CN108226010A - 一种流体在多孔介质中渗透性能的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种流体在多孔介质中渗透性能的测定方法,利用稳态斯托克斯方程建立多孔介质内流体流动的控制模型，并将多孔介质划分成多个交错的网格；使流体在多孔介质内沿第一方向流动，在径向流岩心驱替实验的基础上，选取不同时刻的驱替压差和累积产量作为动态数据建立最小二乘目标函数，利用三次均匀样条模型表征油水相对渗透率曲线，结合径向流数值模拟器，通过Levenberg‑Marquardt算法不断调整相渗表征模型的控制参数向量，使动态数据观测值与预测值的误差平方和达到最小。本方案，在处理径向流岩心驱替实验数据的基础上可对油水相对渗透率曲线进行准确计算，为开展油、水、沥青和树脂流体在多孔介质中的渗流机理研究提供了有效的工具。
Description
技术领域
本发明涉及多孔介质渗透率的测定方法技术领域，尤其是涉及一种流体在多孔介质中渗透性能的测定方法。
背景技术
目前，油水相对渗透率曲线是油藏开发中的重要数据，它能够反映油、水相流体在多孔介质中的渗流规律。油水相对渗透率曲线主要通过单向流岩心驱替实验获取，计算方法以JBN等解析方法为主，而解析方法由于假设条件较为理想，往往导致相对渗透率曲线的计算精度较低。基于自动历史拟合技术的数值反演方法近十年来发展较快。与解析方法相比，数值反演方法应用于室内时，既可综合利用见水前、后动态数据，又能够考虑毛细管压力、非均质性等因素对相渗反演结果的影响，计算得到的相对渗透率曲线完整且精度较高。
油田开发实践表明，实际油藏在近井地带以径向渗流为主，单向流岩心驱替实验中流体为线性渗流，两者渗流方式不同，导致将目前相渗曲线计算理论向矿场推广应用时存在偏差，影响应用效果。因此，开展径向流岩心驱替实验，研究径向流条件下油水相对渗透率曲线的计算方法具有重要意义。但由于径向流岩心驱替实验操作难度大、耗费时间长，流体径向渗流的理论研究不足，使得现有的径向流油水相对渗透率曲线计算方法较少。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，以至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；
本发明提供了一种流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，包括:
步骤S1,利用稳态斯托克斯方程建立多孔介质内流体流动的控制模型，并将所述多孔介质划分成多个交错的网格；使流体在所述多孔介质内沿第一方向流动，在径向流岩心驱替实验的基础上，选取不同时刻的驱替压差和累积产量作为动态数据建立最小二乘目标函数；
步骤S2,通过径向流岩心驱替实验采集不同时刻的驱替压差、累积产油量以及累积产水量数据；
步骤S3,基于模型预测值应与实际观测值相吻合的理论，选取不同时刻驱替压差和累积产量作为动态数据建立最小二乘目标函数，表达式为：式中，O(m)为目标函数；m为m×1阶模型参数向量；T为表征向量或矩阵转置的符号；dobs为n×1阶动态数据观测值向量；g(m)为n×1阶动态数据预测值向量；CD为n×n阶权重协方差矩阵；
步骤S4,测定三次均匀样条模型表征油水相对渗透率曲线；
步骤S5：结合径向流数值模拟器，利用Levenberg-Marquardt算法不断调整拟控制参数向量x和y，每次迭代结束，通过求解上述线性方程组计算控制参数向量Cw和Co，得到满足单调上凸性要求的三次均匀样条形式的油水相对渗透率曲线，不断循环迭代，使动态数据观测值与预测值的误差平方和达到最小，最终反演计算油水相对渗透率曲线。
在上述技术方案中，进一步地，在步骤S4中,还包括步骤S401,定义无因次含水饱和度，构建三次均匀样条形式的油、水相对渗透率，无因次含水饱和度为相应的三次均匀样条形式为l＝o,w式中，SwD无因次含水饱和度；Swc、Sor分别为束缚水饱和度、残余油饱和度；krl为l相的相对渗透率；n为控制节点个数；分别为油、水相相对渗透率的控制节点；Bj，p(SwD)为四阶(3次)的样条基函数；步骤S402,特殊控制节点处理：室内处理相渗实验数据时，通常将束缚水饱和度下的油相渗透率作为基准渗透率，并假定束缚水饱和度和残余油饱和度已知，因此有及成立；为保证三次均匀样条形式的油、水相对渗透率曲线通过端点和需引入映射点和并建立以下关系：且步骤S403,保证油水相对渗透率曲线的单调上凸性：基于控制节点的单调上凸性等价于对应样条曲线单调上凸性的理论，引入对数变换将控制参数向量转化为拟控制参数向量，以保证油水相对渗透率曲线的单调上凸性：对于水相相对渗透率曲线1≤i≤n对于油相相对渗透率曲线1≤i≤n-1。
