[发明专利]流体非平衡相态的计算方法及系统

说明书

公开了一种流体非平衡相态的计算方法及系统。该方法包括：确定流体组分模型的温度、压力、起始时间、终止时间与时间间隔；对于时间t进行如下步骤：步骤1：确定初始平衡比，计算气相摩尔分数，计算油相组分与气相组分；步骤2：计算各组分的逸度；步骤3：计算归一化物质传递速度与逸度误差；步骤4：判断逸度误差是否小于或等于误差阈值；步骤5：计算油相组分与气相组分的平均摩尔质量、饱和度、密度；步骤6：计算粘度对比参数、低压粘度与对比密度；步骤7：计算高压粘度；步骤8：使t＝t‑△t，重复步骤1‑8，直至t≤t_end。本发明通过流体非平衡相态变化特征，计算流体相态随时间的变化过程，表征相态平衡的动态过程。

技术领域

本发明涉及油气田开发领域，更具体地，涉及一种流体非平衡相态的计算方法及系统。

背景技术

流体相态计算在流体PVT分析拟合、油藏数值模拟、凝析气藏开发、CO₂驱油与埋存等领域都有着至关重要的作用。

在数值模拟或是其他理论计算中，通常考虑流体瞬间达到相平衡状态，这与常规PVT釜实验结果是相符的。但是在实际多孔介质中，由于其孔隙结构十分复杂，流体中各相接触面积十分有限，导致在温度或压力发生变化时流体各相之间不能快速达到相平衡状态。与平衡相态计算不同，相态会随时间的变化而发生改变，直至逐渐趋向于平衡状态。而目前常规相态平衡计算方法都默认考虑在压力或温度等外界条件变化的瞬间，流体内部即达到相平衡状态，这与实际情况不符。因此，有必要开发一种流体非平衡相态的计算方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种流体非平衡相态的计算方法及系统，其能够通过流体非平衡相态变化特征，计算流体相态随时间的变化过程，表征相态平衡的动态过程。

根据本发明的一方面，提出了一种流体非平衡相态的计算方法。所述方法可以包括：在给定温度条件下，建立流体组分模型，确定压力、起始时间、终止时间与时间间隔；对于时间t进行如下步骤：步骤1：确定初始平衡比，根据所述初始平衡比计算气相摩尔分数，进而计算油相组分与气相组分；步骤2：根据所述油相组分与所述气相组分，计算各组分的逸度；步骤3：根据所述各组分的逸度，计算归一化物质传递速度，进而计算逸度误差；步骤4：判断所述逸度误差是否小于或等于误差阈值，若是，则进行步骤5，若否，则更新所述初始平衡比，重复步骤1-4，直至所述逸度误差小于或等于误差阈值；步骤5：计算所述油相组分与所述气相组分的饱和度、平均摩尔质量与密度；步骤6：根据所述各组分的平均摩尔质量，计算粘度对比参数、低压粘度与对比密度；步骤7：根据所述粘度对比参数、所述低压粘度与所述对比密度，计算高压粘度；步骤8：使t＝t-△t，重复步骤1-8，直至t≤t_end，其中，△t为时间间隔，t_end为终止时间；其中，相态参数包括所述饱和度、所述密度与粘度。

优选地，通过公式(1)计算气相摩尔分数：

其中，V为气相摩尔分数，Z_i为总组分，K_i为初始平衡比，N_c为油气模型中的组分总数量，i为组分序号，i＝1,2,…,N_c。

优选地，通过公式(2)计算所述油相组分：

通过公式(3)计算所述气相组分：

其中，X_i为油相组分，Y_i为气相组分。

优选地，通过公式(4)计算油相各组分的逸度：