一种高温高压气藏结垢动态沉积堵塞预测模型构建方法技术

本发明专利技术公开了一种高温高压气藏结垢动态沉积堵塞预测模型构建方法，包括构建裂缝性气藏裂缝

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压气藏结垢动态沉积堵塞预测模型构建方法


[0001]本专利技术涉及油气开发领域，具体涉及一种高温高压气藏结垢动态沉积堵塞预测模型构建方法。

技术介绍

[0002]随着塔里木盆地克深、大北、博孜、顺北等，四川盆地川西北、川中古隆起北斜坡、川东等，准噶尔盆地南缘等一批深层超深层大油气田的发现，深层超深油气藏是油气增储上产的重点领域。在深层气藏开发过程中，由于储层“高压、高温、高盐”等特点，开发过程中周井附近由于状态变化发生结垢，堵塞储层油气渗流通道，造成储层伤害。地层结垢问题成了制约深层气藏开发的关键问题之一。
[0003]目前，国内外已有众多学者对结垢预测模型进行研究，Skillman（1969）提出了热力学溶解度法，基于热力学理论以及溶解平衡原理建立预测模型，可用于粗略计算油田水CaSO4结垢趋势，未考虑化学平衡；Oddo JE（1982）考虑了不同的温度压力条件下的结垢Is指数，未考虑化学动力学因素；Oddo
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Tomosn（1994）考虑了热力学平衡原理、溶解平衡原理二氧化碳逸度和弱酸等因素，属于半经验性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温高压气藏结垢动态沉积堵塞预测模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建裂缝性气藏裂缝
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基质双重介质气水两相渗流模型；S2、构建裂缝性气藏裂缝
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基质双重介质气水两相渗流有限体积法数值模型，求解生产过程中的压力场、气水两相渗流速度场；S3、构建地层水蒸气含量相态计算模型，考虑地层水蒸发，建立地层水离子浓度修正模型；S4、构建高温高压气藏开发过程中，地层水离子浓度随地层水渗流迁移模型；S5、构建高温高压气藏地层条件下硫酸盐与碳酸盐结垢预测数学模型；S6、构建高温高压气藏地层结垢堵塞与储层伤害模型；所述步骤S1中，裂缝性气藏裂缝
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基质双重介质气水两相渗流数学模型表示如下：气相在裂缝系统中的渗流微分控制方程表达式为：；水相在裂缝系统中的渗流微分控制方程：；上式中：；式中：为Hamilton算子；t为渗流从初始时刻开始的持续时间，s；为基质与裂缝间水相窜流系数，无量纲；为基质与裂缝间气相窜流系数，无量纲；为裂缝系统渗透率，m2；为裂缝系统气相相对渗透率，无量纲；为裂缝系统水相相对渗透率，无量纲；为气体的体积系数，无量纲；为气体粘度，mPa
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s；为水相的体积系数，无量纲；为水相粘度，mPa
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s；为裂缝系统水相压力，MPa；为裂缝系统中气相密度，kg/m3；Z为流体所处的垂直深度，m；为地面条件下采气速度，sm3/s；为地面条件下产水速度，sm3/s；为形状因子，1/m2；为页岩岩石基质渗透率修正系数，无量纲；为基质系统渗透率，m2；为基质系统气相相对渗透率，无量纲；为基质系统水相相对渗透率，无量纲；为基质系统压力，MPa；为裂缝系统压力，MPa；为裂缝系
统孔隙度，无量纲；为裂缝系统气相饱和度，无量纲；为裂缝系统水相饱和度，无量纲；g为重力加速度，9.8m/s2；气相在基质系统中的渗流微分控制方程可表示为：；水相在基质系统中的渗流微分控制方程可表示为：；上式中：；式中：为基质与裂缝间水相窜流系数，无量纲；为基质与裂缝间气相窜流系数，无量纲；为基质系统气相饱和度，无量纲；为基质系统水相饱和度，无量纲；为基质系统中气相密度，kg/m3；为基质系统中水相密度，kg/m3；为基质系统孔隙度，无量纲。2.根据权利要求1所述的一种高温高压气藏结垢动态沉积堵塞预测模型构建方法，其特征在于，所述步骤S2中，构建裂缝性气藏裂缝
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基质双重介质气水两相渗流有限体积法数值模型，求解生产过程中的压力场、气水两相渗流速度场，还包括以下子步骤：S201，基于步骤S1中构建的物理模型，建立储层结构化或非结构化离散网格模型；S202，对步骤S1中构建的微分渗流方程采用有限体积法进行数值离散为非线性方程组，其中，裂缝系统气相渗流微分方程的有限体积法离散格式表示为：；裂缝系统水相渗流微分方程的有限体积法离散格式表示为：；式中：[c]表示目标参数为有限体积法网格体上的参数，无因次；n为第n个时间步，步；为相邻两时间步长间的时间间隔，s；为裂缝系统气相渗流速度，m/s；为裂缝系
统水相渗流速度，m/s；为裂缝系统气相体积源项，m3/s；为裂缝系统水相体积源项，m3/s；采用迎风格式计算裂缝系统网格面气相渗流速度的有限体积法离散格式表达式为：；采用迎风格式计算裂缝系统网格面水相渗流速度的有限体积法离散格式表达式为：；式中：[f]表示目标参数为有限体积法网格面上的参数，无因次；n为第n个时间步，步；T为有限体积法网格面上的半传导率，m3/s/pa；是压力，MPa；avg表示网格面平均函数；表示哈密顿算子；upw为气相或水相流体的迎风格式函数，其表达式为：；；式中：表示目标参数为面f左相邻网格体上的参数，无因次；表示目标参数为面f右相邻网格体上的参数，无因次；S203，求解非线性化微分渗流数值方程组，采用全隐式采用全隐式TPFA
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FVM对气藏渗流微分法方程进行数值离散，即全隐式Newton
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Raphson迭代法算法计算储层所有网格对应的压力、饱和度、渗流速度参数；在每个时间步，由偏微分方程离散化构造离散非线性方程组：；Newton
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Raphson迭代可表示为：；表示为矩阵形式即：；
式中，左侧矩阵为雅克比矩阵；左侧矩阵中f为雅克比矩阵的微分表达式；下标1，2，
…
，N为求解变量个数；上标i为求解步；G为离散非线性残差方程组；x为求解变量，下标1，2，
…
，N为求解变量个数；上标i为求解步；在此处全隐式求解算法中，代表了网格压力，含水饱和度以及与井方程相关的产气量或井底压力等；表示Newton
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Raphson迭代增量；利用上述Newton
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Raphson迭代方法求解得到不同时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建仪，曹立虎，刘治彬，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：