速为:
式中,为流体流速,s为流体位移,t为时间。
II、将流体流速代入到考虑边界层的Poiseuille方程的变形公式中,计算边界层厚度为:
式中,h为半径为r的喉道中的边界层厚度,r为喉道半径,为压力梯度,μ为流体粘度。
III、将边界层厚度、压力梯度、喉道半径和流体粘度输入SPSS软件,以边界层厚度作为目标函数并采用“多元非线性拟合”功能,拟合出微圆管实验结果,得到边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式为:
2)建立非线性运动方程:进行压汞实验,拟合压汞实验得到的毛管力与进汞饱和度的关系式;将边界层厚度计算公式代入Poiseuille方程并积分得到非线性运动方程。
压汞实验方案参照中国石油天然气行业标准SY/T 5345-2005。将通过压汞实验得到的毛管力和进汞饱和度输入至excel中,以毛管力作为Y轴、进汞饱和度作为X轴建立散点图并添加趋势线,选择趋势线相关性最好的公式作为毛管力和进汞饱和度的关系式为:
PcHg=f(SHg)
式中,PcHg为半径为r的喉道的汞气毛管力;SHg为进汞饱和度。
将边界层厚度计算公式代入Poiseuille方程并积分,得到非线性运动方程为:
其中:
Si=SHg(ri)-SHg(ri-1)
式中,τ为孔隙结构系数;φeff为有效孔隙度;ri为第i根喉道的半径;rc为临界喉道半径,当r>rc时,喉道中的流体才能流动;rmax为最大喉道半径;A为毛管束截面积;φo为原始孔隙度;为rc处的进汞饱和度;σHg为汞气表面张力;θHg为汞气接触角;c为喉道压缩程度;SS为不可动流体饱和度;rmin为最小喉道半径;hoi为在半径为ri的喉道中原油的边界层厚度;hwi为在半径为ri的喉道中水的边界层厚度;Imax为最大润湿指数;Imin为最小润湿指数;I为润湿指数;Si为半径为ri的喉道比例;SHgmax为最大进汞饱和度。
3)建立非线性数学模型并求解,包括以下步骤:
①根据致密砂岩油藏水驱渗流特点,提出建立数学模型的五个基本假设条件,以简化实际问题:
a、油藏中的渗流是等温渗流;
b、流体包括油、水两相,油水不互溶;
c、油相和水相渗流不遵循经典达西定律,而是遵守非线性渗流规律;
d、油藏中的岩石考虑为变形介质;
e、考虑毛管力,不考虑重力。
②基于假设条件,连续性方程、状态方程和辅助方程与常规黑油模型相同,将非线性运动方程、状态方程和辅助方程代入到连续性方程中,得到非线性数学模型:
式中,K为渗透率;Kro为油相相对渗透率;Krw为水相相对渗透率;Bo为原油体积系数;Bw为水体积系数;μo为原油粘度;μw为水粘度;po为油相压力;pw为水相压力;Ql为地面注入产出液量,Ql=Qo+Qw,注入为“+”,产出为“-”;Qo为地面注入产出油量;Qw为地面注入产出水量;φ为孔隙度;Ct为综合压缩系数,Ct=Cr+So·Co+Sw·Cw;Cr为岩石压缩系数;Co为原油压缩系数;Cw为水压缩系数;So为含油饱和度;Sw为含水饱和度。
其中,渗透率和相对渗透率的计算公式为:
式中,R为渗透率损失;φ′eff为受到有效应力作用后的有效孔隙度;Swc为束缚水饱和度;Sor为残余油饱和度;pc为毛管压力。
③如图3所示,利用IMPES方法对非线性数学模型进行离散差分,将网格属性(包括压力和饱和度)由网格中心移动到网格边界。
④采用SOR方法对进行过离散差分后的非线性数学模型进行求解,得到致密砂岩油藏考虑非线性弯曲段的产能。
上述各实施例仅用于说明本发明,其中各部件的结构、设置位置及其连接方式等都是可以有所变化的,凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,包括以下步骤:
1)对目标致密砂岩油藏进行微圆管实验,根据实验数据计算目标致密砂岩油藏的边界层厚度;拟合目标致密砂岩油藏的边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式;
2)对目标致密砂岩油藏进行压汞实验,对实验结果进行拟合,得到目标致密砂岩油藏的毛管力与进汞饱和度的关系式;将目标致密砂岩油藏的边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式,以及毛管力与进汞饱和度的关系式,带入Poiseuille方程并积分,得到非线性运动方程;
3)根据非线性运动方程建立目标致密砂岩油藏的非线性数学模型;求解目标致密砂岩油藏的非线性数学模型,得到目标致密砂岩油藏考虑非线性弯曲段的产能。
2.如权利要求1所述的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,其特征在于,所述步骤1)具体包括以下步骤:
I、对目标致密砂岩油藏进行微圆管实验,采用位移法测量流体流速;
II、将流体流速代入到考虑边界层的Poiseuille方程的变形公式中,计算目标致密砂岩油藏的边界层厚度;
III、以压力梯度、喉道半径和流体粘度为参数,以边界层厚度作为目标函数,采用多元非线性拟合方法,拟合目标致密砂岩油藏的边界层厚度,得到目标致密砂岩油藏的边界层厚度与压力梯度、喉道半径和流体粘度的关系式为:
3.如权利要求2所述的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,其特征在于,所述步骤II中的边界层厚度的计算公式为:
<mrow> <mi>h</mi> <mo>=</mo> <mi>r</mi> <mo>-</mo> <msqrt> <mrow> <mn>80</mn> <mi>&amp;mu;</mi> <mover> <mi>v</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>/</mo> <mo>&amp;dtri;</mo> <mi>p</mi> </mrow> </msqrt> </mrow>
式中,h为半径为r的喉道中的边界层厚度,r为喉道半径,为压力梯度,μ为流体粘度;为流体流速。
4.如权利要求1或2或3所述的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,其特征在于,所述步骤2)中得到的非线性运动方程为:
<mrow> <mover> <mi>v</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mo>&amp;dtri;</mo> <mi>p</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;tau;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>&amp;phi;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mrow> <mn>4</mn> <mi>&amp;mu;</mi> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <mn>0</mn> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>S</mi> <mi>S</mi> </msub> </mrow> </msubsup> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> </mfrac> <msub> <mi>dS</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mrow>
