[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

说明书

本发明公开了一种水气交替注入过程中注入能力确定方法和装置。所述方法包括：在每个预设间隔内：根据毛细管的几何形状和当前选定流体的等效长度确定各流体是否处于吼道中，进而根据毛细管的几何形状、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；将注入量与压差的比值确定为当前间隔内毛细管的注入能力；同时根据注入量确定二氧化碳流速，进而根据混相带等效长度与二氧化碳流动时间及流速的关系确定混相带等效长度和二氧化碳等效长度，用于判断下一间隔开始时间流体是否处于吼道中。能够从微观尺度上量化水气交替注入过程中的注入能力，为油藏注入能力的变化规律和影响因素研究提供理论依据。

技术领域

本发明涉及油藏开发技术领域，特别涉及一种水气交替注入过程中注入能力确定方法和装置。

背景技术

油藏开发过程中的水气交替驱综合了二氧化碳驱和水驱的优点，可大幅提高采收率，具有广阔的应用前景。尤其在油田开发中后期，水气交替驱不仅能够封堵优势渗流通道，而且可以优化注水，恢复地层能量，提高油田采收率。但现场应用同时发现，水气交替注入过程中会出现注入能力降低的问题，不同程度的影响了水气交替注入的开发效果。

而近年来国内外对于低渗透油藏水气交替注入过程中注入能力降低的问题缺乏充分的研究。尤其在微观(毛细管)尺度上结合毛细管模型研究影响水气交替注入过程中注入能力的影响因素与注入能力变化规律，对于油田开发具有十分重要的指导意义。而由于油气水三相渗流机制的复杂性，现有技术还无法从微观上对水气交替注入过程中的注入能力进行具体量化。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种水气交替注入过程中注入能力确定方法和装置。

第一方面，本发明实施例提供一种水气交替注入过程中注入能力确定方法，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。

在一些可选的实施例中，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。