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技术

本发明专利技术属于致密油藏技术领域，涉及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。本发明专利技术提供的致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，包括如下步骤：(a)建立油藏模型；(b)建立致密油藏相态理论模型；(c)利用油藏组分模型模拟器，对影响二氧化碳吞吐过程的因素包括基质渗透率、毛细管力效应和二氧化碳的扩散效应进行敏感性分析；(d)根据敏感性分析的结果，明确提高油藏采收率的措施或方向。本发明专利技术系统性的分析了基质渗透率、毛细管力效应、二氧化碳的扩散效应等因素对致密油藏的二氧化碳吞吐过程的影响，为致密油藏二氧化碳吞吐过程的设计提供更为有力的理论依据和指导。

Sensitivity analysis method and its application for influencing factors of carbon dioxide huff and puff in tight reservoirs

The invention belongs to the technical field of tight reservoir, and relates to sensitivity analysis method and its application for influencing factors of carbon dioxide huff and puff in tight reservoirs. The method of sensitivity analysis of the influence factors of carbon dioxide huff and puff provided by the invention includes the following steps: (a) establishing a reservoir model; (b) establishing a theoretical model of dense reservoir phase state; (c) using the reservoir component model simulator, the factors affecting the process of carbon dioxide stimulation include matrix permeability, capillary force effect and Sensitivity analysis of the diffusion effect of carbon dioxide; (d) according to the results of sensitivity analysis, clear measures or directions to enhance oil recovery. This invention systematically analyses the influence of matrix permeability, capillary force effect and carbon dioxide diffusion effect on the process of carbon dioxide soaking in dense reservoir, which provides a more powerful theoretical basis and guidance for the design of carbon dioxide puff process in dense reservoir.

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于致密油藏领域，尤其涉及一种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。
技术介绍
随着世界石油供需矛盾的日益突出和优质石油资源的逐渐匮乏，以及常规油藏的大量开采，非常规油气资源例如致密油气已经成为重要的油气资源接替区。近年来，非常规油气藏的勘探开发日益增多。由于非常规油气藏具有低孔、低渗，储集层中纳米级孔隙发育的特点，常采用水平井多段压裂等手段进行开发。根据已有实验和数值模拟研究显示，注二氧化碳驱是提高致密油藏最终采收率的有效方法之一。在二氧化碳注入的过程中，二氧化碳与原油接触，从油相中抽提轻质组分及中间组分，从而降低原油粘度及界面张力。当界面张力为零时，二氧化碳与地层流体达到混相，从而实现二氧化碳的混相驱替过程。二氧化碳驱不但有效解决了工业生产、人民生活温室气体排放和储存等重大问题，而且由于其独特有效的驱替机制，使其成为气驱提高油藏采收率的一项关键技术。近年来，已有众多国内外科研工作者对致密油藏的二氧化碳驱油过程进行研究。例如，YuW等研究发现，二氧化碳的扩散效应是影响二氧化碳驱油效果的重要因素之一；AlharthyN等基于室内实验和数值模拟，分析了Bakken致密油藏的提高采收率过程；Zuloaga－MoleroP等分析了天然裂缝的存在的复杂裂缝网络对二氧化碳驱油过程的影响；KimTH等研究了应力敏感效应对二氧化碳吞吐采油过程的影响。但上述研究均未对影响二氧化碳吞吐效果的因素进行系统的敏感性分析。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，以解决上述
技术介绍
中提到的缺乏系统性的问题。本专利技术的第二目的在于提供一种包含上述致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法在提高油藏采收率中的应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，包括如下步骤：(a)建立油藏模型；(b)建立致密油藏相态理论模型；(c)利用油藏组分模型模拟器，对影响二氧化碳吞吐过程的因素包括基质渗透率、毛细管力效应和二氧化碳的扩散效应进行敏感性分析；(d)根据敏感性分析的结果，明确提高油藏采收率的措施或方向。作为进一步优选技术方案，步骤(a)中，统计分析致密油藏的典型特征，建立相应的油藏三维和/或平面模型，并确定油藏及裂缝的相关参数。作为进一步优选技术方案，步骤(a)中，所述的油藏为Bakken致密油藏。作为进一步优选技术方案，步骤(b)中，为考虑致密油藏流体各组分临界性质的变化，构建数学模型，并利用蒙特卡罗模拟方法对临界温度和临界压力进行计算，所述的数学模型为：其中，rp为孔喉半径，ΔTc*和ΔPc*分别表示毛细管力效应影响的临界温度和临界压力的相对变化量，σLJ为Lennard－Jones参数。作为进一步优选技术方案，步骤(b)中，考虑毛细管力效应的相平衡计算模型为：当油相和气相中各组分的逸度相等时，体系达到相平衡，即：根据质量守恒定律，可得：其中，fi为液相、气相中组分i的逸度；PV和PL分别为气相和液相的压力；zi为体系中组分i的总摩尔分数；xi和yi分别为组分i在液相和气相中的摩尔分数；F为总摩尔数；L和V分别为液相和气相的摩尔数；Nc为体系中的总组分数；采用Young－Laplace方程来计算毛细管力Pcap：PV-PL＝Pcap(7)其中，θ为接触角，σ为界面张力。作为进一步优选技术方案，步骤(c)中，考虑毛细管力效应的影响时，设定一系列孔隙半径值，利用所述的数学模型和相平衡计算模型，考察致密油藏流体各组分临界性质的变化，并根据实验测得的实际孔隙分布数据，预测致密油藏的最终采收率；通过对比考虑毛细管力效应和忽略毛细管力效应时的油藏最终采收率，明确毛细管力效应对二氧化碳吞吐的影响程度。作为进一步优选技术方案，步骤(c)中，考虑基质渗透率的影响时，保持其他参数不变，设定一系列基质渗透率值，分析油藏基质渗透率的变化对油藏最终采收率的影响，明确基质渗透率对二氧化碳吞吐的影响程度。作为进一步优选技术方案，步骤(c)中，考虑二氧化碳的扩散效应的影响时，通过对比考虑二氧化碳的扩散效应和忽略二氧化碳的扩散效应时的二氧化碳的分布情况以及对油藏最终采收率的影响，明确二氧化碳的扩散效应对二氧化碳吞吐的影响程度。作为进一步优选技术方案，步骤(d)中，根据敏感性分析的结果，确定考虑基质渗透率、毛细管力效应和/或二氧化碳的扩散效应时对二氧化碳吞吐过程的影响程度，以明确提高油藏采收率的措施或方向。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种包含上述的致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法在提高油藏采收率中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术提供的致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，系统性的分析了基质渗透率、毛细管力效应、二氧化碳的扩散效应等因素对致密油藏的二氧化碳吞吐过程的影响，为致密油藏二氧化碳吞吐过程的设计提供更为有力的理论依据和指导。2、通过本专利技术的分析方法可知，二氧化碳的扩散效应是影响二氧化碳吞吐过程的重要参数之一，考虑二氧化碳的扩散效应时，最终采收率提高4.3％；较低的渗透率及纳米孔隙中的毛细管力效应提高了最终采收率，对致密油藏的二氧化碳吞吐过程是有益的；考虑注二氧化碳过程中的毛细管力效应时，二氧化碳的扩散效应更加显著。3、本专利技术明确了影响致密油藏二氧化碳驱开发效果的主控因素，提高判断影响因素的准确性，不仅能够为提高致密油藏油井产量提供有力的技术支持，还可以为致密油藏合理开发提供了理论依据及参考，具有重大的理论和实际应用意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施方式，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为本专利技术一种实施方式提供的基准算例的平面示意图；图2为本专利技术一种实施方式提供的不同孔隙半径下Bakken致密油藏注二氧化碳驱油过程中最小混相压力的变化示意图；图3为本专利技术一种实施方式提供的基质渗透率对二氧化碳吞吐效果的影响示意图；图4为本专利技术一种实施方式提供的二氧化碳的扩散效应对最终采收率的影响示意图；图5为本专利技术一种实施方式提供的忽略二氧化碳扩散效应时二氧化碳分布示意图(图中数值表示该网格处二氧化碳的浓度)；图6为本专利技术一种实施方式提供的考虑二氧化碳扩散效应时二氧化碳分布示意图(图中数值表示该网格处二氧化碳的浓度)；图7为本专利技术一种实施方式提供的Bakken油藏流体各组分临界性质的变化示意图；图7(a)和图7(b)分别为临界温度和临界压力的变化示意图；图8为本专利技术一种实施方式提供的毛细管力效应对二氧化碳吞吐效果的影响示意图；图9为本专利技术一种实施方式提供的二氧化碳吞吐过程对最终采收率的影响的实例分析。具体实施方式下面将结合实施方式和实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)建立油藏模型；(b)建立致密油藏相态理论模型；(c)利用油藏组分模型模拟器，对影响二氧化碳吞吐过程的因素包括基质渗透率、毛细管力效应和二氧化碳的扩散效应进行敏感性分析；(d)根据敏感性分析的结果，明确提高油藏采收率的措施或方向。

