【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气资源开采，具体地涉及一种油页岩原位加热时间预测方法及一种油页岩原位加热时间预测系统。
技术介绍
1、油页岩的原位加热开采及低成熟度页岩油的加热改质开采被认为是一项可实现页岩油有效动用的开采技术。通过对地层进行加热，促使粘稠重质液态烃转化为轻质油，实现页岩油的改质，提高页岩油的流动性；同时高温使固体有机质转化为油气，大幅度提高地层压力；加热产生的热应力形成新的裂缝系统，有利于页岩油的产出。加热改质技术有望成为实现低成熟度页岩油有效动用的突破性技术。目前这一技术还处于室内实验和先导试验阶段。原位加热开采油气的经济性是关注的焦点。一方面，地层加热到一定温度后会产生大量油气，且加热后期产量逐渐降低，另一方面，加热地层需要消耗大量的能量，加热长消耗能量越大，因此确定最佳的加热时间是提高经济性的关键因素。理论上应用净现值分析可确定最佳加热时间，但原位加热开采成本构成复杂，可变因素繁多，变量变化范围大。目前虽然开展了大量的机理研究，国内也进行了小规模现场试验尝试，但试验工艺稳定性不佳，难以提供有效的总成本特别是运行成本的可靠数据，原位加热页岩开采油气技术更无工业级的现场试验。因此，现阶段应用传统的净现值评估方法确定最优加热时间具有很大的不确定性。
2、对于某一点的加热时间的确定可通过监测该点的温度并对比实验室得到的有机质热解温度确定。但对于整个地层而言，地层温度分布不均一，实验室的温度难以确定整个开采区的停止温度及相应的加热时间。针对现有油页岩原位加热时间预测精准度差，最优加热时间确定困难的问题，需要创造一种新的
技术实现思路
1、本专利技术实施方式的目的是提供一种油页岩原位加热时间预测方法及系统，以至少解决现有油页岩原位加热时间预测精准度差，最优加热时间确定困难的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种油页岩原位加热时间预测方法，所述方法包括：采集地层加热的升温过程实验数据，基于预设组分拟合规则获得多种拟组产物随温度变化数据，并基于多种拟组产物随温度变化数据构建各拟组产物的裂解反应模型；获取目的层岩心样本的样本参数，基于所述样本参数进行加热条件下的地热温度场预测；基于温度场预测结果和所述各拟组产物的裂解反应模型获得各拟组产物的产出预测曲线；基于所述各拟组产物的产出预测曲线和预设能耗曲线拟合获得净输出能量曲线，并基于所述净输出能量曲线获得最优加热时间。
3、可选的，所述地层加热的升温过程实验数据为：在多压力梯度下，以各压力条件下的实际地层加热的升温速率进行的热解实验数据。
4、可选的，所述拟组产物包括：ch4、湿气、轻油、重油、非烃组分；所述预设组分拟合规则包括：将满足预设性质相似规则和预设碳数相似规则的烃类组分进行合并，获得一类拟组产物。
5、可选的，所述基于多种拟组产物随温度变化数据构建各拟组产物的裂解反应模型，包括：基于干酪根加热热解过程，针对干酪根初次裂解过程和干酪根初次裂解所产生的各馏分的二次裂解过程分别构建对应的一级反应模型，构建关系为：
6、
7、其中，ki为第i种组分的裂解反应速率常数；xi为第i种组分的量；ai,j为第i种组分裂解产出第j种组分的化学计量系数；基于各组分的一级反应模型，获得对应各拟组产物的裂解反应模型。
8、可选的，各组分的裂解反应速率常数确定规则为：
9、
10、其中，ei为实验活化能；r为摩尔气体常数；t为绝对温度；ai为指前因子。
11、可选的，所述方法还包括：基于实验数据进行一级反应模型拟合，包括：对所述实验活化能、所述指前因子和所述第i种组分裂解产出第j种组分的化学计量系数求取过程进行拟合，拟合规则为：
12、f(ei,ai,ai,j)＝∑(xexp-xcat)2
13、其中，xexp为预设条件下的各组分实验值；xcat为预设条件下的各组分理论值。
14、可选的，所述目的层岩心样本的样本参数，包括：干酪根重量百分比含量、单元分子重、干酪根密度、岩石密度、炭焦密度、岩石导热系数、干酪根的热容、干酪根的孔隙度。
15、可选的，所述基于所述样本参数进行加热条件下的地热温度场预测，包括：对不同加热器产生的温度场进行叠加运算，获得地热温度场预测模型，模型关系式为：
16、
17、其中，uj为流体的内能；ρs为干酪根的密度；cs为干酪根的热容；k为热传导率；hj为流体的焓；基于质量守恒定律和地热温度场预测模型，对各拟组产物构建质量守恒方程，方程式为：
18、
19、其中，i为第i种拟组产物；为干酪根的孔隙度；ξj为j相拟组产物的摩尔密度；xij为i组分在j相拟组产物中的摩尔分数；uj为j相拟组产物速度；rk为第k个化学反应的反应速率；vij,k为j相拟组产物中的i组分在第k个反应的系统。
20、可选的，j相拟组产物的摩尔密度的计算规则为：
21、ξj＝pj/zrt
