一种多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法，包括计算不同条件下页岩储层应力诱因变形量；构建页岩储层与吸附分子相对应的模型；通过定量模型计算得到相对应的吸附诱因变形量，并结合迭代算法，得到真实变形量；结合页岩储层应力诱因变形量以及吸附诱因变形量，综合计算多诱因协同作用下页岩储层变形量，确定多诱因动态纳米孔协同变形规律。本发明专利技术利用分子模拟手段结合公式推导，可以得到基于不同条件下页岩储层应力诱因变形量及吸附诱因变形量，从而得到多诱因协同作用下页岩储层变形量，为多诱因协同作用下的动态纳米孔变形规律，并对页岩油藏的高效开发提供理论依据。据。据。

【技术实现步骤摘要】
一种多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法及系统


[0001]本专利技术涉及非常规油气勘探开发
，特别是一种多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法及系统。

技术介绍

[0002]在常规油气资源开发难度逐渐加大的背景下，随着页岩油资源的勘探开发技术逐步成熟，页岩油的规模化开发受到国内外的广泛关注。但由于页岩油藏特殊的赋存形式，普遍认为页岩储层中页岩油的赋存形态主要以吸附态或游离态为主，同时存在少量的溶解态(或互溶态)。因此在开发过程中存在着可动用程度低的问题。而页岩油藏CO2吞吐不仅可以提高页岩油采收率，同时能够实现对于CO2的有效封存，达到控制CO2排放量的目的。
[0003]然而，利用CO2吞吐开发页岩油藏过程中，由于流体的注入和产出，页岩储层中的孔隙压力场(以下简称孔压场)会发生变化，进而引起吸附特性与孔喉结构的改变；且孔压场、吸附特性及纳米孔喉变形场(以下简称变形场)之间存在着复杂的耦合及协同作用。因此，孔压场、吸附特性及变形场之间的关系较为复杂：吸附特性的变化是孔压场与变形场协同作用的结果；变形场则是孔压场与吸附特性协同作用所造成的，而变形场与吸附特性之间又存在着耦合效应。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述和/或现有的页岩油开发过程中由于流体的流入和产出导致孔隙压力发生改变，从而影响页岩的孔隙变形特征和吸附特性这一存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术所要解决的问题在于如何确定孔隙在多因素作用下的变形规律。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法，其包括，计算不同条件下页岩储层应力诱因变形量；构建页岩储层与吸附分子相对应的模型；通过定量模型计算得到相对应的吸附诱因变形量，并结合迭代算法，趋近真实变形量；结合页岩储层应力诱因变形量和吸附诱因变形量，综合计算多诱因协同作用下页岩储层变形量，确定多诱因动态纳米孔协同变形规律。
[0009]作为本专利技术所述多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法的一种优选方案，其中：计算不同条件下页岩储层应力诱因变形量，具体公式如下：
[0010][0011]其中，为作用于孔隙的平均法向应力，V
φ
‑
r
为一定压力下的孔隙体积，α为Biot
系数，K为体积模量，φ为孔隙率，p
i
为原始地层压力，p为当前地层压力，L
t
为是弯曲孔隙的长度，τ为迂曲度，L0为直线孔隙长度，r
i
为初始压力条件下的孔隙半径。
[0012]其中，孔体积变化量，具体公式如下：
[0013]ΔV
φ
＝V
φ
‑0(1
‑
φ)(ε
t
‑
ε
φ
)
[0014]其中，φ为孔隙率，ΔV
φ
为孔隙体积的变化，V
φ
‑0为表面压力条件下的孔隙体积，ε
t
为多孔介质体积变形比，ε
φ
为孔隙体积变形比。
[0015]作为本专利技术所述多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法的一种优选方案，其中：构建页岩储层与吸附分子相对应的模型包括以下步骤：构建石墨烯片层来表征页岩储层有机质模型；确定模拟参数；计算模拟对应的吸附量；进行多组模拟实验，取平均值。
[0016]作为本专利技术所述多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法的一种优选方案，其中：通过定量模型计算得到相对应的吸附诱因变形量，并结合迭代算法，趋近真实变形量包括以下步骤：计算综合流固耦合系数；设定初始条件，基于分子模拟法，计算吸附诱因变形量。
[0017]作为本专利技术所述多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法的一种优选方案，其中：综合流固耦合系数的具体公式如下：
[0018][0019]其中，C
mix
是加权得到的综合流固耦合系数，k是项数，C
x
是单组分的流固耦合系数，n为不同压力下体系内混合物总吸附量，n
x
