【技术实现步骤摘要】
二氧化碳驱压裂数模一体化方法
[0001]本专利技术涉及水力压裂及二氧化碳驱油模拟
,特别是涉及到一种二氧化碳驱压裂数模一体化方法。
技术介绍
[0002]我国已探明低渗透地质储量逾140亿吨。低渗透油藏水驱动用困难,已开发低滲油田水驱开均采收率仅20%左右,低渗透油藏水驱开发存在注入性差、开采效果较差等问题。目前,低渗透油藏可采储量采出程度过半,亟需开发接替技术。
[0003]低渗透油气资源往往需要水力压裂后才具有较好的采收效果。水力压裂后可以提高油井的控油半径,而且注水井在高速注水压裂后还能补充地层能量,对于提高原油产量大有益处。
[0004]与此同时,低渗透油藏二氧化碳驱油技术也引起了广泛关注,被应用于国内外实际油田的开采中,取得了很好的效果。二氧化碳是一种优越的驱油剂,注二氧化碳驱油已被证实是一种有效的提高采收率的方法,二氧化碳拥有粘度低、易注入的特点,而且注入地层和原油接触后能够使原油体积膨胀,降低原油粘度,并抽提轻质组分,降低油水界面张力,改善流度比等,可以有效提高原油采收率。二氧化碳与原油混相后,能消除界面张力,大幅提高采收率。二氧化碳捕集驱油与埋存及提高采收率技术(CCS
‑
EOR),通过二氧化碳捕集,注入地层驱油,回收再利用等技术,将二氧化碳永久封存于地下,可以有效降低温室气体的含量,实现增加原油产量与埋存的“双赢”,是目前最现实的碳减排和利用途径。开展二氧化碳驱油技术应用则是大型石油企业开展碳减排工作、践行国家绿色低碳发展理念的重要抓手。所以,发展二氧化碳驱 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.二氧化碳驱压裂数模一体化方法,其特征在于,该二氧化碳驱压裂数模一体化方法包括:步骤1,根据油藏实际情况建立地质模型并进行网格剖分;步骤2,进行水力裂缝扩展数值模拟,捕捉裂缝扩展轨迹;步骤3,根据裂缝扩展轨迹及天然裂缝分布建立嵌入式离散裂缝模型;步骤4,耦合嵌入式离散裂缝模型和组分模型,得到压裂油藏二氧化碳驱油模型并进行数值模拟。2.根据权利要求1所述的二氧化碳驱压裂数模一体化方法,其特征在于,在步骤1中,根据油藏的实际情况,收集油藏地质资料,建立油藏模型;根据模拟需要划分网格系统,计算网格系统的几何信息。3.根据权利要求2所述的二氧化碳驱压裂数模一体化方法,其特征在于,在步骤1中,收集的油藏地质资料包括天然裂缝分布、油藏几何形态、渗透率、孔隙度以及流体资料。4.根据权利要求2所述的二氧化碳驱压裂数模一体化方法,其特征在于,在步骤1中,计算的网格系统的几何信息,包括网格体积、网格与天然裂缝的相交信息。5.根据权利要求1所述的二氧化碳驱压裂数模一体化方法,其特征在于,在步骤2中,水力裂缝扩展模拟需要考虑三个要素:流体在裂缝内的流动模拟、明确裂缝扩展准则以及岩体在流体压力和地应力的共同作用下变形;综合三个要素,采用扩展有限元法模拟裂缝扩展,获得裂缝扩展的动态数据,并捕捉裂缝轨迹信息。6.根据权利要求5所述的二氧化碳驱压裂数模一体化方法,其特征在于,在步骤2中,流体在裂缝内的流动模拟时,由于裂缝宽度较小,因此忽略沿裂缝开度方向的流动,仅考虑沿裂缝方向的流动:其中,q为单位厚度截面流量;w为裂缝面宽宽度;μ为压裂流体黏度;x为沿裂缝裤扩展方向的位移;p表示流体压力;边界条件包括裂缝注入速率及尖端流量为0,表示为其中Q0为裂缝的注入速度;L为裂缝半长。7.根据权利要求5所述的二氧化碳驱压裂数模一体化方法,其特征在于,在步骤2中,明确裂缝扩展准则时,采用最大周向应力准则,当裂缝尖端的应力强度因子大于岩石韧度时,裂缝将进行扩展,并且沿着最大周向应力方向扩展,根据最大周向应力准则,必须满足:其中O
M
为最大周向应力方向角,即裂缝开裂方向与裂缝面的夹角;K
I
为第一类应力强度因子;K
II
为第一类应力强度因子;K
IC
表示岩石断裂韧度。8.根据权利要求5所述的二氧化碳驱压裂数模一体化方法,其特征在于,在步骤2中,岩体在流体压力和地应力的共同作用下变形时,岩体在裂缝内流体压力和地应力的综合作用
下发生变形,岩石变形控制方程组为σ=C:ε(u)其中边界条件包括外边界和裂缝边界条件,即其中σ为应力张量;f为体积力;ε为应变张量;C为弹性张量矩阵;u为位移;g为定位移;Γ
c
为位移外边界;Γ
c
为裂缝边界;σ
s
为切应力;为定切应力;σ
n
为正应力;p为流体压力。9.根据权利要求5所述的二氧化碳驱压裂数模一体化方法,其特征在于,在步骤2中,采用扩展有限元法模拟裂缝扩展时,考虑应力场和流动场的耦合;对于应力场,水力压裂裂缝的扩展是个动态的过程,如果采用传统有限元方法求解,网格单元需要不断重构,导致网格划分及计算过程复杂且容易出现计算误差;扩展有限元法在传统有限元的基础上增加自由度,避免了计算过程中的网格加密和网格重构;将位移分为连续位移和不连续位移,位移近似公式为其中,I为单元内位移节点集;N
i
为常规有限元单元节点位移形函数;u
i
为单元节点位移矢量;I
enr
和I
tip
分别为裂缝段和裂...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨勇,张庆福,张传宝,李友全,王杰,王丽娜,郭祥,韩凤蕊,张东,于伟杰,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院,
类型:发明
国别省市:
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