一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法技术

本发明专利技术公布了一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，首先以一组弯曲的固相骨架集及骨架集间隙的毛管束为基础，根据幂律力学模型和分形尺度定律得到应力作用下多孔介质形状参数分形表征；然后根据含水饱和度公式、毛管束模型、分形尺度定律以及达西定律，得到应力作用下多孔介质的含水饱和度物性参数分形表征；最后将其代入相对渗透率表达式，得到应力作用下多孔介质相对渗透率计算公式分形表征。本发明专利技术既可以用于储层孔隙结构复杂、取芯困难、多相流动的砂岩油气藏，还可以应用于存在应力敏感的多相流油气藏，代替传统相对渗透率实验，避免传统实验误差，提高相渗曲线的准确性，减少取芯、实验经费，降低实验成本。降低实验成本。降低实验成本。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法


[0001]本专利技术涉及一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，属于油气田开发数据分析


技术介绍

[0002]具有应力敏感性的储层有着无序且及其复杂的微观结构，难以描述流体的运输过程并获得运输参数，在应力作用下，多孔介质微观孔喉结构会产生形变，其物性参数将发生改变，此变化将会影响多相流体在多孔介质中的流动，最终表现出相对渗透率发生改变，常规数学模型及测量方法并无法很好描述多相流体占据多孔介质孔隙的情况及应力作用下多相流体流动变化情况，因此如何简单高效获取应力作用下多孔介质相对渗透率曲线，并且掌握其动态变化规律及应力作用下孔喉结构形变对相渗的影响规律有着一定难度。
[0003]本文中涉及如下概念：分形理论：用分数维度的视角和数学方法描述客观事物，可用于描述多孔介质的微观结构以此来获得评估多孔介质中流体的流动；固相骨架集分形迂曲维数：多孔介质中的“有效平均路径长度”与沿宏观渗流方向测量的最短距离之比；固相骨架集分形维数：反映了复杂形体占有空间的有效性，它是复杂形体不规则性的量度；相对渗透率：多相流体共存时，每一相的有效渗透率与绝对渗透率的比值；相对渗透率曲线：相对渗透率与饱和度之间的关系曲线，反映在不同流体饱和度下，流体对应的相对渗透率大小。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是在于提供一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，解决目前无法很好描述多相流体占据多孔介质孔隙的情况及应力作用下多相流体流动变化情况的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，该方法包括下列步骤：S100：应力作用下多孔介质形状参数分形表征步骤，以一组弯曲的固相骨架集及骨架集间隙的毛管束为基础，根据幂律力学模型和分形尺度定律得到应力作用下多孔介质形状参数的分形表征；S200：应力作用下多孔介质含水饱和度及单根毛管流体流量分形表征步骤，在应力作用下多孔介质形状参数分形表征的基础上，基于含水饱和度公式、毛管束模型以及分形尺度定律，得到应力作用下多孔介质的含水饱和度及单根毛管流体流量的分形表征；S300：应力作用下多孔介质相对渗透率计算公式分形表征步骤，基于单根毛管流体流量分形表征，得到应力作用下流经多孔介质毛管中所有流体的流量分形表征，结合达西定律、分形尺度定律得到应力作用下多孔介质绝对渗透率、润湿相及非润湿相渗透率分形表征，再将其代入相对渗透率表达式，得到应力作用下多孔介质相对渗透率计算公式分形表征。
[0006]上述的一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，所述的S100中应力作用下多孔介质形状参数分形表征的步骤为：S101：任选三个固相颗粒、润湿相及非润湿相组成正三角形区域，得到正三角形区域面积表征，固相骨架所占面积、毛管束所占面积、润湿相所占面积、非润湿相所占面积，其单位为；S102：根据幂律力学模型，得到任意应力下固相颗粒直径、毛管束直径、非润湿相等效直径、润湿相等效直径；根据泊松比描述横截面积应力对固相骨架集长度变化的影响，得到任意应力下固相骨架集长度表征，其单位为m；S103：根据分形尺度定律，得到上述参数应力作用下的分形表征；S104：将上述分形表征参数代入多孔介质体积表达式，得到应力作用下多孔介质体积、固相骨架体积、毛管束体积、非润湿相体积、润湿相体积分形表征，其单位为。
[0007]上述的一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，所述的S200中应力作用下多孔介质含水饱和度及单根毛管流体流量分形表征的步骤为：S201：应力作用下多孔介质的含水饱和度分形表征，根据含水饱和度公式及分形尺度定律，得到应力作用下多孔介质含水饱和度的分形表征，其中应力作用下多孔介质含水饱和度的分形表征为，式中为固相骨架集分形迂曲维数，无因次；为固相骨架集分形维数，无因次；E为弹性模量，单位为Pa；为固相骨架集形状因子，无因次；为毛管束形状因子，无因次；为非润湿相流体形状因子；为润湿相流体形状因子，无因次；L为固相骨架集长度，单位为m；n为幂律指数，无因次；为流体润湿相在多孔介质中的饱和度，无因次；为任意应力下流体润湿相液膜厚度，单位为m；为应力为0时横截面处应力为0时固相骨架最大直径，单位为m；为应力为0时横截面处应力为0时固相骨架最小直径，单位为m；为应力，单位为Pa；S202：应力作用下多孔介质中单根毛管流体流量分形表征，基于毛管束模型，根据毛管流量公式及分形尺度定律，得到任意应力下的单根毛细管下的流量、非润湿相流体流量、润湿相流体流量的分形表征，其单位为。
