本发明专利技术公开了一种用于页岩油流动的数值模拟方法及装置，属于非常规油气田开发工程技术领域。本发明专利技术提供的数值模拟方法及装置通过建立反应模型描述不同赋存状态页岩油生产过程中的流动特征，包括游离态原油渗流，吸附互溶态原油在有机质内的吸附、解吸行为，毛管力对溶解气赋存状态的影响等，结合室内物理模拟实验，确定化学反应方程、反应速率以及反应级数等参数(对各个参数进行标定)，最终借助油藏数值模拟方法，建立考虑页岩油复杂流动机制的数值模拟模型，从而实现对非常规页岩油渗流特征的模拟。
【技术实现步骤摘要】
一种用于页岩油流动的数值模拟方法及装置
本专利技术涉及非常规油气田开发工程
，特别涉及一种用于页岩油流动的数值模拟方法及装置。
技术介绍
页岩油是指富集在富有机质黑色页岩地层中的石油，以游离、吸附及溶解态等方式存在，一般油质较轻、黏度较低，主要储集于纳米级孔喉和裂缝系统中，多沿片状层理面或与其平行的微裂缝分布。页岩油的主要特点表现为：富含有机质，开采过程中存在吸附解吸现象；孔隙类型复杂(包括有机孔隙、无机孔隙、微裂缝)；流体赋存形式多样(包括游离态、吸附态、溶解态)等等。对于常规认识的油藏，由于流体流动符合达西定律，通常可借助测井方法得到储层物性分布情况，进而可对流体流动进行数值模拟。专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：由于页岩储层中富含有机质且存在大量微纳米孔隙，油气两相流动过程中存在毛管力作用，使得页岩油中存在解吸、扩散、达西流和非达西流等多种流体运移机制，而无法采用现有数值模拟方法描述页岩油的流动机理。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种用于页岩油流动的数值模拟方法及装置，该方法及装置通过化学反应方程描述页岩中有机质与油的吸附、解吸过程以及溶解气在微纳米孔隙中的转化过程，然后基于油藏数值模拟软件，对页岩油流动进行数值模拟。具体而言，包括以下的技术方案：一方面，提供了一种用于页岩油流动的数值模拟方法，包括以下步骤：确定描述页岩油渗流特征的化学反应方程及所述化学反应方程发生反应时的压力条件；确定单位体积页岩中最大吸附原油物质的量；根据所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、溶解气油比以及地层压力条件，确定单位体积页岩中可解吸油物质的量、可解吸气物质的量和不可解吸原油物质的量；根据所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸气物质的量和所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量，确定修正孔隙度；确定所述化学反应方程对应的反应级数和反应速率；根据所述化学反应方程、所述压力条件、所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解气物质的量、所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量、所述修正孔隙度、所述反应级数和所述反应速率，基于油藏数值模拟软件，建立数值模拟模型。在一种可能的设计中，所述化学反应方程包括：反应1：干酪根·油→干酪根+油；反应2：干酪根+油→干酪根·油；反应3：干酪根·溶解气→干酪根+溶解气；反应4：干酪根+溶解气→干酪根·溶解气；反应5：溶解气→分散气；反应6：分散气→连续气。在一种可能的设计中，所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量通过以下公式得到：其中，No为单位体积页岩中最大吸附原油物质的量；TOC为页岩有机碳含量；K1为常数；Mo为原油的分子量；ρr为页岩密度。在一种可能的设计中，所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸气物质的量和所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量通过以下公式得到：Nk·o＝TOCK2(Pi-P)Co；Nk·g＝TOCK2(Pi-P)Cg；Nk1＝No-Nk·o-Nk·g；其中，Nk·o为单位体积页岩中可解吸油物质的量；Nk·g为单位体积页岩中可解吸气物质的量；Nk1为单位体积页岩中不可解吸原油物质的量；K2为常数；Pi为油藏初始压力，P为生产末期的油藏压力，Co为初始状态下油的物质的量分数，Cg为初始状态下气的物质的量分数。在一种可能的设计中，所述修正孔隙度通过以下公式得到：其中，φ1为修正孔隙度；φ0为原始孔隙度；ρk.o为可解吸的干酪根与油结合物的摩尔密度；ρk.g为可解吸的干酪根与气结合物的摩尔密度；ρk1为不可解吸的干酪根与原油结合物的摩尔密度。在一种可能的设计中，所述反应速率通过以下公式得到：r＝rk·(Ck.o+Ck.g)ek；其中，r为反应速率；rk为反应速率常数；ek为反应级数；Ck.o为可解吸的干酪根与油结合物的摩尔浓度；Ck.g为可解吸的干酪根与气结合物的摩尔浓度。另一方面，提供了一种用于页岩油流动的数值模拟装置，所述装置包括：第一确定模块，用于确定描述页岩油渗流特征的化学反应方程及所述化学反应方程发生反应时的压力条件；第二确定模块，用于确定单位体积页岩中最大吸附原油物质的量；第三确定模块，用于根据所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、溶解气油比以及地层压力条件，确定单位体积页岩中可解吸油物质的量、可解吸气物质的量和不可解吸原油物质的量；第四确定模块，用于根据所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸气物质的量和所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量，确定修正孔隙度；第五确定模块，用于确定所述化学反应方程对应的反应级数和反应速率；建立模块，用于根据所述化学反应方程、所述压力条件、所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解气物质的量、所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量、所述修正孔隙度、所述反应级数和所述反应速率，基于油藏数值模拟软件，建立数值模拟模型。