一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法及系统，包括确定待测碳酸盐岩储层中固体分布信息，以及固体与孔隙交界面分布信息；确定待测碳酸盐岩储层进行酸化施工时所用的酸液信息；基于固体分布信息和酸液物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中固体、酸液溶质、酸液溶剂的第一数学模型；基于固体与孔隙交界面分布信息，建立用于描述待测碳酸盐岩储层中固体与孔隙交界面分布信息的第二数学模型；基于第一数学模型、第二数学模型以及酸液物理参数对应的数值，采用动网格方法，模拟待测碳酸盐岩储层的酸化过程，确定待测碳酸盐岩储层的酸化值。采用本发明专利技术，能够精确表征碳酸盐岩储层的结构，准确的模拟碳酸盐岩储层酸化过程。

A method and system for determining the acidizing value of carbonate reservoir

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法及系统
本专利技术涉及油藏数值模拟领域，特别是涉及一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法及系统。
技术介绍
能源是人类社会发展的重要基础资源，我国已经成为世界第二大能源消费国，随着我国已开发的以陆相碎屑岩沉积为主的油田储集层总体进入高含水、高采出程度阶段，碳酸盐岩储层地质储量丰富，将在我国石油工业中承担越来越重要的作用，与此同时，碳酸盐岩储层成藏过程复杂，各向异性和非均质性显著，开发效果不理想，采收率低。碳酸盐岩储层酸化是通过向地层注入酸液，溶解储层中的岩石，提高地层渗透性，是碳酸盐岩储层一种重要的增产措施。目前，针对碳酸盐岩储层酸化值确定方法主要有连续性介质模型法，毛细管模型法，孔隙网络模型法。连续性介质模型法以控制单元体为基本的表征单元，基于连续介质假设，认为该控制单元体内部每一点都同时包含固体、酸液溶质、酸液溶剂，建立数学模型，模拟碳酸盐岩酸化过程，该方法具有操作简单，在一定程度之上能够定性的模拟碳酸盐岩储层酸化过程等优点，但是该方法存在所采用的处理同一点处同时包含固体、酸液溶质、酸液溶剂的模型实际对应的物理背景不存在，基本假设与实际差距大，并且相应的模型获取难度大等问题。毛细管模型法利用单根的毛细管模拟碳酸盐岩储层酸化过程，该方法在研究酸液在碳酸盐岩储层之间的运移方面具有很大的优点，但是同时单根的毛细管不能有效的代表整个碳酸盐岩储层，限制了其在石油工业之中的应用。孔隙网络模型法则是将碳酸盐岩储层简化成不同的小球相互连接，通过小球大小的变化实现模拟碳酸盐岩储层酸化过程，该方法具有在稳态的情况时计算速度快的优点，但是同时将碳酸盐岩储层简化为不同的小球相互连接与实际过程相差巨大，并且在非稳态的情况下，所需要的计算量是巨大的。总的来说，到目前为止，上述方法在应用上均存在着一定的局限性，且都没有在实际的碳酸盐岩储层酸化设计方面形成成熟的方法，因此如何建立一种合理的碳酸盐岩储层酸化值确定方法，使其能够精确表征碳酸盐岩储层的结构，准确的模拟碳酸盐岩储层酸化过程，对于碳酸盐岩储层酸化设计及其碳酸盐岩储层能够实现有效开采具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法及系统，能够精确表征碳酸盐岩储层的结构，准确的模拟碳酸盐岩储层酸化过程。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法，包括：确定待测碳酸盐岩储层中固体分布信息，以及固体与孔隙交界面分布信息；确定所述待测碳酸盐岩储层进行酸化施工时所用的酸液信息；所述酸液信息包括酸液物理参数以及所述酸液物理参数对应的数值；所述酸液物理参数包括酸液溶质物理参数和酸液溶剂物理参数；所述酸液物理参数对应的数值包括酸液溶质物理参数对应的数值和酸液溶剂物理参数对应的数值；基于所述固体分布信息和所述酸液物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中固体、酸液溶质、酸液溶剂的第一数学模型；基于所述固体与孔隙交界面分布信息，建立用于描述待测碳酸盐岩储层中固体与孔隙交界面分布信息的第二数学模型；基于所述第一数学模型、所述第二数学模型以及所述酸液物理参数对应的数值，采用动网格方法，模拟待测碳酸盐岩储层的酸化过程，确定待测碳酸盐岩储层的酸化值。可选的，所述确定待测碳酸盐岩储层中固体分布信息，以及固体与孔隙交界面分布信息，具体包括：确定进行酸化的待测碳酸盐岩储层；根据所述待测碳酸盐岩储层的实际地质数据和现有地质模型数据，获取待测碳酸盐岩储层中固体分布信息和孔隙分布信息；其中，所述固体分布信息包括固体含量、固体分布、固体密度、固体摩尔质量和固体比表面积；所述孔隙分布信息包括孔隙大小、孔隙分布、孔隙之间的连接关系、孔隙与固体之间的连接关系；根据所述固体分布信息和所述孔隙分布信息，确定待测碳酸盐岩储层中固体与孔隙交界面分布信息。