[发明专利]一种针对流体加热油页岩原位开采的模拟预测方法

权利要求书

1.一种针对流体加热油页岩原位开采的模拟预测方法，其特征在于，所述方法包括：

建立干酪根热解化学反应模型；

确定所述干酪根热解化学反应模型中的未知数；

建立用于模拟所述未知数变化的油页岩原位开采模型；

对所述油页岩原位开采模型进行数值求解以进行流体加热油页岩原位开采的模拟预测；

其中，干酪根热解化学反应模型包括的未知数为

x＝(p_j,S_j,C_s,X_ij,T)，

式中，X_ij为i组分在j相中的摩尔分数，p_j为j相压力，S_j为j相饱和度，C_s为干酪根浓度，T为温度；

其中，建立用于模拟所述未知数变化的油页岩原位开采模型，包括，分别建立质量守恒方程、能量守恒方程以及相平衡计算方程；

其中，质量守恒方程为

式中，i＝CO₂、IC₂、IC₁₃或IC₃₇，j＝g或o，是孔隙度，ξ_j是j相摩尔密度，X_ij代表i组分在j相中的摩尔分数，u_j表示j相速度，r_k表示第k个化学反应的反应速率，v_ij,k是j相中的i组分在第k个反应的系数，表示注入井或采出井处j相的注入或采出量；

其中，能量守恒方程为

式中，U_j为j相的内能，ρ_s是干酪根的密度，c_s是干酪根的热容，k是热传导率，H_j为j相的焓；

其中，相平衡计算方程为f_ig＝f_io，

式中，f表示逸度，f_ig指气相中组分i的逸度，f_io指油相中组分i的逸度；

其中，逸度的表达式为

式中，X_ij为i组分在j相中的摩尔分数，p为压力，为逸度系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立干酪根热解化学反应模型，其中，引入拟组分用于表征干酪根裂解形成的油气产物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立质量守恒方程，其中，以干酪根为固体不存在流动为依据对所述质量守恒方程进行简化。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立能量守恒方程，其中，能量变化包括高温流体携带热量与岩体系统进行热量的传递和交换、化学反应涉及到的热能量、注入井带入的能量以及产出井带出的能量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立能量守恒方程，其中，采用经验计算公式计算焓，所述经验计算公式为

H_i＝H_ai+H_biT+H_ciT²+H_diT³+H_eiT⁴+H_fiT⁵，

式中，H为焓，T为温度，下角标ai、bi、ci、di、ei、fi表示对于i组分，计算焓时需要的6个常数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立相平衡计算方程，其中，在计算过程中依据各位置的温度值调整孔隙度和渗透率值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，使用通过实验测量得出的油页岩孔隙度和渗透率随加热温度变化结果进行差值计算。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述油页岩原位开采模型进行数值求解，其中，使用基于积分方程的有限体积方法以及全隐式格式对方程组进行离散。

9.一种基于权利要求1-8中任一项所述方法的流体加热油页岩原位开采注入量调控方法，其特征在于，所述方法包括：

获取地面注入设备的承受压力；

基于模拟预测计算小于最大注入量的不同注入量下的注入压力；

根据所述地面注入设备的承受压力以及不同注入量下的注入压力计算结果对所述地面注入设备的注入量进行调控。