为不同压力下体系内单组分吸附量。
[0020]吸附诱因变形量的具体公式如下：
[0021][0022]其中，C
mix
是加权得到的综合流固耦合系数，V
ε
是体积应变，C
mix
是综合流固耦合系数，K是体积模量，n是模型在零应变下的绝对吸附量，f是流体逸度，T是温度，R是普适常数，f1为区间逸度下限，f2为区间逸度上限。
[0023]作为本专利技术所述多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法的一种优选方案，其中：多诱因协同作用下页岩储层变形量的具体公式如下：
[0024][0025]其中，为作用于孔隙的平均法向应力，α是Biot系数，K是体积模量，φ为孔隙率，p
i
为原始地层压力，p为当前地层压力，C
mix
是加权得到的综合流固耦合系数，f是流体逸度，T是温度，R是普适常数，f1为区间逸度下限，f2为区间逸度上限。
[0026]作为本专利技术所述多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法的一种优选方案，其中：所述计算吸附诱因变形量包括以下步骤：计算吸附诱因变形量还包括以下步骤：页岩储层吸附诱因变形量为Δr1，模拟得到的吸附诱因变形量为Δr2；若Δr1和Δr2之间的差异在误差范围内，则Δr2为吸附或解吸诱因变形量中的一种；若Δr1和Δr2之间的差异不在误差范围内，则用Δr2替换Δr1；重复上述步骤，直至迭代结束。
[0027]第二方面，本专利技术实施例提供了一种多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法系
统，其包括：应力计算模块，用于计算不同条件下页岩储层应力诱因变形量；分子模拟模块，用于构建页岩储层与吸附分子相对应的模型；吸附计算模块，用于通过定量模型计算得到相对应的吸附诱因变形量，并结合迭代算法，使其逐渐趋近于真实变形量；综合计算模块，用于结合页岩储层应力诱因变形量以及吸附诱因变形量，得到多诱因协同作用下页岩储层变形量，从而确定多诱因动态纳米孔协同变形规律。
[0028][0029]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的任一步骤。
[0030]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的任一步骤。
[0031]本专利技术有益效果为：本专利技术通过分子模拟手段结合公式推导，明确页岩储层中纳米孔隙动态变化特征，首先根据公式推导出对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法，其特征在于：包括，计算不同条件下页岩储层应力诱因变形量；构建页岩储层与吸附分子相对应的模型；通过定量模型计算得到相对应的吸附诱因变形量，并结合迭代算法，趋近真实变形量；结合页岩储层应力诱因变形量和吸附诱因变形量，综合计算多诱因协同作用下页岩储层变形量，确定多诱因动态纳米孔协同变形规律。2.如权利要求1所述的多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法，其特征在于：所述计算不同条件下页岩储层应力诱因变形量，具体公式如下：其中，为作用于孔隙的平均法向应力，V
φ
‑
r
为一定压力下的孔隙体积，α为Biot系数，K为体积模量，φ为孔隙率，p
i
为原始地层压力，p为当前地层压力，L
t
为是弯曲孔隙的长度，τ为迂曲度，L0为直线孔隙长度，r
i
为初始压力条件下的孔隙半径；其中，孔体积变化量具体公式如下：ΔV
φ
＝V
φ
‑0(1
‑
φ)(ε
t
‑
ε
φ
)其中，φ为孔隙率，ΔV
φ
为孔隙体积的变化，V
φ
‑0为表面压力条件下的孔隙体积，ε
t
为多孔介质体积变形比，ε
φ
为孔隙体积变形比。3.如权利要求1所述的多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法，其特征在于：所述构建页岩储层与吸附分子相对应的模型包括以下步骤：构建石墨烯片层来表征页岩储层有机质模型；确定模拟参数；计算模拟对应的吸附量；进行多组模拟实验，取平均值。4.如权利要求1所述的多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法，其特征在于：所述通过定量模型计算得到相对应的吸附诱因变形量，并结合迭代算法，趋近真实变形量包括以下步骤：计算综合流固耦合系数；设定初始条件，基于分子模拟法，计算吸附诱因变形量。5.如权利要求4所述的多诱因动态纳米孔协同变形规律确定方法，其特征在于：所述综合流固耦合系数的具体公式如下：其中，C
mix
是加权得到的综合流固耦合系数，k是项数，C
x
是单组分...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦祥骥，章毅松，何岩峰，潘楠，朱鹏飞，陆佳昊，杜勇，华乐，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：