其中,
<mrow> <msub> <mi>&amp;phi;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>&amp;phi;</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>S</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>c</mi> </msub> </msub> </mrow>
<mrow> <msub> <mi>S</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>c</mi> </msub> <msub> <mi>r</mi> <mi>max</mi> </msub> </munderover> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>r</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>I</mi> <mi>max</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>I</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>I</mi> <mi>max</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>I</mi> <mi>min</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>c</mi> </msub> <msub> <mi>r</mi> <mi>max</mi> </msub> </munderover> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>r</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>I</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>I</mi> <mi>min</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>I</mi> <mi>max</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>I</mi> <mi>min</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>min</mi> </msub> <msub> <mi>r</mi> <mi>c</mi> </msub> </munderover> <msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>g</mi> <mi>max</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
Si=SHg(ri)-SHg(ri-1)
<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mrow> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow>
式中,为流体流速;为压力梯度;τ为孔隙结构系数;φeff为有效孔隙度;σHg为汞气表面张力;θHg为汞气接触角;μ为流体粘度;SS为不可动流体饱和度;c为喉道压缩程度;PcHg为半径为r的喉道的汞气毛管力;SHg为进汞饱和度;φo为原始孔隙度;Src为rc处的进汞饱和度;ri为第i根喉道的半径;rc为临界喉道半径,当r>rc时,喉道中的流体才能流动;rmax为最大喉道半径;A为毛管束截面积;rmin为最小喉道半径;hoi为在半径为ri的喉道中原油的边界层厚度;hwi为在半径为ri的喉道中水的边界层厚度;Imax为最大润湿指数;Imin为最小润湿指数;I为润湿指数;Si为半径为ri的喉道比例;SHgmax为最大进汞饱和度。
5.如权利要求1或2或3所述的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,其特征在于,所述步骤3)具体包括以下步骤:
①根据致密砂岩油藏水驱渗流特点,提出建立数学模型的五个基本假设条件:
a、油藏中的渗流是等温渗流;
b、流体包括油、水两相,油水不互溶;
c、油相和水相渗流不遵循经典达西定律,而是遵守非线性渗流规律;
d、油藏中的岩石考虑为变形介质;
e、考虑毛管力,不考虑重力;
②基于假设条件,连续性方程、状态方程和辅助方程与常规黑油模型相同,将非线性运动方程、状态方程和辅助方程代入到连续性方程中,得到目标致密砂岩油藏的非线性数学模型;
③利用IMPES方法对目标致密砂岩油藏的非线性数学模型进行离散差分,将网格属性由网格中心移动到网格边界;
④采用SOR方法对目标致密砂岩油藏的非线性数学模型进行求解,得到目标致密砂岩油藏考虑非线性弯曲段的产能。
6.如权利要求4所述的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,其特征在于,所述步骤3)具体包括以下步骤:
①根据致密砂岩油藏水驱渗流特点,提出建立数学模型的五个基本假设条件:
a、油藏中的渗流是等温渗流;
b、流体包括油、水两相,油水不互溶;
c、油相和水相渗流不遵循经典达西定律,而是遵守非线性渗流规律;
d、油藏中的岩石考虑为变形介质;
e、考虑毛管力,不考虑重力;
②基于假设条件,连续性方程、状态方程和辅助方程与常规黑油模型相同,将非线性运动方程、状态方程和辅助方程代入到连续性方程中,得到目标致密砂岩油藏的非线性数学模型;
③利用IMPES方法对目标致密砂岩油藏的非线性数学模型进行离散差分,将网格属性由网格中心移动到网格边界;
④采用SOR方法对目标致密砂岩油藏的非线性数学模型进行求解,得到目标致密砂岩油藏考虑非线性弯曲段的产能。
7.如权利要求5所述的一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法,其特征在于,所述步骤②得到目标致密砂岩油藏的非线性数学模型为:
