垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法及系统。该垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法包括：根据各个孔隙物性参数建立重力模型、毛细管力模型、注入压力模型和粘滞阻力模型；根据重力模型、毛细管力模型、注入压力模型和粘滞阻力模型推导得到流体的流动速度模型；根据实际的孔隙物性参数基于流动速度模型获得流体的流动速度，流动速度用于预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律，可以为油田注气开发提供参考依据，有助于设计合理的注气开发方案，进一步有效指导碳酸盐岩油气藏的开发过程，提高油田采收率。

Prediction Method and System of Micro-seepage Law of Oil, Gas and Water in Vertical Gas Injection Pores

【技术实现步骤摘要】
垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法及系统
本专利技术涉及油气藏领域，具体地，涉及一种垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法及系统。
技术介绍
世界已发现的油气藏中，碳酸盐岩油气藏占有重要的位置，全球油气储量大约57％来自于碳酸盐岩油气藏。碳酸盐岩储层主要包括缝洞型、缝隙型和孔隙型三种基本孔隙结构类型，其中30％以上为缝洞型油气藏。注气是缝洞型碳酸盐岩油藏重要的开采方式，常用于油藏开发中后期，N2、CO2等非混相驱取得较好的提高采收率效果。气体密度小、油气重力分异作用显著等特点可以提高原油采收率。当气体被注入到地下油藏后，一方面，可以补充地层能量，减缓由于地层能量下降造成的产量递减以及抑制底水锥进；另一方面，在重力作用下逐渐占据上部空间，随着注入量的增加，形成气顶驱，从而提高原油采收率。注气在提高采收率的同时也使得流动规律更加复杂。相比于油水两相流动，油气水三相流动过程中，气相流体的性质会对流动产生影响，并且油气界面的形成对小毛细管中的流动影响更大。界面张力变化直接改变毛细管力的大小，影响流体力学平衡机制，以及油、气、水多相流动规律。缝洞碳酸盐岩油藏油气水三相流动的研究主要以管流为主，裂缝与溶洞相较于油藏的孔隙尺度较大，毛细管力较小，对三相流动的影响很小。尽管连续性方程可以较好的刻画油气水三相在储层中的流动，但连续性方程中毛细管力作为饱和度的函数给出，不能讨论孔隙结构大小对三相流动的限制。以毛细管为对象研究三相流动很少涉及油气水三相流动，多以单相和两相流动研究为主。注气采油可以提高油田采收率，而现有技术不能有效揭示不同作用力在不同孔隙尺度下对多相流动规律的影响，无法为油田注气开发提供参考依据，不利于油田注气开发和油田采收率的提高。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法及系统，以预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律，为油田注气开发提供参考依据，有助于设计合理的注气开发方案，进一步有效指导碳酸盐岩油气藏的开发过程，提高油田采收率。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，包括：获取孔隙物性参数；其中，孔隙物性参数包括毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离、地层倾角、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角、油水界面接触角、注气压差、气相黏度、油相黏度和水相黏度；根据毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离和地层倾角建立重力模型；根据毛细管半径、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角和油水界面接触角建立毛细管力模型；根据毛细管半径和注气压差建立注入压力模型；根据气相黏度、油相黏度、水相黏度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离和流体的流动速度建立粘滞阻力模型；根据重力模型、毛细管力模型、注入压力模型和粘滞阻力模型推导得到流体的流动速度模型；根据实际的孔隙物性参数基于流动速度模型获得流体的流动速度，流动速度用于预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律以根据垂向注气孔隙油气水微观渗流规律对油田进行注气开发。本专利技术实施例还提供一种垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测系统，包括：获取单元，用于获取孔隙物性参数；其中，孔隙物性参数包括毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离、地层倾角、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角、油水界面接触角、注气压差、气相黏度、油相黏度和水相黏度；重力模型建立单元，用于根据毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离和地层倾角建立重力模型；毛细管力模型建立单元，用于根据毛细管半径、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角和油水界面接触角建立毛细管力模型；注入压力模型建立单元，用于根据毛细管半径和注气压差建立注入压力模型；粘滞阻力模型建立单元，用于根据气相黏度、油相黏度、水相黏度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离和流体的流动速度建立粘滞阻力模型；流动速度模型建立单元，用于根据重力模型、毛细管力模型、注入压力模型和粘滞阻力模型推导得到流体的流动速度模型；流动速度单元，用于根据实际的孔隙物性参数基于流动速度模型获得流体的流动速度，流动速度用于预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律以根据垂向注气孔隙油气水微观渗流规律对油田进行注气开发。