致密储层中油气运移的数值模拟方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种致密储层中油气运移的数值模拟方法及装置，涉及石油技术领域，本发明专利技术将烃源岩网格等效为蚁窝，根据生烃强度从多个烃源岩释放代表油气的人工蚂蚁，并对各人工蚂蚁的路径及停止运转的网格(即富集区集合中的网格)进行记录，获得将所有人工蚂蚁的路径及富集区集合，方式本身相对而言比基于达西渗流方式模拟的方法更为简便，效果更为接近现实条件，预测精度高，同时，由于方法本身较为简便，计算迅速。

【技术实现步骤摘要】
致密储层中油气运移的数值模拟方法及装置
本专利技术涉及石油
，特别涉及一种致密储层中油气运移的数值模拟方法及装置。
技术介绍
作为一种有效的接替资源，致密油在全球得以成功勘探和开发。这是自上个世纪80年代以来，致密砂岩气藏之后，石油领域的又一重要突破。油气的运移、聚集是油气勘探的重点内容，深刻影响着油气勘探的方法及思路。作为发生在地质历史时期的动态过程，致密储层内油气运移不可能直接观察；受实验技术条件的限制，大尺度、长时间、可以考虑多种因素影响的实验往往也无法实现。因此数学模拟技术正在成为油气运移研究的重要手段。由于研究的尺度、动力学条件或者基本物理条件的侧重不同，相应的数学模型也有很大差异。从应用的角度来看，经过近几十年的完善，人们的认识也在不断深化，针对不同盆地类型、地质条件、孔隙介质、流体性质的数学模型不断被提出。孔隙介质内多相渗流的理论最早被应用于油气运移的分析中，油气的运移过程被视为等在宏观上均一的多相流动过程。因而可以用多相渗流的达西定律对流动过程进行分析，多孔介质的达西流和流迹是目前较为成熟的模拟方法。超压作为油气向低渗透致密储层中充注运移的主要动力，是致密储层石油成藏的决定性因素。超压控制下的流体流动具有不连续性及流体活动的多期次性和周期性的特点，并以幕式排放的样式进行充注。油气运动样式属于非达西流，这样使得基于渗流理论的模型在建立可靠的连续性方程时会有很大的难度，受渗透率非均质的控制，运移路径难以有效预测。
技术实现思路
为了提高优势通道模拟的预测精度，本专利技术提供了一种致密储层中油气运移的数值模拟方法，所述方法包括：S1：获取所述致密储层的构造格架图像及烃源岩数据，对所述构造格架图像进行网格化处理；S2：根据所述烃源岩数据在所述构造格架图像中确定烃源岩网格，根据所述烃源岩网格的生烃强度计算各烃源岩网格的排烃概率；S3：将预设数量的人工蚂蚁依次放置于按照所述排烃概率随机选择的烃源岩网格处；S4：计算各人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差；S5：对各人工蚂蚁进行遍历，判断遍历到的当前人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差是否均小于等于预设阈值，若所述动力差均小于等于预设阈值，则将所述当前人工蚂蚁所在网格记录至富集区集合，并将所述当前人工蚂蚁的路径保存至路径集合中，直接执行步骤S7，否则执行步骤S6；S6：根据网格的信息素及所述动力差计算所述当前人工蚂蚁从其所在网格运移至各相邻网格的运移概率，将所述当前人工蚂蚁从其所在网格运移至根据运移概率从所述相邻网格中随机选择的一个相邻网格，并将所述当前人工蚂蚁运移至该相邻网格记录到所述当前人工蚂蚁的路径中；S7：判断是否所有人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差均小于等于预设阈值，若是，则执行步骤S8，否则返回步骤S5；S8：根据所述路径集合对各网格的信息素进行更新；S9：返回步骤S3，直至返回步骤S3的次数满足预设次数后，执行步骤S10；S10：将所述路径集合及富集区集合作为模拟结果。其中，步骤S4中，通过下式计算各人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差，其中，i为人工蚂蚁所在网格；j为所述人工蚂蚁所在网格的相邻网格；Φij(t)为人工蚂蚁所在网格i与相邻网格j之间的动力差；ΔP为人工蚂蚁所在网格i与该相邻网格j之间的剩余压差；σ为油水两相界面张力；Rj为该相邻网格j内的岩石孔隙半径；Ri为人工蚂蚁所在网格i内的岩石孔隙半径。其中，步骤S6中，根据所述网格的信息素及所述动力差通过下式计算所述当前蚂蚁从其所在网格运移至各相邻网格的运移概率，其中，pij(t)为从当前人工蚂蚁所在网格i运移至相邻网格j的运移概率；τij(t)为该相邻网格j当前的信息素；a为继承启发因子；β为动力启发因子；allowed为与所述当前人工蚂蚁所在网格相邻的所有网格。其中，步骤S8中，根据所述路径集合通过下式对各网格的信息素进行更新，τij(t)＝(1-γ)τij(t-1)+M·Δτ其中，τij(t-1)为网格j在上一次更新时的信息素；γ为信息数挥发比例；M为从上一次更新到当前时刻之间，所述路径集合增加的路径中人工蚂蚁运移至网格j的次数；Δτ为一次转运过程中信息素的增加量。