[发明专利]CO2

权利要求书

1.一种CO₂-水-岩反应作用下隔层微观封闭性动态评价方法，其特征在于：

步骤1、将化学反应引起的隔层岩石孔隙度变化归因于矿物参加化学反应的体积变化量，每种矿物的体积分数均由于微小反应而改变，隔层岩石孔隙度在计算的每一个时间步长内都不断变化；利用单个矿物摩尔体积乘以反应速度乘以反应时间得出变化后的单个矿物的体积变化量：

φ_j,i,t+Δt＝φ_j,i,t+V_j×r_j,i,t+Δt×Δt

式中：j为矿物；φ_j，i，t为矿物j在i区域t时间的体积分数；V_j为矿物j的摩尔体积；r_{j，i，t+Δt}为矿物j在i区域t时间的反应速度；Δt为时间步长,s；

步骤2、由化学反应引起的隔层岩石孔隙度φ由矿物组分变化量计算得到：

式中：N_m为基质中矿物的数量；φ_m为各种矿物的体积分数；

步骤3、单个岩石参考单元基质渗透率的变化量通过隔层岩石孔隙度的变化来计算，渗透率随孔隙度的变化是根据Carman-Kozeny公式计算：

式中：φ₁为隔层岩石反应后的孔隙度，φ₀为隔层岩石反应前的孔隙度；k₁为隔层岩石反应后渗透率，k₀为隔层内岩石反应前的渗透率；

步骤4、Kozeny模型将多孔介质等效为大量相同孔隙半径的迂曲毛管束，再结合达西定律求解泊松方程得到孔隙中值半径r随隔层岩石反应后渗透率k₁变化的关系式：

式中，τ为迂曲度，表示孔道的曲折程度；n为隔层岩石孔隙面密度；r为孔隙中值半径；

步骤5、根据Washburn理论，得到隔层的突破压力与孔隙中值半径的关系：

式中，P_c为突破压力；σ为流体界面张力；θ为流体浸润角；r为孔隙中值半径；

步骤6、对步骤3～5进行联立求解，得到注CO₂后由溶蚀作用引起的隔层岩石反应后的孔隙度φ₁、隔层岩石反应后的渗透率k₁动态变化与注CO₂后隔层岩石的突破压力P_c'变化的关系：

步骤7、将步骤6计算出的注CO₂后隔层的突破压力结果换算成等效气柱封闭高度，隔层底部岩石允许的最大突破压力用Smith1966公式求得：

式中，P_c'为注CO₂后隔层岩石的突破压力；ρ_w为地层水密度；为CO₂流体的密度，此处取储层条件下超临界CO₂的临界密度350kg/m³；g为重力加速度，9.8N/kg；T_h为在P_c'下可封隔的气柱高度；

步骤8、根据已有的封隔气柱高度划分标准对隔层微观封闭性等级进行评价。