在上述任一技术方案中，进一步地，在步骤S1中,利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u1i,j、v1i,j；根据所述局部速度分量u1i,j、v1i,j，利用分段二次抛物线数值积分法确定多孔介质内流体的第一达西速度u1D、v1D；使流体在所述多孔介质内沿与所述第一方向垂直的第二方向流动，利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u2i,j、v2i,j；根据所述局部速度分量u2i,j、v2i,j，利用分段二次抛物线数值积分法确定多孔介质内流体的第二达西速度u2D、v2D；根据所述第一达西速度u1D、v1D及第二达西速度u2D、v2D，确定所述多孔介质内流体的全阶渗透率张量K：其中，μ为多孔介质内流体的动力黏度；ρ为多孔介质内流体的密度；g为重力加速度。
在上述任一技术方案中，进一步地，如果所述网格中待求解点位于多孔介质的流体区域且其近邻点也位于流体区域，利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u1i,j、v1i,j，包括：利用位于多孔介质流体区域中的所述近邻点处的速度分量对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u1i,j、v1i,j。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据所述局部速度分量u1i,j、v1i,j，利用分段二次抛物线数值积分法确定多孔介质内流体的第一达西速度u1D、v1D，包括：根据所述局部速度分量u1i,j、v1i,j，利用基于分段二次抛物线的数值积分法，分别确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量及在y轴方向上的局部流量；将所述x轴方向上的局部流量相加得到x轴方向上的总流量，将所述y轴方向上的局部流量相加得到y轴方向上的总流量；根据所述x轴方向上的总流量和多孔介质在x轴方向上的流通面积，以及所述y轴方向上的总流量和多孔介质在y轴方向上的流通面积确定所述多孔介质内流体的第一达西速度u1D、v1D。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据所述局部速度分量u1i,j、v1i,j，利用基于分段二次抛物线的数值积分法，分别确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量及在y轴方向上的局部流量，包括：在所述网格中，利用相邻的三个点确定一条二次抛物线；对所述二次抛物线进行定积分，以确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量或者在y轴方向上的局部流量。
在上述任一技术方案中，进一步地，如果所述网格中待求解点位于多孔介质的流体区域且其近邻点也位于流体区域，利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u2i,j、v2i,j，包括：利用位于多孔介质流体区域中的所述近邻点处的速度分量对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u2i,j、v2i,j。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据所述局部速度分量u2i,j、v2i,j，利用分段二次抛物线数值积分法确定多孔介质内流体的第二达西速度u2D、v2D，包括：根据所述局部速度分量u2i,j、v2i,j，利用基于分段二次抛物线的数值积分法，分别确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量及在y轴方向上的局部流量；将所述x轴方向上的局部流量相加得到x轴方向上的总流量，将所述y轴方向上的局部流量相加得到y轴方向上的总流量；根据所述x轴方向上的总流量和多孔介质在x轴方向上的流通面积，以及所述y轴方向上的总流量和多孔介质在y轴方向上的流通面积确定所述多孔介质内流体的第二达西速度u2D、v2D。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据局部速度分量u2i,j、v2i,j，利用基于分段二次抛物线的数值积分法，分别确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量及在y轴方向上的局部流量，包括：在所述网格中，利用相邻的三个点确定一条二次抛物线；对所述二次抛物线进行定积分，以确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量或者在y轴方向上的局部流量。