其中，步骤S10之后还包括：S11：通过下式计算所述路径集合中各条路径的通道系数，其中，C为路径的通道系数，T为该路径中的网格数，∑ΦZ(t)为该路径中各相邻网格之间的动力差的总和。本专利技术还公开了一种致密储层中油气运移的数值模拟装置，所述装置包括：图像获取单元，用于获取所述致密储层的构造格架图像及烃源岩数据，对所述构造格架图像进行网格化处理；概率计算单元，用于根据所述烃源岩数据在所述构造格架图像中确定烃源岩网格，根据所述烃源岩网格的生烃强度计算各烃源岩网格的排烃概率；烃源岩选择单元，用于将预设数量的人工蚂蚁依次放置于按照所述排烃概率随机选择的烃源岩网格处；动力差计算单元，用于计算各人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差；路径保存单元，用于对各人工蚂蚁进行遍历，判断遍历到的当前人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差是否均小于等于预设阈值，若所述动力差均小于等于预设阈值，则将所述当前人工蚂蚁所在网格记录至富集区集合，并将所述当前人工蚂蚁的路径保存至路径集合中；运移记录单元，用于根据网格的信息素及所述动力差计算所述当前人工蚂蚁从其所在网格运移至各相邻网格的运移概率，将所述当前人工蚂蚁从其所在网格运移至根据运移概率从所述相邻网格中随机选择的一个相邻网格，并将所述当前人工蚂蚁运移至该相邻网格记录到所述当前人工蚂蚁的路径中；动力差判断单元，用于判断是否所有人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差均小于等于预设阈值；信息素更新单元，用于根据所述路径集合对各网格的信息素进行更新；调用判断单元，用于调用所述烃源岩选择单元，直至调用所述烃源岩选择单元的次数满足预设次数后，调用系数计算单元；结果确定单元，用于将所述路径集合及富集区集合作为模拟结果。其中，所述动力差计算单元通过下式计算各人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差，其中，i为人工蚂蚁所在网格；j为所述人工蚂蚁所在网格的相邻网格；Φij(t)为人工蚂蚁所在网格i与相邻网格j之间的动力差；ΔP为人工蚂蚁所在网格i与该相邻网格j之间的剩余压差；σ为油水两相界面张力；Rj为该相邻网格j内的岩石孔隙半径；Ri为蚂蚁所在网格i内的岩石孔隙半径。其中，所述运移记录单元根据所述路径集合及所述动力差通过下式计算所述当前人工蚂蚁从其所在网格运移至各相邻网格的运移概率，其中，pij(t)为从当前人工蚂蚁所在网格i运移至相邻网格j的运移概率；τij(t)为该相邻网格j当前的信息素；a为继承启发因子；β为动力启发因子；allowed为与所述当前人工蚂蚁所在网格相邻的所有网格。其中，所述信息素更新单元根据所述路径集合通过下式对各网格的信息素进行更新，τij(t)＝(1-γ)τij(t-1)+M·Δτ其中，τij(t-1)为网格j在上一次更新时的信息素；γ为信息数挥发比例；M为从上一次更新到当前时刻之间，所述路径集合增加的路径中人工蚂蚁运移至网格j的次数；Δτ为一次转运过程中信息素的增加量。其中，所述装置还包括：系数计算单元，用于通过下式计算所述路径集合中各条路径的通道系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种致密储层中油气运移的数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取所述致密储层的构造格架图像及烃源岩数据，对所述构造格架图像进行网格化处理；S2：根据所述烃源岩数据在所述构造格架图像中确定烃源岩网格，根据所述烃源岩网格的生烃强度计算各烃源岩网格的排烃概率；S3：将预设数量的人工蚂蚁依次放置于按照所述排烃概率随机选择的烃源岩网格处；S4：计算各人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差；S5：对各人工蚂蚁进行遍历，判断遍历到的当前人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差是否均小于等于预设阈值，若所述动力差均小于等于预设阈值，则将所述当前人工蚂蚁所在网格记录至富集区集合，并将所述当前人工蚂蚁的路径保存至路径集合中，直接执行步骤S7，否则执行步骤S6；S6：根据网格的信息素及所述动力差计算所述当前人工蚂蚁从其所在网格运移至各相邻网格的运移概率，将所述当前人工蚂蚁从其所在网格运移至根据运移概率从所述相邻网格中随机选择的一个相邻网格，并将所述当前人工蚂蚁运移至该相邻网格记录到所述当前人工蚂蚁的路径中；S7：判断是否所有人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差均小于等于预设阈值，若是，则执行步骤S8，否则返回步骤S5；S8：根据所述路径集合对各网格的信息素进行更新；S9：返回步骤S3，直至返回步骤S3的次数满足预设次数后，执行步骤S10；S10：将所述路径集合及富集区集合作为模拟结果。...