【技术特征摘要】
1.一种致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)建立油藏模型；(b)建立致密油藏相态理论模型；(c)利用油藏组分模型模拟器，对影响二氧化碳吞吐过程的因素包括基质渗透率、毛细管力效应和二氧化碳的扩散效应进行敏感性分析；(d)根据敏感性分析的结果，明确提高油藏采收率的措施或方向。2.根据权利要求1所述的致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，其特征在于，步骤(a)中，统计分析致密油藏的典型特征，建立相应的油藏三维和/或平面模型，并确定油藏及裂缝的相关参数。3.根据权利要求2所述的致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，其特征在于，步骤(a)中，所述的油藏为Bakken致密油藏。4.根据权利要求1所述的致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，其特征在于，步骤(b)中，为考虑致密油藏流体各组分临界性质的变化，构建数学模型，并利用蒙特卡罗模拟方法对临界温度和临界压力进行计算，所述的数学模型为：其中，rp为孔喉半径，和分别表示毛细管力效应影响的临界温度和临界压力的相对变化量，σLJ为Lennard－Jones参数。5.根据权利要求4所述的致密油藏二氧化碳吞吐影响因素敏感性分析方法，其特征在于，步骤(b)中，考虑毛细管力效应的相平衡计算模型为：当油相和气相中各组分的逸度相等时，体系达到相平衡，即：根据质量守恒定律，可得：Fzi＝xiL+yiV,i＝1,...,Nc，(6)其中，fi为液相、气相中组分i的逸度；PV和PL分别为气相和液相的压力；zi为体系中组分i的总摩尔分数；xi和yi分别为组分i在液相和气相中的摩尔分数；F为总摩尔数；L和V分别为液相和气...

【专利技术属性】
技术研发人员：张园，李治平，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11