[发明专利]一种用于页岩油流动的数值模拟方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于页岩油流动的数值模拟方法及装置，属于非常规油气田开发工程技术领域。本发明提供的数值模拟方法及装置通过建立反应模型描述不同赋存状态页岩油生产过程中的流动特征，包括游离态原油渗流，吸附互溶态原油在有机质内的吸附、解吸行为，毛管力对溶解气赋存状态的影响等，结合室内物理模拟实验，确定化学反应方程、反应速率以及反应级数等参数(对各个参数进行标定)，最终借助油藏数值模拟方法，建立考虑页岩油复杂流动机制的数值模拟模型，从而实现对非常规页岩油渗流特征的模拟。

技术领域

本发明涉及非常规油气田开发工程技术领域，特别涉及一种用于页岩油流动的数值模拟方法及装置。

背景技术

页岩油是指富集在富有机质黑色页岩地层中的石油，以游离、吸附及溶解态等方式存在，一般油质较轻、黏度较低，主要储集于纳米级孔喉和裂缝系统中，多沿片状层理面或与其平行的微裂缝分布。页岩油的主要特点表现为：富含有机质，开采过程中存在吸附解吸现象；孔隙类型复杂(包括有机孔隙、无机孔隙、微裂缝)；流体赋存形式多样(包括游离态、吸附态、溶解态)等等。

对于常规认识的油藏，由于流体流动符合达西定律，通常可借助测井方法得到储层物性分布情况，进而可对流体流动进行数值模拟。

发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

由于页岩储层中富含有机质且存在大量微纳米孔隙，油气两相流动过程中存在毛管力作用，使得页岩油中存在解吸、扩散、达西流和非达西流等多种流体运移机制，而无法采用现有数值模拟方法描述页岩油的流动机理。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于页岩油流动的数值模拟方法及装置，该方法及装置通过化学反应方程描述页岩中有机质与油的吸附、解吸过程以及溶解气在微纳米孔隙中的转化过程，然后基于油藏数值模拟软件，对页岩油流动进行数值模拟。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，提供了一种用于页岩油流动的数值模拟方法，包括以下步骤：

确定描述页岩油渗流特征的化学反应方程及所述化学反应方程发生反应时的压力条件；

确定单位体积页岩中最大吸附原油物质的量；

根据所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、溶解气油比以及地层压力条件，确定单位体积页岩中可解吸油物质的量、可解吸气物质的量和不可解吸原油物质的量；

根据所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸气物质的量和所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量，确定修正孔隙度；

确定所述化学反应方程对应的反应级数和反应速率；

根据所述化学反应方程、所述压力条件、所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量、所述单位体积页岩中可解吸油物质的量、所述单位体积页岩中可解气物质的量、所述单位体积页岩中不可解吸原油物质的量、所述修正孔隙度、所述反应级数和所述反应速率，基于油藏数值模拟软件，建立数值模拟模型。

在一种可能的设计中，所述化学反应方程包括：

反应1：干酪根·油→干酪根+油；

反应2：干酪根+油→干酪根·油；

反应3：干酪根·溶解气→干酪根+溶解气；

反应4：干酪根+溶解气→干酪根·溶解气；

反应5：溶解气→分散气；

反应6：分散气→连续气。

在一种可能的设计中，所述单位体积页岩中最大吸附原油物质的量通过以下公式得到：