在上述任一技术方案中,进一步地,如果所述网格中待求解点位于多孔介质的固体区域，则将该待求解点的速度分量置为0。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，在径向流岩心驱替实验的基础上，引入三次均匀样条模型作为油水相对渗透率曲线表征模型，通过Levenberg-Marquardt算法对驱替压差和累积产量数据进行自动历史拟合，实现了径向流油水相对渗透率曲线的准确计算，克服了传统方法的缺陷。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为径向流岩心驱替实验装置原理图；
图2为圆盘状岩样中的径向渗流特征；
图3为三次均匀B样条模型的局部拟合特性示意图；
图4为基于三次均匀B样条模型生成油水相对渗透率曲线的效果展示图；
图5为驱替压差的拟合效果图；
图6为累积产油量的拟合效果图；
图7为累积产水量的拟合效果图；
图8为估算得到的径向流油水相对渗透率曲线；
图9为径向流条件下油水相对渗透率曲线计算方法的流程框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合具体的实施方式对本发明做进一步地解释说明。
实施例一
如图1-图9所示，本实施例提供的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，以下通过对某油田天然水湿砂岩油藏取心圆盘状岩样开展径向流岩心驱替实验并结合附图来详细说明本发明的内容和实现原理。
1.开展径向流岩心驱替实验，采集相渗实验数据
按图1所示设计径向流岩心驱替实验装置，对某油田天然水湿砂岩油藏取心圆盘状岩样开展径向流岩心驱替实验，其径向渗流特征如图2所示，模拟圆盘状岩样的基本参数如表1所示。实验过程中，选用的注采方式为中间注、四周采，实验控制条件为定液注入、定压产出。径向流岩心驱替实验的具体步骤为：
①将岩样清洗、烘干，测定岩样孔隙度和气测渗透率，并利用氮气法测定孔隙体积；
②将烘干后的岩样抽真空饱和模拟地层水；
③将圆盘状岩样放置在图1所示的驱替系统上，首先用油驱水实验模拟油藏的形成(驱替过程)并测算束缚水饱和度，然后选择合适的驱替速度或驱替压差进行水驱油实验(吸吮过程)，准确记录不同时刻的累积产油量、累积产水量和岩样两端的驱替压差，当含水率达到99.95％时或注水30倍孔隙体积后，测算残余油饱和度，结束实验；
表1模拟圆盘状岩样基本参数
2.建立最小二乘目标函数
综合采用不同时刻的驱替压差和累积产油量、累积产水量作为动态数据，建立最小二乘目标函数，表征动态数据观测值与模型预测值的误差平方和。
3.利用三次均匀B样条模型表征油水相对渗透率曲线
由于三次均匀B样条模型具有如图3所示的局部拟合特性，使得它更具有普遍意义，自由度高，故选取三次均匀B样条模型表征油水相对渗透率曲线，具体包括：
①定义无因次含水饱和度，构建三次均匀B样条形式的油、水相对渗透率；
②特殊控制节点处理：将束缚水饱和度下的油相渗透率作为基准渗透率，并假定束缚水饱和度和残余油饱和度已知，并引入两个控制节点建立映射关系使得三次均匀B样条形式的油水相对渗透率曲线通过控制参数向量的端点；
③引入对数变换将控制参数向量转换为拟控制参数向量，保证油水相对渗透率曲线的单调上凸性；
最终通过三次均匀B样条模型描述油水相对渗透率曲线，效果如图4所示。
4.径向流条件下油水相对渗透率曲线的计算
结合径向流数值模拟器，利用Levenberg-Marquardt算法不断调整三次均匀B样条模型的拟控制参数向量，每次迭代结束，通过求解线性方程组计算相应的控制参数向量，并生成满足单调上凸性要求的油水相对渗透率曲线，不断循环迭代，直至动态数据观测值与模型预测值的误差平方和达到最小，进而反演计算径向流油水相对渗透率曲线。驱替压差、累积产油量和累积产水量的拟合效果如图5－图7所示，估算得到的径向流油水相对渗透率曲线如图8所示。
图9为本发明径向流条件下油水相对渗透率曲线计算方法的流程框图。本发明基于自动历史拟合技术，建立了径向流油水相对渗透率曲线计算方法，可有效地用于油、水相流体在多孔介质中的渗流机理研究。
在所述网格中，利用相邻的三个点确定一条二次抛物线，其次对上述二次抛物线进行定积分，以确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量或者在y轴方向上的局部流量。
将上述x轴方向上的局部流量相加得到x轴方向上的总流量，将上述y轴方向上的局部流量相加得到y轴方向上的总流量；
分别根据所述x轴方向上的总流量和多孔介质在x轴方向上的流通面积，以及所述y轴方向上的总流量和多孔介质在y轴方向上的流通面积确定所述多孔介质内流体的第一达西速度u1D、v1D。
例如，计算局部流量I1时，采用过x0、x1、x2三点的系数待定的二次抛物线来近似代替这一局部区域内的速度分布，通过这三点的位置和流速(此三点对应的沿y轴方向的流速分别为0、v1、v2)可求解得到该抛物线的待定系数。其次，将求得的抛物线在阴影部分内做定积分可以得到局部流量I1，其他部分的积分类似地进行，采用上述数值积分法；
将多孔介质内流体在y轴方向上的总流量除以多孔介质流体在y轴方向上流动时的总流通面积，可得多孔介质内流体沿y轴方向流动时的达西速度v1D。
同理，可以先基于分段二次抛物线数值积分法求流体沿x轴方向的局部流量，再根据多孔介质内流体沿x轴方向的局部流量，求取多孔介质内流体在x轴方向上的总流量，最后根据流体在x轴方向上的总流量及其总流通面积，确定多孔介质内流体沿x轴方向流动时的达西速度u1D。
使流体在所述多孔介质内沿与所述x轴垂直的y轴方向流动，利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量。
具体实施时，控制流体在多孔介质内沿与x轴方向相垂直的y轴方向流动，在利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解之前，需要预先判断网格中待求解点是位于流体区域还是位于固体区域。
如果待求解点位于固体区域，则无需求解，直接将该点处流体的速度分量置为0。
如果所述网格中待求解点位于多孔介质的流体区域且其近邻点也位于流体区域，求取所述待求解点处的局部速度分量，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量。
如果所述网格中待求解点位于多孔介质的流体区域且其近邻点位于固体区域，则将位于固体区域的近邻点的速度分量替换为距离其最近的流固界面处的速度分量，并沿与所述流固界面处的速度分量相垂直的方向往流体区域移动1/4个网格，以确定网格中不同点处的局部速度分量。
根据上述步骤求得的局部速度分量，利用分段二次抛物线数值积分法确定多孔介质内流体的第二达西速度u2D、v2D。
求得的第一达西速度u1D、v1D及步骤5求得的第二达西速度u2D、v2D，确定所述多孔介质内流体的全阶渗透率张量K：
其中，μ为多孔介质内流体的动力黏度；ρ为多孔介质内流体的密度；g为重力加速度。
本发明将多孔介质内流体流动的渗透率张量由对角张量扩展为全阶张量形式，即不对渗透率张量中的副对角线元素做任何假设，主对角线元素及副对角线元素共计四个分量均可取任意值，以使其适应任意情况。因此，式(8)可改写为：
其中，uD、vD为流体通过多孔介质区域的总体速度，即达西速度；kxx和kyy为渗透率在x和y方向的分量；kyx和kyx为渗透率的副对角线元素；gx、gy为重力加速度在x和y方向的分量；为多孔介质两端的总体压强梯度；ρ为流体密度；μ为流体的动力黏度。
由于具体实施时，对多孔介质采用了周期性边界条件，因此多孔介质两端的总压强梯度均为0，则式(23)可改写为：
如果重力加速度沿x轴正方向，即gx＝g，gy＝0，则式(23)变为：
如果重力加速度沿y轴正方向，即gx＝0，gy＝g，则式(23)变为：
根据式(25)及式(26)可以得到多孔介质内流体的全阶渗透率张量K：
由式(27)可知，通过上述两次样本算例，即可通过求解得到的四个达西速度求得全阶渗透率张量中的所有分量。采用本发明求得的全阶渗透率张量与所建立的坐标系有关，x轴方向和y轴方向不一定为渗透率最大和最小的方向。为了得到流体经过多孔介质结构渗流的本质特征，本发明通过式(28)～(30)求得与坐标系无关而仅与多孔介质结构有关的最大渗透率、最小渗透率、主渗透方向和各向异性率等四个参数。
利用式(27)对上述全阶渗透率张量K，进行正交分解：
K＝VKeffV-1 (28)
其中，为等效渗透率张量，体现了全阶渗透率张量的本质特征，kmax为最大渗透率，kmin为最小渗透率；是正交特征向量组成的矩阵。
其他参数定义如下：
ξ＝kmax/kmin (29)
α＝arctan(v2,1/v1,1) (30)
其中，ξ是各向异性率，代表多孔介质各向异性的程度；α是kmax方向与x轴方向之间的夹角，代表主渗透方向。
将本发明应用于典型的泊肃叶流动，流体在重力作用下沿着y轴方向作层流运动，采用周期性边界条件来模拟y轴方向的无限长性质，具体参数为：L＝1m，gy＝9.8m/s2。利用本发明提供的方法计算得到的泊肃叶流动的全阶渗透率张量的数值解与解析解的平均偏差见表2。
表2不同网格划分下利用本发明得到的泊肃叶流动的数值解与解析解的平均偏差
表2
本发明解决了传统的有限差分算法和数值积分算法精确度较低、网格收敛速度慢以及难以得到精确的与网格无关解的问题，将本发明提供的多孔介质内流体的全阶渗透率张量的预测方法应用于对数值计算精度要求较高的多孔介质渗透率的计算，可以得到高精度的流场分布，以及高精度的渗透率数据，开辟了全完依赖高效数值计算进行多孔介质渗透率高精度预测的新方法，避免了传统的实验方法中得到的结果可靠性不高的问题。
需要说明的是，本方案并不只是针对油水流体，对于本领域的技术人员来说，沥青和树脂液体流体也在本方案的保护范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，包括:
步骤S1,利用稳态斯托克斯方程建立多孔介质内流体流动的控制模型，并将所述多孔介质划分成多个交错的网格；使流体在所述多孔介质内沿第一方向流动，在径向流岩心驱替实验的基础上，选取不同时刻的驱替压差和累积产量作为动态数据建立最小二乘目标函数；
步骤S2,通过径向流岩心驱替实验采集不同时刻的驱替压差、累积产油量以及累积产水量数据；
步骤S3,基于模型预测值应与实际观测值相吻合的理论，选取不同时刻驱替压差和累积产量作为动态数据建立最小二乘目标函数，表达式为：式中，O(m)为目标函数；m为m×1阶模型参数向量；T为表征向量或矩阵转置的符号；dobs为n×1阶动态数据观测值向量；g(m)为n×1阶动态数据预测值向量；CD为n×n阶权重协方差矩阵；
步骤S4,测定三次均匀样条模型表征油水相对渗透率曲线；
步骤S5：结合径向流数值模拟器，利用Levenberg-Marquardt算法不断调整拟控制参数向量x和y，每次迭代结束，通过求解上述线性方程组计算控制参数向量Cw和Co，得到满足单调上凸性要求的三次均匀样条形式的油水相对渗透率曲线，不断循环迭代，使动态数据观测值与预测值的误差平方和达到最小，最终反演计算油水相对渗透率曲线。
2.根据权利要求1所述的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，
在步骤S4中,还包括步骤S401,定义无因次含水饱和度，构建三次均匀样条形式的油、水相对渗透率，无因次含水饱和度为相应的三次均匀样条形式为式中，SwD无因次含水饱和度；Swc、Sor分别为束缚水饱和度、残余油饱和度；krl为l相的相对渗透率；n为控制节点个数；分别为油、水相相对渗透率的控制节点；Bj，p(SwD)为四阶(3次)的样条基函数；步骤S402,特殊控制节点处理：室内处理相渗实验数据时，通常将束缚水饱和度下的油相渗透率作为基准渗透率，并假定束缚水饱和度和残余油饱和度已知，因此有及成立；为保证三次均匀样条形式的油、水相对渗透率曲线通过端点和需引入映射点和并建立以下关系：且步骤S403,保证油水相对渗透率曲线的单调上凸性：基于控制节点的单调上凸性等价于对应样条曲线单调上凸性的理论，引入对数变换将控制参数向量转化为拟控制参数向量，以保证油水相对渗透率曲线的单调上凸性：对于水相相对渗透率曲线对于油相相对渗透率曲线
3.根据权利要求1所述的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，
在步骤S1中,利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u1i,j、v1i,j；根据所述局部速度分量u1i,j、v1i,j，利用分段二次抛物线数值积分法确定多孔介质内流体的第一达西速度u1D、v1D；使流体在所述多孔介质内沿与所述第一方向垂直的第二方向流动，利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u2i,j、v2i,j；根据所述局部速度分量u2i,j、v2i,j，利用分段二次抛物线数值积分法确定多孔介质内流体的第二达西速度u2D、v2D；根据所述第一达西速度u1D、v1D及第二达西速度u2D、v2D，确定所述多孔介质内流体的全阶渗透率张量K：其中，μ为多孔介质内流体的动力黏度；ρ为多孔介质内流体的密度；g为重力加速度。
4.根据权利要求3所述的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，
如果所述网格中待求解点位于多孔介质的流体区域且其近邻点也位于流体区域，利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u1i,j、v1i,j，包括：利用位于多孔介质流体区域中的所述近邻点处的速度分量对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u1i,j、v1i,j。
5.根据权利要求4所述的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，