22、其中，pj为j相拟组产物压力z为j相拟组产物实际状态与理论状态之间的偏离度；r为摩尔气体常数；t为绝对温度；j相拟组产物速度的计算规则为：
23、
24、其中，k为渗透率；krj为j相拟组产物的相对渗透率；μj为j相拟组产物的粘度。
25、可选的，所述基于温度场预测结果和所述各拟组产物的裂解反应模型获得各拟组产物的产出预测曲线，包括：基于所述各拟组产物的裂解反应模型进行各拟组产物的质量守恒方程求解，获得各拟组产物的产量与时间的预测关系，基于该预测关系获得各拟组产物的产出预测曲线；所述基于所述各拟组产物的产出预测曲线和预设能耗曲线拟合获得净输出能量曲线，并基于所述净输出能量曲线获得最优加热时间，包括：基于各拟组产物的产出预测曲线获得各拟组产物累加热值；基于所述预设能耗曲线获得能耗值；基于所述累加热值和所述能耗值获得净产出能量随温度变化的曲线，作为净输出能量曲线；表示为：
26、enet＝eoil-eheat
27、
28、其中，enet为t时刻净能量值；eoil为t时刻累加热值；eheat为t时刻能耗值；n为组分数量；qi为第i个组分的t时刻的累积产量；eoi为第i个组分的热值。
29、本专利技术第二方面提供一种油页岩原位加热时间预测系统，所述系统包括：采集单元，用于采集地层加热的升温过程实验数据；处理单元，用于获得基于预设组分拟合规则获得的多种拟组产物随温度变化数据，并基于多种拟组产物随温度变化数据构建各拟组产物的裂解反应模型；所述采集单元还用于获取目的层岩心样本的样本参数；所述处理单元还用于：基于所述样本参数进行加热条件下的地热温度场预测；基于温度场预测结果和所述各拟组产物的裂解反应模型获得各拟组产物的产出预测曲线；求解单元，用于基于所述各拟组产物的产出预测曲线和预设能耗曲线拟合获得净输出能量曲线，并基于所述净输出能量曲线获得最优加热时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种油页岩原位加热时间预测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地层加热的升温过程实验数据为：在多压力梯度下，以各压力条件下的实际地层加热的升温速率进行的热解实验数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟组产物包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于多种拟组产物随温度变化数据构建各拟组产物的裂解反应模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，各组分的裂解反应速率常数确定规则为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目的层岩心样本的样本参数，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述样本参数进行加热条件下的地热温度场预测，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，j相拟组产物的摩尔密度的计算规则为：
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于温度场预测结果和所述各拟组产物的裂解反应
11.一种油页岩原位加热时间预测系统，其特征在于，所述系统包括：
12.一种计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行权利要求1-10中任一项权利要求所述的油页岩原位加热时间预测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种油页岩原位加热时间预测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地层加热的升温过程实验数据为：在多压力梯度下，以各压力条件下的实际地层加热的升温速率进行的热解实验数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟组产物包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于多种拟组产物随温度变化数据构建各拟组产物的裂解反应模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，各组分的裂解反应速率常数确定规则为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王益维，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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