【技术特征摘要】
1.一种致密储层中油气运移的数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取所述致密储层的构造格架图像及烃源岩数据，对所述构造格架图像进行网格化处理；S2：根据所述烃源岩数据在所述构造格架图像中确定烃源岩网格，根据所述烃源岩网格的生烃强度计算各烃源岩网格的排烃概率；S3：将预设数量的人工蚂蚁依次放置于按照所述排烃概率随机选择的烃源岩网格处；S4：计算各人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差；S5：对各人工蚂蚁进行遍历，判断遍历到的当前人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差是否均小于等于预设阈值，若所述动力差均小于等于预设阈值，则将所述当前人工蚂蚁所在网格记录至富集区集合，并将所述当前人工蚂蚁的路径保存至路径集合中，直接执行步骤S7，否则执行步骤S6；S6：根据网格的信息素及所述动力差计算所述当前人工蚂蚁从其所在网格运移至各相邻网格的运移概率，将所述当前人工蚂蚁从其所在网格运移至根据运移概率从所述相邻网格中随机选择的一个相邻网格，并将所述当前人工蚂蚁运移至该相邻网格记录到所述当前人工蚂蚁的路径中；S7：判断是否所有人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差均小于等于预设阈值，若是，则执行步骤S8，否则返回步骤S5；S8：根据所述路径集合对各网格的信息素进行更新；S9：返回步骤S3，直至返回步骤S3的次数满足预设次数后，执行步骤S10；S10：将所述路径集合及富集区集合作为模拟结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，通过下式计算各人工蚂蚁所在网格与其相邻网格之间的动力差，其中，i为人工蚂蚁所在网格；j为所述人工蚂蚁所在网格的相邻网格；Φij(t)为人工蚂蚁所在网格i与相邻网格j之间的动力差；△P为人工蚂蚁所在网格i与该相邻网格j之间的剩余压差；σ为油水两相界面张力；Rj为该相邻网格j内的岩石孔隙半径；Ri为人工蚂蚁所在网格i内的岩石孔隙半径。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S6中，根据所述网格的信息素及所述动力差通过下式计算所述当前蚂蚁从其所在网格运移至各相邻网格的运移概率，其中，pij(t)为从当前人工蚂蚁所在网格i运移至相邻网格j的运移概率；τij(t)为该相邻网格j当前的信息素；a为继承启发因子；β为动力启发因子；allowed为与所述当前人工蚂蚁所在网格相邻的所有网格。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S8中，根据所述路径集合通过下式对各网格的信息素进行更新，τij(t)＝(1-γ)τij(t-1)+M·△τ其中，τij(t-1)为网格j在上一次更新时的信息素；γ为信息素挥发比例；M为从上一次更新到当前时刻之间，所述路径集合增加的路径中人工蚂蚁运移至网格j的次数；△τ为一次转运过程中信息素的增加量。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S10之后还包括：S11：通过下式计算所述路径集合中各条路径的通道系数，其中，C为路径的通道系数，T为该路径中的网格数，∑ΦZ(t)为该路径中各相邻网格之间的动力差的总和。6.一种致密储层中油气运移的数值模拟装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，董少群，
申请(专利权)人：王涛，董少群，
类型：发明
国别省市：北京;11