可选的，所述基于所述固体分布信息和所述酸液物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中固体、酸液溶质、酸液溶剂的第一数学模型，具体包括：基于所述固体分布信息和酸液反应速率，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的固体数学模型；基于所述固体分布信息和所述酸液溶质物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶质数学模型；所述酸液溶质数学模型用于确定酸液溶质速度；基于所述固体分布信息、所述酸液溶剂物理参数以及所述酸液溶质速度，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶剂数学模型；所述酸液溶剂用于确定酸液溶剂浓度。可选的，所述基于所述固体分布信息和酸液反应速率，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的固体数学模型，具体包括：根据公式建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的固体数学模型；其中，表示单位时间内固体质量的变化；t表示时间，单位为s；ρs表示固体密度，单位为kg·m-3；α表示酸液溶蚀固体能力，单位为kg·mol-1；S表示固体比表面积，单位为m-1；R表示酸液反应速率，单位为mol·m-2·s-1；δ(x-xb)取值0或者1，当δ(x-xb)取值为1时表示固体参与反应，当δ(x-xb)取值为0时表示固体未参与反应；x表示碳酸盐岩的位置，xb表示碳酸盐岩内部固体分布与孔隙分布之间的交界面的位置。可选的，所述基于所述固体分布信息和所述酸液溶质物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶质数学模型，具体包括：根据公式建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶质数学模型；其中，ρs_u表示酸液溶质密度，单位为kg·m-3；表示单位时间内部酸液溶质速度的变化量；u表示酸液溶质速度，单位为m·s-1；为数学符号，哈密顿算子；p表示酸液溶质压力，单位为Pa；μ表示酸液溶质粘度，单位为mPa·s；I是一个数学符号，单位为张量；T表示切应力张量，表示酸液溶质所受到的切应力。可选的，所述基于所述固体分布信息、所述酸液溶剂物理参数以及所述酸液溶质速度，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶剂数学模型，具体包括：根据公式建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶剂数学模型；其中，c表示酸液溶剂浓度，单位为mol·m-3；表示单位时间单位体积酸液溶剂的物质的量的变化；为数学符号，哈密顿算子；u表示酸液溶质速度，单位为m·s-1；D表示酸液溶剂扩散系数，单位为m2·s-1；k表示酸液溶剂反应速率，单位为m·s-1；S表示固体比表面积，单位为m-1；δ(x-xb)取值0或者1，当δ(x-xb)取值为1时表示该部分固体参与反应，当δ(x-xb)取值为0时表示该部分固体未参与反应。一种碳酸盐岩储层酸化值确定系统，包括：分布信息确定模块，用于确定待测碳酸盐岩储层中固体分布信息，以及固体与孔隙交界面分布信息；酸液信息确定模块，用于确定所述待测碳酸盐岩储层进行酸化施工时所用的酸液信息；所述酸液信息包括酸液物理参数以及所述酸液物理参数对应的数值；所述酸液物理参数包括酸液溶质物理参数和酸液溶剂物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法，其特征在于，包括：/n确定待测碳酸盐岩储层中固体分布信息，以及固体与孔隙交界面分布信息；/n确定所述待测碳酸盐岩储层进行酸化施工时所用的酸液信息；所述酸液信息包括酸液物理参数以及所述酸液物理参数对应的数值；所述酸液物理参数包括酸液溶质物理参数和酸液溶剂物理参数；所述酸液物理参数对应的数值包括酸液溶质物理参数对应的数值和酸液溶剂物理参数对应的数值；/n基于所述固体分布信息和所述酸液物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中固体、酸液溶质、酸液溶剂的第一数学模型；/n基于所述固体与孔隙交界面分布信息，建立用于描述待测碳酸盐岩储层中固体与孔隙交界面分布信息的第二数学模型；/n基于所述第一数学模型、所述第二数学模型以及所述酸液物理参数对应的数值，采用动网格方法，模拟待测碳酸盐岩储层的酸化过程，确定待测碳酸盐岩储层的酸化值。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法，其特征在于，包括：
确定待测碳酸盐岩储层中固体分布信息，以及固体与孔隙交界面分布信息；
确定所述待测碳酸盐岩储层进行酸化施工时所用的酸液信息；所述酸液信息包括酸液物理参数以及所述酸液物理参数对应的数值；所述酸液物理参数包括酸液溶质物理参数和酸液溶剂物理参数；所述酸液物理参数对应的数值包括酸液溶质物理参数对应的数值和酸液溶剂物理参数对应的数值；
基于所述固体分布信息和所述酸液物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中固体、酸液溶质、酸液溶剂的第一数学模型；
基于所述固体与孔隙交界面分布信息，建立用于描述待测碳酸盐岩储层中固体与孔隙交界面分布信息的第二数学模型；
基于所述第一数学模型、所述第二数学模型以及所述酸液物理参数对应的数值，采用动网格方法，模拟待测碳酸盐岩储层的酸化过程，确定待测碳酸盐岩储层的酸化值。


