[发明专利]一种水气交替注入过程中注入能力确定方法和装置

权利要求书

1.一种水气交替注入过程中注入能力确定方法，其特征在于，包括：

在预设时间内的每个预设间隔内：

根据毛细管的几何形状和当前间隔开始时间选定流体在毛细管中的等效长度，确定各流体是否处于毛细管的吼道中，根据各流体是否处于毛细管的吼道中、毛细管的几何形状、毛细管两端压差和预设参数的值，确定当前间隔内二氧化碳或水的注入量；

将所述注入量与毛细管两端压差的比值确定为当前间隔内毛细管注二氧化碳或水的注入能力；以及，

根据所述注入量确定二氧化碳流速，根据二氧化碳流速、截止当前间隔结束时的总注入时间和预先建立的二氧化碳原油混相带等效长度与二氧化碳流动时间及流速的关系，确定下一间隔开始时间的混相带等效长度；根据下一间隔开始时间的混相带等效长度确定下一间隔开始时间的二氧化碳等效长度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化碳原油混相带等效长度与二氧化碳流动时间及流速的关系，通过下述方式预先确定：

为预先建立的毛细管中二氧化碳扩散模型设置边界条件，根据所述边界条件求解模型，得到二氧化碳原油混相带等效长度与二氧化碳流动时间及流速的关系，所述二氧化碳扩散模型为下述方程：

上式(1)中，c为二氧化碳原油混相带中二氧化碳的浓度；x₁为二氧化碳在毛细管中的位移；t为二氧化碳在毛细管中的流动时间；ω为二氧化碳在毛细管中的流速；D为二氧化碳与原油间综合扩散系数，D_E＝D_m+k_ωω，D_E为二氧化碳与原油间粘度差扩散系数，D_m为二氧化碳与原油间分子扩散系数，K_μ为二氧化碳与原油粘度差扩散实验系数，k_ω为二氧化碳与原油对流扩散实验系数，为混相带的粘度梯度，μ_o为原油粘度，μ_g为二氧化碳粘度，ξ为混相带等效长度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，为预先建立的毛细管中二氧化碳扩散模型设置边界条件，根据所述边界条件求解模型，得到二氧化碳原油混相带等效长度与二氧化碳流动时间及流速的关系，包括：

为预先建立的毛细管中二氧化碳扩散模型设置边界条件为：混相带与二氧化碳接触端二氧化碳的浓度为1，与原油接触端二氧化碳浓度为0，中部二氧化碳浓度为0.5，混相带边界上没有二氧化碳流入或流出；

设置根据所述边界条件求解模型得到二氧化碳原油混相带等效长度与二氧化碳流动时间及流速的关系如下式(2)：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各流体是否处于毛细管的吼道中、毛细管的几何形状、毛细管两端压差和预设参数的值，确定当前间隔内二氧化碳或水的注入量，包括：

根据各流体是否处于毛细管的吼道中和所述毛细管的几何形状确定当前间隔内的总渗流阻力；

根据毛细管两端压差和所述总渗流阻力，确定当前间隔内二氧化碳或水的注入量。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据各流体是否处于毛细管的吼道中和所述毛细管的几何形状确定当前间隔内的总渗流阻力，包括：

根据下式(3)确定在第j个间隔内流体不处于吼道部分的渗流阻力F：

根据下式(4)确定在第j个间隔内流体处于吼道部分的渗流阻力F：

上式(3)和(4)中，a代表流体类型，a为g、λ、o或w，其中，g代表二氧化碳，λ代表混相带，o代表原油，w代表水；μ代表流体的粘度；x₂代表流体不处于吼道部分在毛细管中的延伸长度；R_p代表毛细管半径；L_t代表毛细管的吼道长度，代表流体在毛细管吼道中的延伸长度；G代表单位长度流体的传导系数，R(x₃)代表吼道在距离吼道靠近注入端的端部的水平距离为x₃处的半径；

将毛细管中各流体的处于和不处于吼道中的渗流阻力之和确定为总渗流阻力。