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：获取孔隙物性参数；其中，孔隙物性参数包括毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离、地层倾角、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角、油水界面接触角、注气压差、气相黏度、油相黏度和水相黏度；根据毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离和地层倾角建立重力模型；根据毛细管半径、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角和油水界面接触角建立毛细管力模型；根据毛细管半径和注气压差建立注入压力模型；根据气相黏度、油相黏度、水相黏度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离和流体的流动速度建立粘滞阻力模型；根据重力模型、毛细管力模型、注入压力模型和粘滞阻力模型推导得到流体的流动速度模型；根据实际的孔隙物性参数基于流动速度模型获得流体的流动速度，流动速度用于预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律以根据垂向注气孔隙油气水微观渗流规律对油田进行注气开发。本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取孔隙物性参数；其中，孔隙物性参数包括毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离、地层倾角、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角、油水界面接触角、注气压差、气相黏度、油相黏度和水相黏度；根据毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离和地层倾角建立重力模型；根据毛细管半径、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角和油水界面接触角建立毛细管力模型；根据毛细管半径和注气压差建立注入压力模型；根据气相黏度、油相黏度、水相黏度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离和流体的流动速度建立粘滞阻力模型；根据重力模型、毛细管力模型、注入压力模型和粘滞阻力模型推导得到流体的流动速度模型；根据实际的孔隙物性参数基于流动速度模型获得流体的流动速度，流动速度用于预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律以根据垂向注气孔隙油气水微观渗流规律对油田进行注气开发。本专利技术实施例的垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法及系统，先根据各个孔隙物性参数建立重力模型、毛细管力模型、注入压力模型和粘滞阻力模型，再根据重力模型、毛细管力模型、注入压力模型和粘滞阻力模型推导得到流体的流动速度模型，最后根据实际的孔隙物性参数基于流动速度模型获得流体的流动速度，可以用于预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律，为油田注气开发提供参考依据，有助于设计合理的注气开发方案，进一步有效指导碳酸盐岩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，包括：获取孔隙物性参数；其中，所述孔隙物性参数包括毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离、地层倾角、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角、油水界面接触角、注气压差、气相黏度、油相黏度和水相黏度；根据所述毛细管半径、所述气相密度、所述油相密度、所述水相密度、所述气相长度、所述油相长度、所述水相长度、所述界面移动距离和所述地层倾角建立重力模型；根据所述毛细管半径、所述油气界面张力、所述油水界面张力、所述油气界面接触角和所述油水界面接触角建立毛细管力模型；根据所述毛细管半径和所述注气压差建立注入压力模型；根据所述气相黏度、所述油相黏度、所述水相黏度、所述气相长度、所述油相长度、所述水相长度、所述界面移动距离和流体的流动速度建立粘滞阻力模型；根据所述重力模型、所述毛细管力模型、所述注入压力模型和所述粘滞阻力模型推导得到流体的流动速度模型；根据实际的孔隙物性参数基于所述流动速度模型获得流体的流动速度，所述流动速度用于预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律以根据所述垂向注气孔隙油气水微观渗流规律对油田进行注气开发。...