[0008]上述的一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，所述的S300中应力作用下多孔介质相对渗透率计算公式分形表征的步骤为：S301：基于单根毛管流量的分形表征，根据任意流经多孔介质的流体流量为最小固相骨架相邻毛管流量至最大固相骨架相邻毛管流量之和，得到任意应力下流经多孔介质
毛管中所有流体的流量、非润湿相流体流量、润湿相流体流量的分形表征，其单位为；S302：根据达西定律，结合分形尺度定律得到多孔介质绝对渗透率、润湿相渗透率、非润湿相渗透率的分形表征，其单位为mD；S303：将S302中多孔介质绝对渗透率、润湿相渗透率、非润湿相渗透率的分形表征代入相对渗透率表达式，得到应力作用下多孔介质润湿相及非润湿相相对渗透率计算公式分形表征，其中应力作用下多孔介质润湿相相对渗透率计算公式分形表征为，应力作用下多孔介质非润湿相相对渗透率计算公式分形表征为；S304：计算对应含水饱和度下润湿相及非润湿相的相对渗透率，绘制相对渗透率曲线。
附图说明
[0009]图1是本专利技术技术路线图；图2是本专利技术实施例中渗透率实验与计算结果对比图；图3是本专利技术实施例中应力为0MPa下实验与计算结果对比图；
图4是本专利技术实施例中不同应力作用下多孔介质相对渗透率变化图。
实施方式
[0010]下面结合实施方式和附图对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0011]本专利技术提供了一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，图1是本专利技术技术路线图，该方法包括下列步骤：
实施例
[0012]如图1所示的本专利技术技术路线图，以某气藏的实验数据为例，对利用本专利技术的计算方法以及现有技术获得的相对渗透率曲线的方法进行对比，得到图2~4；而同样的数据，按照本专利技术方法的步骤进行如下：第一步：应力作用下多孔介质形状参数分形表征步骤，以一组弯曲的固相骨架集及骨架集间隙的毛管束为基础，根据幂律力学模型和分形尺度定律得到应力作用下多孔介质形状参数的分形表征：任选三个固相颗粒、润湿相及非润湿相组成正三角形区域，得到正三角形区域面积表征，固相骨架所占面积、毛管束所占面积、润湿相所占面积、非润湿相所占面积，其单位为；根据幂律力学模型，得到任意应力下固相颗粒直径、毛管束直径、非润湿相等效直径、润湿相等效直径；根据泊松比描述横截面积应力对固相骨架集长度变化的影响，得到任意应力下固相骨架集长度表征，其单位为m；根据分形尺度定律，得到上述参数应力作用下的分形表征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：S100：应力作用下多孔介质形状参数分形表征步骤，以一组弯曲的固相骨架集及骨架集间隙的毛管束为基础，根据幂律力学模型和分形尺度定律得到应力作用下多孔介质形状参数的分形表征；S200：应力作用下多孔介质含水饱和度及单根毛管流体流量分形表征步骤，在应力作用下多孔介质形状参数分形表征的基础上，基于含水饱和度公式、毛管束模型以及分形尺度定律，得到应力作用下多孔介质的含水饱和度及单根毛管流体流量的分形表征；S300：应力作用下多孔介质相对渗透率计算公式分形表征步骤，基于单根毛管流体流量分形表征，得到应力作用下流经多孔介质毛管中所有流体的流量分形表征，结合达西定律、分形尺度定律得到应力作用下多孔介质绝对渗透率、润湿相及非润湿相渗透率分形表征，再将其代入相对渗透率表达式，得到应力作用下多孔介质相对渗透率计算公式分形表征。2.根据权利要求1所述的一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，其特征在于：所述的S100中应力作用下多孔介质形状参数分形表征的步骤为：S101：任选三个固相颗粒、润湿相及非润湿相组成正三角形区域，得到正三角形区域面积表征，固相骨架所占面积、毛管束所占面积、润湿相所占面积、非润湿相所占面积，其单位为；S102：根据幂律力学模型，得到任意应力下固相颗粒直径、毛管束直径、非润湿相等效直径、润湿相等效直径；根据泊松比描述横截面积应力对固相骨架集长度变化的影响，得到任意应力下固相骨架集长度表征，其单位为m；S103：根据分形尺度定律，得到上述参数应力作用下的分形表征；S104：将上述分形表征参数代入多孔介质体积表达式，得到应力作用下多孔介质体积、固相骨架体积、毛管束体积、非润湿相体积、润湿相体积分形表征，其单位为。3.根据权利要求1所述的一种多孔介质应力作用下相对渗透率计算方法，其特征在于：所述的S200中应力作用下多孔介质含水饱和度及单根毛管流体流量分形表征的步骤为：S201：应力作用下多孔介质的含水饱...

【专利技术属性】
技术研发人员：周潇君，谭晓华，李晓平，彭先，李隆新，韩晓冰，何荣进，
申请(专利权)人：成都英沃信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：