2.根据权利要求1所述的一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法，其特征在于，所述确定待测碳酸盐岩储层中固体分布信息，以及固体与孔隙交界面分布信息，具体包括：
确定进行酸化的待测碳酸盐岩储层；
根据所述待测碳酸盐岩储层的实际地质数据和现有地质模型数据，获取待测碳酸盐岩储层中固体分布信息和孔隙分布信息；其中，所述固体分布信息包括固体含量、固体分布、固体密度、固体摩尔质量和固体比表面积；所述孔隙分布信息包括孔隙大小、孔隙分布、孔隙之间的连接关系、孔隙与固体之间的连接关系；
根据所述固体分布信息和所述孔隙分布信息，确定待测碳酸盐岩储层中固体与孔隙交界面分布信息。


3.根据权利要求1所述的一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法，其特征在于，所述基于所述固体分布信息和所述酸液物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中固体、酸液溶质、酸液溶剂的第一数学模型，具体包括：
基于所述固体分布信息和酸液反应速率，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的固体数学模型；
基于所述固体分布信息和所述酸液溶质物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶质数学模型；所述酸液溶质数学模型用于确定酸液溶质速度；
基于所述固体分布信息、所述酸液溶剂物理参数以及所述酸液溶质速度，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶剂数学模型；所述酸液溶剂用于确定酸液溶剂浓度。


4.根据权利要求3所述的一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法，其特征在于，所述基于所述固体分布信息和酸液反应速率，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的固体数学模型，具体包括：
根据公式建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的固体数学模型；
其中，表示单位时间内固体质量的变化；t表示时间，单位为s；ρs表示固体密度，单位为kg·m-3；α表示酸液溶蚀固体能力，单位为kg·mol-1；S表示固体比表面积，单位为m-1；R表示酸液反应速率，单位为mol·m-2·s-1；δ(x-xb)取值0或者1，当δ(x-xb)取值为1时表示固体参与反应，当δ(x-xb)取值为0时表示固体未参与反应；x表示碳酸盐岩的位置，xb表示碳酸盐岩内部固体分布与孔隙分布之间的交界面的位置。


5.根据权利要求3所述的一种碳酸盐岩储层酸化值确定方法，其特征在于，所述基于所述固体分布信息和所述酸液溶质物理参数，建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶质数学模型，具体包括：
根据公式建立用于描述待测碳酸盐岩储层酸化过程中的酸液溶质数学模型；
其中，ρs_u表示酸液溶质密度，单位为kg·m-3；表示单位时间内部酸液溶质速度的变化量；u表示酸液溶质速...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄朝琴，姚军，贾存奇，幸洪川，刘丕养，严侠，张凯，
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