【技术特征摘要】
1.一种垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，包括：获取孔隙物性参数；其中，所述孔隙物性参数包括毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离、地层倾角、油气界面张力、油水界面张力、油气界面接触角、油水界面接触角、注气压差、气相黏度、油相黏度和水相黏度；根据所述毛细管半径、所述气相密度、所述油相密度、所述水相密度、所述气相长度、所述油相长度、所述水相长度、所述界面移动距离和所述地层倾角建立重力模型；根据所述毛细管半径、所述油气界面张力、所述油水界面张力、所述油气界面接触角和所述油水界面接触角建立毛细管力模型；根据所述毛细管半径和所述注气压差建立注入压力模型；根据所述气相黏度、所述油相黏度、所述水相黏度、所述气相长度、所述油相长度、所述水相长度、所述界面移动距离和流体的流动速度建立粘滞阻力模型；根据所述重力模型、所述毛细管力模型、所述注入压力模型和所述粘滞阻力模型推导得到流体的流动速度模型；根据实际的孔隙物性参数基于所述流动速度模型获得流体的流动速度，所述流动速度用于预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律以根据所述垂向注气孔隙油气水微观渗流规律对油田进行注气开发。2.根据权利要求1所述的垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，还包括：根据所述流体的流动速度模型推导得到界面移动时间模型；根据实际的孔隙物性参数基于所述界面移动时间模型获得界面移动时间，所述界面移动时间用于预测垂向注气孔隙油气水微观渗流规律以根据所述垂向注气孔隙油气水微观渗流规律对油田进行注气开发。3.根据权利要求1所述的垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，还包括：根据所述重力模型构建重力随毛细管半径变化的曲线；根据所述注入压力模型构建注入压力随毛细管半径变化的曲线；根据所述毛细管力模型构建预设倍数的毛细管力的绝对值随毛细管半径变化的曲线；将所述重力随毛细管半径变化的曲线与所述预设倍数的毛细管力的绝对值随毛细管半径变化的曲线的交点对应的毛细管半径作为第一毛细管半径；将所述注入压力随毛细管半径变化的曲线与所述预设倍数的毛细管力的绝对值随毛细管半径变化的曲线的交点对应的毛细管半径作为第二毛细管半径；将所述第一毛细管半径和所述第二毛细管半径中的最大值作为毛细管力的孔隙半径界限。4.根据权利要求1所述的垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，所述重力模型为：G＝πr2[ρg(lg+x)+ρolo+ρw(lw-x)]gsinθ；其中，G为油气水三相的重力，r为毛细管半径，ρg为气相密度，ρo为油相密度，ρw为水相密度，lg为气相长度，lo为油相长度，lw为水相长度，x为界面移动距离，θ为地层倾角。5.根据权利要求4所述的垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，所述毛细管力模型为：FC＝2πr(σogcosθre-σowcosθad)；其中，FC为毛细管力，r为毛细管半径，σog为油气界面张力，σow为油水界面张力，θre为油气界面接触角，θad为油水界面接触角。6.根据权利要求5所述的垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，所述注入压力模型为：ΔP＝πr2·Δpinject；其中，ΔP为注入压力，r为毛细管半径，Δpinject为注气压差。7.根据权利要求6所述的垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，所述粘滞阻力模型为：Ff＝8π[μg(lg+x)+μolo+μw(lw-x)]v；其中，Ff为粘滞阻力，μg为气相黏度，μo为油相黏度，μw为水相黏度，lg为气相长度，lo为油相长度，lw为水相长度，x为界面移动距离，v为流体的流动速度。8.根据权利要求7所述的垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，所述流动速度模型为：其中，v为流体的流动速度，r为毛细管半径，Δpinject为注气压差，ρg为气相密度，ρo为油相密度，ρw为水相密度，lg为气相长度，lo为油相长度，lw为水相长度，x为界面移动距离，θ为地层倾角，σog为油气界面张力，σow为油水界面张力，θre为油气界面接触角，θad为油水界面接触角，μg为气相黏度，μo为油相黏度，μw为水相黏度。9.根据权利要求2所述的垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测方法，其特征在于，所述界面移动时间模型为：其中，t为界面移动时间，r为毛细管半径，Δpinject为注气压差，ρg为气相密度，ρo为油相密度，ρw为水相密度，lg为气相长度，lo为油相长度，lw为水相长度，x为界面移动距离，θ为地层倾角，σog为油气界面张力，σow为油水界面张力，θre为油气界面接触角，θad为油水界面接触角，μg为气相黏度，μo为油相黏度，μw为水相黏度。10.一种垂向注气孔隙油气水微观渗流规律的预测系统，其特征在于，包括：获取单元，用于获取孔隙物性参数；其中，所述孔隙物性参数包括毛细管半径、气相密度、油相密度、水相密度、气相长度、油相长度、水相长度、界面移动距离、地层倾角、油气界面张力、油水界面张力、油气界面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王付勇，程倩，赵久玉，朱桂良，袁诺，程辉，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11