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本专利技术实施例提供的数值模拟方法及装置，通过建立反应模型描述不同赋存状态页岩油生产过程中的流动特征，包括游离态原油渗流，吸附互溶态原油在有机质内的吸附、解吸行为，毛管力对溶解气赋存状态的影响等，结合室内物理模拟实验，确定化学反应方程、反应速率以及反应级数等参数(对各个参数进行标定)，最终借助油藏数值模拟方法，建立考虑页岩油复杂流动机制的数值模拟模型，从而实现对非常规页岩油渗流特征的模拟。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术实施例提供的一种用于页岩油流动的数值模拟方法的示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种用于页岩油流动的数值模拟装置的示意图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本专利技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。一方面，本专利技术实施例提供了一种用于页岩油流动的数值模拟方法，如图1所示，该数值模拟方法包括以下步骤：步骤101：确定描述页岩油渗流特征的化学反应方程及所述化学反应方程发生反应时的压力条件；步骤102：确定单位体积页岩中最大吸附原油物质的量；步骤103：根据所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、溶解气油比以及地层压力条件，确定单位体积页岩中可解吸油物质的量、可解吸气物质的量和不可解吸原油物质的量；步骤104：根据所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸气物质的量和所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量，确定修正孔隙度；步骤105：确定所述化学反应方程对应的反应级数和反应速率；步骤106：根据所述化学反应方程、所述压力条件、所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解气物质的量、所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量、所述修正孔隙度、所述反应级数和所述反应速率，基于油藏数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于页岩油流动的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：确定描述页岩油渗流特征的化学反应方程及所述化学反应方程发生反应时的压力条件；确定单位体积页岩中最大吸附原油物质的量；根据所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、溶解气油比以及地层压力条件，确定单位体积页岩中可解吸油物质的量、可解吸气物质的量和不可解吸原油物质的量；根据所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸气物质的量和所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量，确定修正孔隙度；确定所述化学反应方程对应的反应级数和反应速率；根据所述化学反应方程、所述压力条件、所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解气物质的量、所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量、所述修正孔隙度、所述反应级数和所述反应速率，基于油藏数值模拟软件，建立数值模拟模型。
【技术特征摘要】
1.一种用于页岩油流动的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：确定描述页岩油渗流特征的化学反应方程及所述化学反应方程发生反应时的压力条件；确定单位体积页岩中最大吸附原油物质的量；根据所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、溶解气油比以及地层压力条件，确定单位体积页岩中可解吸油物质的量、可解吸气物质的量和不可解吸原油物质的量；根据所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸气物质的量和所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量，确定修正孔隙度；确定所述化学反应方程对应的反应级数和反应速率；根据所述化学反应方程、所述压力条件、所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解气物质的量、所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量、所述修正孔隙度、所述反应级数和所述反应速率，基于油藏数值模拟软件，建立数值模拟模型。2.根据权利要求1所述的数值模拟方法，其特征在于，所述化学反应方程包括：反应1：干酪根·油→干酪根+油；反应2：干酪根+油→干酪根·油；反应3：干酪根·溶解气→干酪根+溶解气；反应4：干酪根+溶解气→干酪根·溶解气；反应5：溶解气→分散气；反应6：分散气→连续气。3.根据权利要求1所述的数值模拟方法，其特征在于，所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量通过以下公式得到：其中，No为单位体积页岩中最大吸附原油物质的量；TOC为页岩有机碳含量；K1为常数；Mo为原油的分子量；ρr为页岩密度。4.根据权利要求3所述的数值模拟方法，其特征在于，所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸气物质的量和所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量通过以下公式得到：Nk.o＝TOCK2(Pi-P)Co；Nk.g＝TOCK2(Pi-P)Cg；Nk1＝N0-Nk.o-Nk.g；其中，Nk.o为单位体积页岩中可解吸油物质的量；Nk.g...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文东，李萌，苏玉亮，李亚军，宫厚健，徐纪龙，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。