<mrow> <mo>&amp;dtri;</mo> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mfrac> <mrow> <mi>K</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <mo>&amp;dtri;</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>K</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <mo>&amp;dtri;</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>,</mo> <mi>I</mi> <mo>,</mo> <msub> <mi>S</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;dtri;</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>o</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mi>o</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>o</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <mi>K</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <mo>&amp;dtri;</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>,</mo> <mi>I</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>K</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>w</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <mo>&amp;dtri;</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>,</mo> <mi>I</mi> <mo>,</mo> <msub> <mi>S</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;dtri;</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>w</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mi>w</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>w</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>+</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>&amp;phi;C</mi> <mi>t</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <mo>&amp;part;</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>o</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>&amp;part;</mo> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>
式中,K为渗透率;Kro为油相相对渗透率;Krw为水相相对渗透率;Bo为原油体积系数;Bw为水体积系数;μo为原油粘度;μw为水粘度;po为油相压力;pw为水相压力;Ql为地面注入产出液量,Ql=Qo+Qw,注入为“+”,产出为“-”;Qo为地面注入产出油量;Qw为地面注入产出水量;φ为孔隙度;Ct为综合压缩系数,Ct=Cr+So·Co+Sw·Cw;Cr为岩石压缩系数;Co为原油压缩系数;Cw为水压缩系数;So为含油饱和度;Sw为含水饱和度;
其中,渗透率和相对渗透率的计算公式为:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&amp;tau;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>&amp;phi;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mn>2</mn> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <mn>0</mn> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>S</mi> <mi>S</mi> </msub> </mrow> </msubsup> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> </mfrac> <msub> <mi>dS</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mrow>
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>K</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>w</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>R</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msubsup> <mi>&amp;phi;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>/</mo> <msub> <mi>&amp;phi;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>S</mi> <mi>w</mi> </msub> </msubsup> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>h</mi> <mo>/</mo> <mi>r</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>c</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>c</mi> </msub> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>dS</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>/</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msub> </mrow> </msubsup> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>h</mi> <mo>/</mo> <mi>r</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>c</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>c</mi> </msub> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>dS</mi> <mi>w</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>K</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>R</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msubsup> <mi>&amp;phi;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>/</mo> <msub> <mi>&amp;phi;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <msub> <mi>S</mi> <mi>w</mi> </msub> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msub> </mrow> </msubsup> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>h</mi> <mo>/</mo> <mi>r</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>c</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>c</mi> </msub> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>dS</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>/</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msub> </mrow> </msubsup> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>h</mi> <mo>/</mo> <mi>r</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>c</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>c</mi> </msub> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>dS</mi> <mi>w</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
式中,R为渗透率损失;φ′eff为受到有效应力作用后的有效孔隙度;Swc为束缚水饱和度;Sor为残余油饱和度;pc为毛管压力。
CN201710493740.7A 2017-06-26 2017-06-26 一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法 Active CN107130960B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710493740.7A CN107130960B (zh) 2017-06-26 2017-06-26 一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710493740.7A CN107130960B (zh) 2017-06-26 2017-06-26 一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107130960A true CN107130960A (zh) 2017-09-05
CN107130960B CN107130960B (zh) 2020-08-18

Family

ID=59735603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710493740.7A Active CN107130960B (zh) 2017-06-26 2017-06-26 一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107130960B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107977490A (zh) * 2017-11-09 2018-05-01 中国海洋石油总公司 一种聚合物驱渗流模拟方法和系统
CN108252688A (zh) * 2018-01-08 2018-07-06 中国地质大学(北京) 致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法及其应用
CN109063346A (zh) * 2018-08-09 2018-12-21 中国石油天然气股份有限公司 考虑动态开裂的孔隙喉道网络模型的驱替模拟方法及装置
CN109190183A (zh) * 2018-08-09 2019-01-11 中国石油天然气股份有限公司 孔隙喉道网络模型驱替模拟中宏观参数的确定方法及装置
CN109339774A (zh) * 2018-10-18 2019-02-15 中国石油化工股份有限公司 基于边界层的低渗透变形介质非线性渗流数值模拟方法
CN111079260A (zh) * 2019-11-22 2020-04-28 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 一种非线性渗流数值模拟方法
CN112129682A (zh) * 2020-09-04 2020-12-25 中国石油天然气股份有限公司 一种基于边界层动态变化的低渗透油藏驱替介质优选方法
CN114201900A (zh) * 2021-12-10 2022-03-18 西安石油大学 一种表征低渗储层非达西渗流的方法
CN116822391A (zh) * 2022-12-15 2023-09-29 长江大学 稠油油藏体相流体非线性渗流理论模型

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103324770A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 中国石油天然气股份有限公司 油藏的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法
CN105404735A (zh) * 2015-11-10 2016-03-16 中国石油天然气股份有限公司 裂缝与基质对超低渗透油藏单井产量贡献率的定量评价方法
CN106651158A (zh) * 2016-12-08 2017-05-10 中国石油天然气股份有限公司 一种超低渗致密油藏水平井注水开发见效程度定量评价方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103324770A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 中国石油天然气股份有限公司 油藏的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法
CN105404735A (zh) * 2015-11-10 2016-03-16 中国石油天然气股份有限公司 裂缝与基质对超低渗透油藏单井产量贡献率的定量评价方法
CN106651158A (zh) * 2016-12-08 2017-05-10 中国石油天然气股份有限公司 一种超低渗致密油藏水平井注水开发见效程度定量评价方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜瑞忠,徐建春,傅建斌: "致密油藏多级压裂水平井数值模拟及应用", 《西南石油大学学报(自然科学版)》 *
田虓丰,程林松,曹仁义,安娜,张苗怡,王翊民: "致密油藏微纳米喉道中的边界层特征", 《计算物理》 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107977490B (zh) * 2017-11-09 2021-05-25 中国海洋石油集团有限公司 一种聚合物驱渗流模拟方法和系统
CN107977490A (zh) * 2017-11-09 2018-05-01 中国海洋石油总公司 一种聚合物驱渗流模拟方法和系统
CN108252688A (zh) * 2018-01-08 2018-07-06 中国地质大学(北京) 致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法及其应用
CN109190183B (zh) * 2018-08-09 2022-02-01 中国石油天然气股份有限公司 孔隙喉道网络模型驱替模拟中宏观参数的确定方法及装置
CN109190183A (zh) * 2018-08-09 2019-01-11 中国石油天然气股份有限公司 孔隙喉道网络模型驱替模拟中宏观参数的确定方法及装置
CN109063346B (zh) * 2018-08-09 2022-02-01 中国石油天然气股份有限公司 考虑动态开裂的孔隙喉道网络模型的驱替模拟方法及装置
CN109063346A (zh) * 2018-08-09 2018-12-21 中国石油天然气股份有限公司 考虑动态开裂的孔隙喉道网络模型的驱替模拟方法及装置
CN109339774A (zh) * 2018-10-18 2019-02-15 中国石油化工股份有限公司 基于边界层的低渗透变形介质非线性渗流数值模拟方法
CN111079260A (zh) * 2019-11-22 2020-04-28 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 一种非线性渗流数值模拟方法
CN111079260B (zh) * 2019-11-22 2023-03-14 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 一种非线性渗流数值模拟方法
CN112129682A (zh) * 2020-09-04 2020-12-25 中国石油天然气股份有限公司 一种基于边界层动态变化的低渗透油藏驱替介质优选方法
CN114201900A (zh) * 2021-12-10 2022-03-18 西安石油大学 一种表征低渗储层非达西渗流的方法
CN114201900B (zh) * 2021-12-10 2023-09-19 西安石油大学 一种表征低渗储层非达西渗流的方法
CN116822391A (zh) * 2022-12-15 2023-09-29 长江大学 稠油油藏体相流体非线性渗流理论模型
CN116822391B (zh) * 2022-12-15 2024-05-07 长江大学 稠油油藏体相流体非线性渗流理论方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107130960B (zh) 2020-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107130960A (zh) 一种考虑致密砂岩油藏非线性渗流特征的数值模拟方法
CN104533370B (zh) 压裂水平井油藏、裂缝、井筒全耦合模拟方法
CN106979918A (zh) 一种获取致密油藏岩心的液体渗透率的方法及装置
CN105021506A (zh) 一种基于孔隙网络模型的三相相对渗透率的计算方法
CN103278418A (zh) 一种储层岩心中约束束缚水饱和度的测定装置及方法
CN102383783B (zh) 一种分析缝洞型油藏孔洞间油水流动特征的方法
CN110598167A (zh) 低渗透油藏油水相对渗透率实验数据的处理方法
CN104297126B (zh) 低渗透储层气体渗流启动压力梯度测量装置及测量方法
CN110321575B (zh) 凝析气藏动态产能预测方法
CN107525746A (zh) 一种表征致密油藏低速非达西渗流特征的方法及装置
CN112081583A (zh) 非常规储层缝网压裂多尺度支撑产量计算方法及装置
Meng et al. Effect of viscosity on oil production by cocurrent and countercurrent imbibition from cores with two ends open
CN106204304A (zh) 一种砾岩油藏聚驱相对渗透率曲线的确定方法
CN105738252A (zh) 一种裂缝内稠油可流动开度界限的测量方法
CN109339774A (zh) 基于边界层的低渗透变形介质非线性渗流数值模拟方法
CN106840790A (zh) 基于长细管胶结模型测试co2 ‑原油mmp的方法及系统
CN107130959A (zh) 一种煤层气产量预测方法
Zhang et al. High-order streamline simulation and macro-scale visualization experimental studies on waterflooding under given pressure boundaries
Mo et al. Permeability jail for two-phase flow in tight sandstones: Formulation, application and sensitivity studies
CN116306385A (zh) 一种油藏压裂渗吸增能数值模拟方法、系统、设备及介质
CN106761613A (zh) 一种二氧化碳驱替前缘的试井确定方法
CN104316448B (zh) 一种高阶煤岩气相渗透率动态变化的预测方法
CN111577264A (zh) 裂缝孔隙型油藏水平井产能预测方法及装置
CN105844011A (zh) 一种基于毛管模型的渗透率计算方法
CN108049861A (zh) 适用于中高渗油藏密闭取心井流体饱和度的校正方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant