CN117077575B - 一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法及装置 - Google Patents
一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法及装置，该方法包括：根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，将二维裂缝模型离散化划分成多个原网格；选择所需的多相流动模型和湍流模型；设置二维裂缝模型的边界条件和参数并进行仿真模拟，读取仿真模拟的结果；重新设定原网格的分辨率得到细网格，并建立粗化网格模型得到粗网格；将原网格中的酸液体积分数映射到粗网格中，并获取每个细网格位于粗网格中的酸液体积分数；获取粗网格中酸液总滞留时间。本申请公开的方法解决了目前尚缺少可靠的交替酸压过程中酸液滞留时间的定量计算方法，制约了酸压效果评估与参数优化的水平，不能够定量表征酸液在裂缝中不均匀分布的强弱的问题。
Description
技术领域
本申请涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法及装置。
背景技术
碳酸盐岩蕴藏着全球48%的石油储量和28%的天然气储量。碳酸盐岩储层的高效开发对于满足国家能源需求具有重大意义。
碳酸盐岩储层由于孔隙度和渗透率普遍较低，且非均质性强，开发效果普遍较差。近年来，以多级交替注入酸压技术为代表的深穿透酸压改造工艺是提高碳酸盐岩油藏开发效果的有效措施。其中，影响酸压效果的主要因素为酸蚀裂缝导流能力和酸蚀缝长，影响的情况与缝内酸液流动分布情况密切相关。
但是，目前尚缺少可靠的交替酸压过程中酸液滞留时间的定量计算方法，制约了酸压效果评估与参数优化的水平，不能够定量表征酸液在裂缝中不均匀分布的强弱。
发明内容
在本申请实施例中，通过提供一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法及装置，解决了目前尚缺少可靠的交替酸压过程中酸液滞留时间的定量计算方法，制约了酸压效果评估与参数优化的水平，不能够定量表征酸液在裂缝中不均匀分布的强弱的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法，该方法包括：根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，将所述二维裂缝模型离散化划分成多个原网格；选择所需的多相流动模型和湍流模型；设置所述二维裂缝模型的边界条件和参数并进行仿真模拟，读取所述仿真模拟的结果；重新设定所述原网格的分辨率得到细网格，并建立粗化网格模型得到粗网格；将所述原网格中的酸液体积分数映射到所述粗网格中，并获取每个所述细网格位于所述粗网格中的酸液体积分数；获取所述粗网格中酸液总滞留时间。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，包括：在所述三维裂缝模型中截取任意缝长与缝高剖面获得二维裂缝模型；在所述二维裂缝模型中设置酸液入口与酸液出口。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述选择所需的多相流动模型和湍流
模型，包括：选择流体体积模型为所述多相流动模型；根据公式和分别计算裂缝射孔数和有效射孔高度；其中，为裂缝高度，为射孔
间距，为相位角度，为射孔孔径，射孔孔径小于或等于裂缝高度；根据公式计算酸液的注入速度；其中，为酸液注入排量，为裂缝宽度，为有效
射孔高度；根据公式计算雷诺数；其中，为流体密度，为粘性系数，为
特征长度，为裂缝宽度，设定；设定临界雷诺数，判断所述雷诺数是
否大于所述临界雷诺数；若判断结果为是，选择k-ε模型为所述湍流模型；若判断结果
为否，选择层流模型为所述湍流模型。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述获取每个所述细网格位于所述粗
网格中的酸液体积分数，包括：计算所述粗网格中所包含的每个所述细网格的体积；根据公
式计算所述粗网格中所包含的每个所述细网格的权重；其中，为所计算的
所述粗网格中所包含的每个所述细网格的体积；G为所述粗网格，i为所述细网格，为每个
所述细网格中的酸液体积分数；根据公式计算每个所述细网格位于所述
粗网格中的酸液体积分数。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述获取所述粗网格中酸液总滞留时
间，包括：根据公式计算所述粗网格中酸液总滞留时间；其
中，为当前时刻t到下一时刻t+1的时间间距，为在t时刻所述粗网格中的酸液体积分
数，为单位阶跃函数，为所设置的最低有效酸液体积分数阈值；根据公式判断时间段内，酸液是否在所述粗网格中滞
留；若即判断结果为是，统计到所述粗网格的酸液总滞留时间中。
第二方面，本申请实施例提供了一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算装置，该装置包括：划分模块，用于根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，将所述二维裂缝模型离散化划分成多个原网格；选择模块，用于选择所需的多相流动模型和湍流模型；设置模块，用于设置所述二维裂缝模型的边界条件和参数并进行仿真模拟，读取所述仿真模拟的结果；重新设定模块，用于重新设定所述原网格的分辨率得到细网格，并建立粗化网格模型得到粗网格；映射模块，用于将所述原网格中的酸液体积分数映射到所述粗网格中，并获取每个所述细网格位于所述粗网格中的酸液体积分数；获取总滞留时间模块，用于获取所述粗网格中酸液总滞留时间。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述划分模块具体用于：在所述三维裂缝模型中截取任意缝长与缝高剖面获得二维裂缝模型；在所述二维裂缝模型中设置酸液入口与酸液出口。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述选择模块具体用于：选择流体体积
模型为所述多相流动模型；根据公式和分别计算裂缝射孔数和有效射孔高度；其中，为裂缝高度，为射孔间距，为相位角度，为射孔孔径，射
孔孔径小于或等于裂缝高度；根据公式计算酸液的注入速度；其中，为
酸液注入排量，为裂缝宽度，为有效射孔高度；根据公式计算雷诺
数；其中，为流体密度，为粘性系数，为特征长度，为裂缝宽度，设定；设定临
界雷诺数，判断所述雷诺数是否大于所述临界雷诺数；若判断结果为
是，选择k-ε模型为所述湍流模型；若判断结果为否，选择层流模型为所述湍流模型。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述映射模块具体用于：计算所述粗网
格中所包含的每个所述细网格的体积；根据公式计算所述粗网格中所包含的
每个所述细网格的权重；其中，为所计算的所述粗网格中所包含的每个所述细网格的体
积；G为所述粗网格，i为所述细网格，为每个所述细网格中的酸液体积分数；根据公式计算每个所述细网格位于所述粗网格中的酸液体积分数。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述获取总滞留时间模块具体用于：根
据公式计算所述粗网格中酸液总滞留时间；其中，为当
前时刻t到下一时刻t+1的时间间距，为在t时刻所述粗网格中的酸液体积分数，为单位
阶跃函数，为所设置的最低有效酸液体积分数阈值；根据公式判断时间段内，酸液是否在所述粗网格中滞
留；若即判断结果为是，统计到所述粗网格的酸液总滞留时间中。
第三方面，本申请实施例提供了一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算服务器，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机可执行指令；所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，以实现第一方面或第一方面任一种可能的实现方式所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，计算机执行所述可执行指令时能够实现以实现第一方面或第一方面任一种可能的实现方式所述的方法。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：
本申请实施例提供了一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法，该方法在实施时，首先根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，将二维裂缝模型离散化划分成多个原网格，能够减少模型所需划分的原网格数和计算机模拟迭代次数，然后选择所需的多相流动模型和湍流模型，设置二维裂缝模型的边界条件和参数并进行仿真模拟，读取仿真模拟的结果，重新设定原网格的分辨率得到细网格，并建立粗化网格模型得到粗网格，将原网格中的酸液体积分数映射到粗网格中，并获取每个细网格位于粗网格中的酸液体积分数，重新设定原网格的分辨率能够更好地获取酸液分布特征与提高酸液滞留时间的计算效率，最后获取粗网格中酸液总滞留时间，通过所计算出的不同位置的酸液滞留时间分析不同位置酸液滞留时间的差异，能够定量表征酸液在裂缝中不均匀分布的强弱，提升酸压裂缝的导流能力，进而提升压裂效果，从而能够进行酸压效果评估与参数优化，对碳酸盐岩储层进行高效开发。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例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例，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为本申请实施例提供的一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法流程图；
图2为本申请实施例提供的实现根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型的具体步骤的流程图；
图3为本申请实施例提供的实现选择所需的多相流动模型和湍流模型的具体步骤的流程图；
图4为本申请实施例提供的实现获取每个细网格位于粗网格中的酸液体积分数的具体步骤的流程图；
图5为本申请实施例提供的实现获取粗网格中酸液总滞留时间的具体步骤的流程图；
图6为本申请实施例提供的一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算装置的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算服务器示意图；
图8为本申请实施例提供的三维裂缝模型示意图；
图9为本申请实施例提供的二维裂缝模型示意图；
图10为本申请实施例提供的二维裂缝模型网格划分结果示意图；
图11为本申请实施例提供的网格映射示意图；
图12为本申请实施例提供的不同时刻酸液指进仿真模拟结果示意图；
图13为本申请实施例提供的任意时刻酸液空间分布计算示意图；
图14为本申请实施例提供的酸液滞留时间计算示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，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。
首先对本申请实施例中涉及的相关技术或概念作简单介绍。
当前研究碳酸盐岩油藏多级交替酸压酸液滞留的非均匀特征的一个主流方法是可视化物模实验方法。可视化物模实验方法采用与地层矿物类型相近的大理石板和双层钢化玻璃板相结合的方式构成裂缝壁面，利用真实的盐酸作为驱替液，实现了酸岩反应条件下酸液指进的模拟，并采用分形维数对酸液指进的复杂形态进行定量描述，以此表明酸液指进形态具有明显的分形特征。但是，这一类方法需要复杂且昂贵的实验设备，且物模实验过程通常较为漫长，应用不便。因此，采用分形维数的方法虽然可以在一定程度上表征酸液指进的形态，但是未能对酸液在裂缝中的空间分布与滞留时间作进一步的定量分析。
当前研究碳酸盐岩油藏多级交替酸压酸液滞留的非均匀特征的另一个主流方法是流体动力学仿真模拟方法。该方法基于裂缝中酸液流动数学方程（英文：Navier-Stokes），利用计算动力学（简称：CFD）数值仿真方法模拟酸液注入的动态过程，并利用计算机绘制了交替注酸过程中酸液分布的数字化图像。基于酸液分布的图像，定义了指进前缘速率、指进系数、指进程度和面积扫掠效率等描述酸液非均匀分布的特征参数，有效表征了酸液分布的非均匀特征。然而，这些参数只是对某一时刻酸液分布非均匀特征的描述，无法提供酸压全过程中酸液滞留时间的相关信息。
本申请实施例提供了一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法，如图1所示，该方法包括步骤S101至S106。
S101：根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，将二维裂缝模型离散化划分成多个原网格。
图2为本申请实施例提供的实现步骤S101中根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型的具体步骤的流程图，包括步骤S201至S202。
S201：在三维裂缝模型中截取任意缝长与缝高剖面获得二维裂缝模型。
S202：在二维裂缝模型中设置酸液入口与酸液出口。
具体地，图8为本申请实施例提供的三维裂缝模型示意图，如图8所示，表示裂缝
长度，表示裂缝高度，表示裂缝宽度，由于在进行仿真模拟时，通常会忽略裂缝宽度假
定酸液沿缝口以均匀的速度注入裂缝中，因此，为减少模型所需划分的原网格数和计算机
模拟迭代次数，可以截取任意的缝长与缝高剖面，把三维裂缝模型简化成一个二维裂缝模
型。图9为本申请实施例提供的二维裂缝模型示意图，如图9所示，在二维裂缝模型中需要设
置酸液入口与酸液出口，酸液入口与酸液出口均匀的分布有助于提高酸液的均匀性，使酸
液更容易进入储层中的所有区域，最大限度地提高酸化效果，从而能够避免酸液过度集中
在某些局部区域，避免导致储层不均匀蚀刻和产生不必要的损伤，具体地，本申请可以使用
DesignModeler软件建立二维裂缝模型，当然，还可以选择其他软件建立二维裂缝模型，本
申请不以上述软件为限制。
进一步地，在建立二维裂缝模型之后，还需要将二维裂缝模型离散化划分成多个网格，这里定义所划分的多个网格为多个原网格，离散化的目的是为了提高数值计算的精度和效率，本申请可以采用Fluent软件自带的网格生成器对二维裂缝模型进行原网格的划分，当然，还可以选择其他软件对二维裂缝模型进行原网格的划分，本申请不以上述软件为限制。
图10为本申请实施例提供的二维裂缝模型网格划分结果示意图，如图10所示，根
据公式推导出所需划分的原网格单元尺寸，其中为二维裂
缝模型的长度，为二维裂缝模型的宽度，N为所需划分的网格数量。
S102：选择所需的多相流动模型和湍流模型。
图3为本申请实施例提供的实现步骤S102中选择所需的多相流动模型和湍流模型的具体步骤的流程图，包括步骤S301至S307。
S301：选择流体体积模型为多相流动模型。
本申请通过将划分了多个原网格二维裂缝模型导入Fluent软件对所需的多相流动模型和湍流模型进行选择，当然，也可以将划分了多个原网格二维裂缝模型导入其他软件中，本申请不以上述软件为限制。多相流动模型包括流体体积模型、混合模型和欧拉模型等，具体地，混合模型适合具有离散相的流动模拟使用，而欧拉模型适合于流动中有混合或分离的情况，或者离散相的体积分数超过10%~12％的情况使用。由于本申请二维裂缝模型中的两相流体在流动中需要考虑表面张力和粘性力等相互作用力，所以综合考虑选择流体体积模型为多相流动模型。
进一步地，Fluent软件支持多种不同类型的湍流模型，如层流模型、k-ε模型、k-ω
模型和DES模型等。这些模型具有不同的适用范围和精度，其中k-ε模型适用于中等和高速
的流动，通常要求雷诺数（英文：Reynolds Number）在范围内。
S302：根据公式和分别计算裂缝射孔数和有效射
孔高度。其中，为裂缝高度，为射孔间距，为相位角度，为射孔孔径，射孔孔径小
于或等于裂缝高度。
S303：根据公式计算酸液的注入速度。其中，为酸液注入排量，
为裂缝宽度，为有效射孔高度。
S304：根据公式计算雷诺数。其中，为流体密度，为粘性系数，为特征长度，为裂缝宽度，设定。
具体地，在裂缝宽度一定的情况下，如果雷诺数较大，则裂缝可能会出现紊流现象，此时特征长度会比较短。相反，如果雷诺数较小，则裂缝可能会出现稳定流动的情况，此时特征长度会比较长。所以在计算裂缝特征长度时，选择两倍裂缝宽度作为特征长度比较合适，可以兼顾裂缝的稳定性和紊流性质，从而更好地反映裂缝的特征。
S305：设定临界雷诺数，判断雷诺数是否大于临界雷诺数。
若S305判断结果为是，则执行S306：选择k-ε模型为湍流模型。
若S305判断结果为否，则执行S307：选择层流模型为湍流模型。
进一步地，在仿真过程中，需要设置流体的物理和化学属性，如流体的密度和黏度等。对于多相流动模型，还需要设置不同物质之间的相互作用参数，如不同物质之间的表面张力。具体操作流程如下：设置前置液和酸液的密度、黏度（Materials→Fluid→CreatMaterials）；设置表面张力系数（Models→VOF→Phase Interaction→Surface TensionCoefficient）。具体地，由于前置液与酸液之间的表面张力系数通常不是固定的数值，因此，可以根据模拟结果来调整表面张力系数来获取最佳的模拟结果。
S103：设置二维裂缝模型的边界条件和参数并进行仿真模拟，读取仿真模拟的结果。
具体地，需要设置二维裂缝模型的边界条件包括入口条件、出口条件和壁面条件等。对于两相流模拟，需要设置酸液的注入速度和酸液注入体积分数等参数作为入口条件，其中，出口条件可以设置为静压出口，壁面条件需要设置前置液与酸液之间的接触角。需要进行说明的是，由于酸液注入速度已经在步骤S303中计算出，因此只需要通过所计算出的数值进行酸液注入速度的设置。具体操作流程如下：
设置酸液注入速度（Setup→Boundary Conditions→Inlet）；设置酸液注入体积分数（Setup→Boundary Conditions→Inlet→Phase）根据酸液比例，对于没有指定酸液或前置液比例的情况，默认体积分数为1；设置出口条件（Setup→Boundary Conditions→Outlet→Gauge Pressure）设置出口处压力条件和回流参数，出口压力设为表压为0即相对压力为0，回流设为不可回流；设置壁面条件（Setup→Boundary Conditions→Wall→WallAdhesion→Contact Angles）设置壁面处酸液与前置液两相流体的接触角，如果没有实验数据，可设为165°。具体地，设置壁面条件是为了模拟酸液与前置液两相流体表面之间的相互作用。
进一步地，对于多相流动模拟，在仿真开始前，还需要设置不同物质之间的初始分布情况、求解方法的选择、空间离散化方法的选择等，具体操作流程如下：
设置求解方法(Solution→Methods，求解方法选择SIMPLE)；设置空间离散化方法(Solution→Methods，空间离散化方法选择Second Ordre Upwind)；设置解决方案控制里的亚松驰因子(Solution→Controls，对压力、密度和动量参数进行设置，使计算更容易收敛)；设置残差监控器中收敛条件的绝对标准(Solution→Monitors→Residual)；具体地，收敛条件的绝对标准通常是指残差的绝对值达到一定的阈值，绝对标准可以设置为0.001，当然，也可以设置成其他数值，本申请不以上述数值为限制。设置解决方案数据导出，导出CDAT文件及CGNS文件；设置计算步数和时间步长；判断计算结果是否收敛。具体地，通过设置残差监控器判断计算结果是否收敛，残差监控器能够用来监控残差的变化情况，并且在残差达到一定的数值范围内时发出警告。
进一步地，所导出的CGNS文件中存储着某一个时刻的计算流体动力学仿真模拟结果数据，CGNS文件由节点组成，每个节点可以带有数据，也可以不带数据。节点组成一种树结构，非常便于检索数据。标准接口数据结构SIDS定义了节点类型，给出文件组成结构上的定义，即SIDS定义了应用程序定义文件的节点代表的意义和格式。每个节点可带有任意数量的子节点，除根节点外，每个节点有唯一的母节点。每个节点数据包括：节点ID、名称、标识、数据类型、量纲值、数据和子节点列表。
需要进行说明的是，本申请可以采用Matlab软件编写脚本程序对仿真模拟的结果进行读取，当然，还可以选择其他软件对仿真模拟的结果进行读取，本申请不以上述软件为限制。具体为依次读取原网格类型、原网格节点坐标、原网格单元顶点编号和存储在原网格单元的计算结果，主要为原网格中的酸液体积分数。
由于仿真模拟精度的要求，进行仿真模拟所需的二维裂缝模型中的原网格尺寸通常在0.01m以下，总的网格数量高达10万以上，因此会给获取酸液分布特征与酸液滞留时间计算效率带来挑战，并且，对于酸液分布非均匀性特征和酸液滞留时间计算而言，并不需要如此高精度的原网格分辨率，因此需要重新设定原网格的分辨率，具体步骤如下。
S104：重新设定原网格的分辨率得到细网格，并建立粗化网格模型得到粗网格。
S105：将原网格中的酸液体积分数映射到粗网格中，并获取每个细网格位于粗网格中的酸液体积分数。
具体地，重新设定的网格的分辨率应保证酸液所流进二维裂缝模型的最小通道有10个以上的网格，即所得到的细网格的分辨率应保证酸液所流进二维裂缝模型的最小通道有10个以上的网格。
本申请所建立的二维裂缝模型的长度为150m，二维裂缝模型的宽度为30m，重新设
定原网格的分辨率得到细网格时所需划分的网格数量为18000，代入公式得到=0.5，即重新设定原网格的分辨率得到细网格单元尺寸为0.5m*0.5m。
进一步地，所建立的粗化网格模型会得到多个粗网格，本申请可以采用基于体积加权的平均算法将原网格中的酸液体积分数映射到粗网格中，当然，还可以采用其他算法，本申请不以上述算法为限制。
图11为本申请实施例提供的网格映射示意图，如图11所示，正方形格子为细网格，五边形格子为粗网格，阴影部分为细网格位于粗网格中的部分。
图4为本申请实施例提供的实现步骤S105中获取每个细网格位于粗网格中的酸液体积分数的具体步骤的流程图，包括步骤S401至S403。
S401：计算粗网格中所包含的每个细网格的体积。具体地，由于本申请的模型为二维裂缝模型，因此细网格的体积就是细网格面积*1，即假设二维裂缝模型的厚度为1。
S402：根据公式计算粗网格中所包含的每个细网格的权重。其中，
为所计算的粗网格中所包含的每个细网格的体积；G为粗网格，i为细网格，为每个细网格
中的酸液体积分数。
S403：根据公式计算每个细网格位于粗网格中的酸液体积分数。
S106：获取粗网格中酸液总滞留时间。具体地，对酸液注入过程的每一个时刻进行步骤S401至S403能够得到每个细网格位于粗网格中的酸液体积分数与时间的关系曲线。
图5为本申请实施例提供的实现步骤S106中获取粗网格中酸液总滞留时间的具体步骤的流程图，包括步骤S501至S503。
S501：根据公式计算粗网格中酸液总滞留时间。其
中，为当前时刻t到下一时刻t+1的时间间距，为在当前时刻t粗网格中的酸液体积分
数，为单位阶跃函数，为所设置的最低有效酸液体积分数阈值。
S502：根据公式判断时间段内，酸液
是否在粗网格中滞留。
若即S502判断结果为是，则执行S503：统计到粗网格的酸液总滞
留时间中。
具体地，在当前时刻t，粗网格中的酸液体积分数大于所设置的最低有效酸液
体积分数阈值时，认为当前时刻t到下一时刻t+1的时间间距为酸液在粗网格中滞
留，统计到粗网格的酸液总滞留时间中。进行完所有步骤后会得到如下示意图。图12为本申
请实施例提供的不同时刻酸液指进仿真模拟结果示意图。图13为本申请实施例提供的任意
时刻酸液空间分布计算示意图。图14为本申请实施例提供的酸液滞留时间计算示意图，如
图14所示，颜色越浅代表酸液滞留的时间越长。
本申请实施例还提供了一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算装置600，如图6所示，该装置包括：划分模块601、选择模块602、设置模块603、重新设定模块604、映射模块605和获取总滞留时间模块606。
划分模块601用于根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，将二维裂缝模型离散化划分成多个原网格。
选择模块602用于选择所需的多相流动模型和湍流模型。
设置模块603用于设置二维裂缝模型的边界条件和参数并进行仿真模拟，读取仿真模拟的结果。
重新设定模块604用于重新设定原网格的分辨率得到细网格，并建立粗化网格模型得到粗网格。
映射模块605用于将原网格中的酸液体积分数映射到粗网格中，并获取每个细网格位于粗网格中的酸液体积分数。
获取总滞留时间模块606用于获取粗网格中酸液总滞留时间。
划分模块601具体用于在三维裂缝模型中截取任意缝长与缝高剖面获得二维裂缝模型；在二维裂缝模型中设置酸液入口与酸液出口。
选择模块602具体用于选择流体体积模型为多相流动模型；根据公式和分别计算裂缝射孔数和有效射孔高度；其中，为裂缝
高度，为射孔间距，为相位角度，为射孔孔径，射孔孔径小于或等于裂缝高度；根据
公式计算酸液的注入速度；其中，为酸液注入排量，为裂缝宽度，为
有效射孔高度；根据公式计算雷诺数；其中，为流体密度，为粘性系数，为特征长度，为裂缝宽度，设定；设定临界雷诺数，判断雷诺数是
否大于临界雷诺数；若判断结果为是，选择k-ε模型为湍流模型；若判断结果为否，选择
层流模型为湍流模型。
映射模块605具体用于计算粗网格中所包含的每个细网格的体积；根据公式计算粗网格中所包含的每个细网格的权重；其中，为所计算的粗网格中所
包含的每个细网格的体积；G为粗网格，i为细网格，为每个细网格中的酸液体积分数；根
据公式计算每个细网格位于粗网格中的酸液体积分数。
获取总滞留时间模块606具体用于根据公式计算
粗网格中酸液总滞留时间；其中，为当前时刻t到下一时刻t+1的时间间距，为在t时刻
粗网格中的酸液体积分数，为单位阶跃函数，为所设置的最低有效酸液体积分数阈
值；根据公式判断时间段内，酸液是否在粗网
格中滞留；若即判断结果为是，统计到粗网格的酸液总滞留时间中。
本申请实施例所述装置中的部分模块可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
如图7所示，本申请实施例还提供了一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算服务器，包括存储器701和处理器702；存储器701用于存储计算机可执行指令；处理器702用于执行计算机可执行指令，以实现本申请实施例以上所述的碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，计算机执行所述可执行指令时能够实现以实现本申请实施例以上所述的碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的硬件的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，也可以通过数据迁移的实施过程中体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等）执行本申请实施例所述的方法。
本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。本申请的全部或者部分可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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申请技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法，其特征在于，包括：
根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，将所述二维裂缝模型离散化划分成多个原网格；
选择所需的多相流动模型和湍流模型；
设置所述二维裂缝模型的边界条件和参数并进行仿真模拟，读取所述仿真模拟的结果；
具体为依次读取原网格类型、原网格节点坐标、原网格单元顶点编号和存储在原网格单元的计算结果，主要为原网格中的酸液体积分数；
重新设定所述原网格的分辨率得到细网格，并建立粗化网格模型得到粗网格；
将所述原网格中的酸液体积分数映射到所述粗网格中，并获取每个所述细网格位于所述粗网格中的酸液体积分数；
所述获取每个所述细网格位于所述粗网格中的酸液体积分数，包括：
计算所述粗网格中所包含的每个所述细网格的体积；
根据公式计算所述粗网格中所包含的每个所述细网格的权重；其中，vg为所计算的所述粗网格中所包含的每个所述细网格的体积；G为所述粗网格，i为所述细网格，Vi为每个所述细网格中的酸液体积分数；
根据公式VG＝∑i∈GwgVi计算每个所述细网格位于所述粗网格中的酸液体积分数；
获取所述粗网格中酸液总滞留时间；
所述获取所述粗网格中酸液总滞留时间，包括：
根据公式计算所述粗网格中酸液总滞留时间；其中，Δt为当前时刻t到下一时刻t+1的时间间距，/>为在t时刻所述粗网格中的酸液体积分数，H为单位阶跃函数，Vcrit为所设置的最低有效酸液体积分数阈值；
根据公式判断Δt时间段内，酸液是否在所述粗网格中滞留；若/>即判断结果为是，统计到所述粗网格的酸液总滞留时间中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，包括：
在所述三维裂缝模型中截取任意缝长与缝高剖面获得二维裂缝模型；
在所述二维裂缝模型中设置酸液入口与酸液出口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择所需的多相流动模型和湍流模型，包括：
选择流体体积模型为所述多相流动模型；
根据公式和Hp＝Np×D分别计算裂缝射孔数Np和有效射孔高度Hp；其中，h为裂缝高度，d1为射孔间距，/>为相位角度，D为射孔孔径，射孔孔径D小于或等于裂缝高度h；
根据公式计算酸液的注入速度；其中，Qi为酸液注入排量，w为裂缝宽度，Hp为有效射孔高度；
根据公式计算雷诺数；其中，ρ为流体密度，μ为粘性系数，L为特征长度，d为裂缝宽度，设定L＝2d；
设定临界雷诺数Rec＝104，判断所述雷诺数Re是否大于所述临界雷诺数Rec；若判断结果为是，选择k-ε模型为所述湍流模型；若判断结果为否，选择层流模型为所述湍流模型。
4.一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算装置，其特征在于，包括：
