[发明专利]基于跨尺度多流动空间气体传输机制的CO2

权利要求书

1.基于跨尺度多流动空间气体传输机制的CO₂强化页岩气藏开发动态仿真方法，其特征在于，包括如下过程：

通过多组分多相三维数值模拟器建立双孔/双渗数值模型，采用局部网格加密技术对水力裂缝进行对数间隔加密，从而建立起页岩储层中基质、自然裂缝及水力裂缝流动空间，然后基于真实气体的密度、真实粘度及分子量分别计算甲烷的密度、粘度及分子量及多组分天然气的密度、粘度及分子量，从而计算出相应的甲烷的表观渗透率及多组分天然气的表观渗透率，给定平均孔隙半径及预设压力区间，绘制出甲烷渗透率校正因子随压力的变化关系及多组分天然气渗透率校正因子随压力的变化关系，多组分多相三维数值模拟器在各时间步基于计算出来的压力调用相应的天然气渗透率校正因子，对达西本构进行修正，利用修正后的达西本构进行CO₂强化页岩气藏开发动态仿真。

2.根据权利要求1所述的基于跨尺度多流动空间气体传输机制的CO₂强化页岩气藏开发动态仿真方法，其特征在于，所述多组分天然气中的包括甲烷和二氧化碳，在模拟仿真的过程中，刚开始页岩气藏泄压衰歇式开发，气体组分为100％的甲烷，此时使用甲烷渗透率校正因子，在衰竭开发一段时间后，注入二氧化碳，由于二氧化碳的注入，气体组分为甲烷和二氧化碳混合物，这时使用多组分渗透率校正因子。

3.根据权利要求1所述的基于跨尺度多流动空间气体传输机制的CO₂强化页岩气藏开发动态仿真方法，其特征在于，真实单组分气体粘度μ_real为：

真实多组分天然气粘度μ_{real，mixture}为：

μ_{real，mixture}＝m₁μ_r，1+m₂μ_r，2+…+m_iμ_r，i+…+m_n-1μ_r，n-1+m_nμ_r，n

其中：μ为理想气体粘度；A₁、A₂、A₃为粘度拟合系数；T_r为对比温度；P_r为对比压力；m_i为多组分天然气中组分i的摩尔分数，i取1，2，3……n；μ_r，i为多组分天然气中组分i的真实粘度。

4.根据权利要求1所述的基于跨尺度多流动空间气体传输机制的CO₂强化页岩气藏开发动态仿真方法，其特征在于，真实多组分天然气的分子量M_real为：

M_mul＝m₁M₁+m₂M₂+…+m_iM_i+…+m_n-1M_n-1+m_nM_n

其中，m_i为多组分天然气中组分i的摩尔分数，i取1，2，3……n；M_i为多组分天然气中组分i的分子量。

5.根据权利要求1所述的基于跨尺度多流动空间气体传输机制的CO₂强化页岩气藏开发动态仿真方法，其特征在于，表观渗透率k_a为：

其中：μ为气体粘度；ρ_avg为气体平均密度；P_avg为毛管中的平均压力；R为气体常数；α为切向动量调节系数；T为温度；M为气体分子量；r_p为孔隙半径。

6.根据权利要求1所述的基于跨尺度多流动空间气体传输机制的CO₂强化页岩气藏开发动态仿真方法，其特征在于，达西渗透率k为：

其中，r_p为孔隙半径。

7.根据权利要求1所述的基于跨尺度多流动空间气体传输机制的CO₂强化页岩气藏开发动态仿真方法，其特征在于，渗透率校正因子β为：

其中，k为达西渗透率，k_a为表观渗透率。