根据所述局部速度分量u1i,j、v1i,j，利用分段二次抛物线数值积分法确定多孔介质内流体的第一达西速度u1D、v1D，包括：根据所述局部速度分量u1i,j、v1i,j，利用基于分段二次抛物线的数值积分法，分别确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量及在y轴方向上的局部流量；将所述x轴方向上的局部流量相加得到x轴方向上的总流量，将所述y轴方向上的局部流量相加得到y轴方向上的总流量；根据所述x轴方向上的总流量和多孔介质在x轴方向上的流通面积，以及所述y轴方向上的总流量和多孔介质在y轴方向上的流通面积确定所述多孔介质内流体的第一达西速度u1D、v1D。
6.根据权利要求5所述的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，
根据所述局部速度分量u1i,j、v1i,j，利用基于分段二次抛物线的数值积分法，分别确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量及在y轴方向上的局部流量，包括：在所述网格中，利用相邻的三个点确定一条二次抛物线；对所述二次抛物线进行定积分，以确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量或者在y轴方向上的局部流量。
7.根据权利要求3所述的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，
如果所述网格中待求解点位于多孔介质的流体区域且其近邻点也位于流体区域，利用有限差分法对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u2i,j、v2i,j，包括：利用位于多孔介质流体区域中的所述近邻点处的速度分量对所述控制模型进行差分求解，以确定所述网格中不同点处的局部速度分量u2i,j、v2i,j。
8.根据权利要求7所述的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，
根据所述局部速度分量u2i,j、v2i,j，利用分段二次抛物线数值积分法确定多孔介质内流体的第二达西速度u2D、v2D，包括：根据所述局部速度分量u2i,j、v2i,j，利用基于分段二次抛物线的数值积分法，分别确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量及在y轴方向上的局部流量；将所述x轴方向上的局部流量相加得到x轴方向上的总流量，将所述y轴方向上的局部流量相加得到y轴方向上的总流量；根据所述x轴方向上的总流量和多孔介质在x轴方向上的流通面积，以及所述y轴方向上的总流量和多孔介质在y轴方向上的流通面积确定所述多孔介质内流体的第二达西速度u2D、v2D。
9.根据权利要求8所述的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，
根据局部速度分量u2i,j、v2i,j，利用基于分段二次抛物线的数值积分法，分别确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量及在y轴方向上的局部流量，包括：在所述网格中，利用相邻的三个点确定一条二次抛物线；对所述二次抛物线进行定积分，以确定多孔介质内的流体在x轴方向上的局部流量或者在y轴方向上的局部流量。
10.根据权利要求3所述的流体在多孔介质中渗透性能的测定方法，其特征在于，
如果所述网格中待求解点位于多孔介质的固体区域，则将该待求解点的速度分量置为0。
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|---|---|---|---|---|
| CN109342287A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种气水稳态渗流的判定方法 |
| CN111243098A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-05 | 中国矿业大学 | 非均质多孔介质三维孔隙结构有限元模型的构造方法 |
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| CN104990853A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-10-21 | 中国石油大学(北京) | 多孔介质全阶渗透率张量的预测方法 |
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