划分模块，用于根据三维裂缝模型建立二维裂缝模型，将所述二维裂缝模型离散化划分成多个原网格；
选择模块，用于选择所需的多相流动模型和湍流模型；
设置模块，用于设置所述二维裂缝模型的边界条件和参数并进行仿真模拟，读取所述仿真模拟的结果；具体为依次读取原网格类型、原网格节点坐标、原网格单元顶点编号和存储在原网格单元的计算结果，主要为原网格中的酸液体积分数；
重新设定模块，用于重新设定所述原网格的分辨率得到细网格，并建立粗化网格模型得到粗网格；
映射模块，用于将所述原网格中的酸液体积分数映射到所述粗网格中，并获取每个所述细网格位于所述粗网格中的酸液体积分数；所述获取每个所述细网格位于所述粗网格中的酸液体积分数，包括：计算所述粗网格中所包含的每个所述细网格的体积；根据公式 计算所述粗网格中所包含的每个所述细网格的权重；其中，vg为所计算的所述粗网格中所包含的每个所述细网格的体积；G为所述粗网格，i为所述细网格，Vi为每个所述细网格中的酸液体积分数；根据公式VG＝∑i∈GwgVi计算每个所述细网格位于所述粗网格中的酸液体积分数；
获取总滞留时间模块，用于获取所述粗网格中酸液总滞留时间；所述获取所述粗网格中酸液总滞留时间，包括：根据公式 计算所述粗网格中酸液总滞留时间；其中，Δt为当前时刻t到下一时刻t+1的时间间距，/>为在t时刻所述粗网格中的酸液体积分数，H为单位阶跃函数，Vcrit为所设置的最低有效酸液体积分数阈值；根据公式/>判断Δt时间段内，酸液是否在所述粗网格中滞留；若/>即判断结果为是，统计到所述粗网格的酸液总滞留时间中。
5.一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算服务器，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令；
所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，以实现权利要求1-3任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，计算机执行所述可执行指令时能够实现如权利要求1-3任一项所述的方法。
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|---|---|---|---|
| CN202311331775.2A CN117077575B (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202311331775.2A CN117077575B (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法及装置 |
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| CN117077575B true CN117077575B (zh) | 2024-02-23 |
Family
ID=88712027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311331775.2A Active CN117077575B (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种碳酸盐岩油藏酸压酸液滞留时间计算方法及装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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2023
- 2023-10-16 CN CN202311331775.2A patent/CN117077575B/zh active Active
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Also Published As
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|---|---|
| CN117077575A (zh) | 2023-11-17 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant |