[发明专利]非凝析气体吞吐三维物理模型的流体动态监测方法及系统

说明书

本发明提供了一种非凝析气体吞吐三维物理模型的流体动态监测方法及系统，方法包括：获取超声波在不同时刻穿过反应装置内第一区域后的首波时长和/或接收首波幅值与发送首波幅值；所述超声波的声波路径位于所述第一区域内；基于所述首波时长计算所述超声波的平均声速和/或基于所述接收首波幅值、发送首波幅值计算首波幅值差；根据所述平均声速和/或首波幅值差监测气腔的发育状况。基于超声波在不同介质中传播的基本理论，针对非凝析气体吞吐三维物理模拟过程，依据超声波在岩石骨架与不同流体中声速变化与幅值衰减，建立了注气开发三维物理模拟过程中流体动态监测，该方法能够指导室内注气开发实验过程中气体在密闭反应装置中动态可视化的实现。

技术领域

本发明涉及油田开发领域，具体涉及一种非凝析气体吞吐三维物理模型的流体动态监测方法及系统。

背景技术

在物理模拟实验以及岩心驱替实验中，孔隙内流体的识别与监测对研究提高采收率机理具有重要意义。通常可以采用电容法、电阻率法、CT成像技术、微波法等方法实时监测孔隙内流体饱和度的动态分布。电容法与电阻率法同属于插入式测量，需要将探头插入到实验装置内部，但是实验仪器内为高温高压环境同时需要优良的密闭性。CT法属于非侵入式方法，利用X射线对各种不同物质穿透能力的差别，生成被测物体内部流体分布的三维图像，能较准确、直观地展现内部流体分布，但是实验费用高，不适合频繁使用，且受穿透能力、射线防护的限制，对实验模型尺寸、实验材料、实验环境和实验流程有严格的限制。微波法利用微波通过不同物质的衰减特性，具有非侵入式、快速、安全等优点，但此法仅适用于低含水饱和度的情况，而在高饱和度时由于溶剂与吸收剂的相互作用，以及折光指数随饱和度变化而变化，测量结果常发生偏差，也不适用于含气的情况。

鉴于上述方法的不足，有学者提出针对物理模拟试验过程中流体的超声识别方法。该方法中，油层模型的制作需要利用填砂管模型测量出符合模拟模型孔渗要求的岩石粒度组成，并按此组成配置模型砂，充填物理模型。不锈钢管或有机玻璃管则用来模拟生产井与注入井不同的井型与完井方式。该方法主要应用于岩心驱替实验，同时局限于油水两相的流体识别，主要是对待测岩心模型进行驱油过程中，超声波为驱油的过程中向待测岩心模型发射的超声波并获取超声波透射过待测岩心模型的传播时长，待测岩心模型为注有石油的岩心模型，根据传播时长，确定待测岩心模型内流体的分布情况。

但是上述方法在注气提高采收率实验中具有很大的局限性，这种方法无论是在岩心驱替实验还是在三维物理模拟实验中，只可准确完成油气两相的动态监测，但是一旦考虑为油、气、水三相，这样的处理方法存在极大的误差。这种实现方法只测量声速一个变化参数，结合流体饱和度公式，只能求解出两个未知参数，所以在存在气体的实验中，为了识别气体通过将油与水考虑为液相来实现对气体的识别，由于此时对液相的识别通过平均的液相声速完成，所以对于气液相饱和度的分布计算十分不准确。因此，此方法很难满足室内注气三维物理模拟实验流体动态监测的要求。

发明内容

鉴于上述传统流体动态监测方法在油、气、水三相同时存在的情况下误差较大的问题，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非凝析气体吞吐三维物理模型的流体动态监测方法及系统。

依据本发明的一个方面，提供一种非凝析气体吞吐三维物理模型的流体动态监测方法，所述方法包括：

获取超声波在不同时刻穿过反应装置内第一区域后的首波时长和/或接收首波幅值与发送首波幅值；所述超声波的声波路径位于所述第一区域内；

基于所述首波时长计算所述超声波的平均声速和/或基于所述接收首波幅值、发送首波幅值计算首波幅值差；所述首波幅值差为接收首波幅值与发送首波幅值之差的绝对值；

根据所述平均声速和/或首波幅值差监测气腔的发育状况。

优选的，所述方法还包括：

根据第一区域的首波时长、发送首波幅值以及接收首波幅值获得在第一区域内各项流体饱和度；所述流体包括：油、气体、水；