(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210814662.7 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 中国石油大 学 （北京） 地址 102249 北京市昌平区府学路18号 (72)发明人 贾新峰　庞占喜　朱清源　郭二鹏　 王康康　张亚飞　熊健　吴克柳　 李靖　东晓虎　彭岩　冯东　 陈掌星　 (74)专利代理 机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 专利代理师 任文娟 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 17/11(2006.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 稠油油藏泡沫油数值模拟方法、 装置、 介质 及设备 (57)摘要 本发明涉及一种稠油油藏泡沫油数值模拟 方法、 装置、 介质及设备， 方法包括： 基于泡沫油， 设定假设条件， 假设条件之一为泡沫油作为拟单 相； 设定泡沫油和连续气 的流体运动方程； 设定 泡沫油的物 性参数计算方法； 设定溶解气逸出形 成分散气泡、 分散气泡聚并形成连续气的时变动 态传质速率； 建立泡沫油的两相四组分渗流数学 模型； 给定稠油油藏的初始条件和边界条件， 并 离散两相四组分渗流数学模型； 对离散的两相四 组分渗流数学模 型进行全隐式求解， 得到稠油油 藏内各个网格未知量分布以及井产量。 该方法更 符合稠油油藏泡沫油的真实渗流情况， 为稠油油 藏泡沫油数值模拟提供了新的理论依据。 权利要求书3页 说明书15页 附图3页 CN 115114828 A 2022.09.27 CN 115114828 A 1.一种稠油 油藏泡沫油数值模拟方法， 其特 征在于， 包括： 基于泡沫油， 设定假设条件， 假设条件为： 泡沫油作为拟单相， 含有三种组分： 脱气油、 溶解气和分散气泡， 其中， 脱气油和溶解气的混合物为稀释油， 泡沫油中分散气泡的流速与 稀释油相同； 分散气泡聚并形成连续气， 此时流体分为两相： 泡沫油和连续气， 忽略泡沫油 中稀释油和分散气泡的界面张力， 忽略泡沫油和连续气的界面张力； 忽略岩石 可压缩性， 并 认为流体服从恒温达西流动； 设定泡沫油和连续气的流体运动方程； 设定泡沫油的物性 参数计算方法； 设定溶解气逸出 形成分散气泡、 分散气泡聚并形成连续气的时变动态传质速率； 基于设定的流体运动方程、 物性参数计算方法 以及溶解气逸出形成分散气泡、 分散气 泡聚并形成连续气的传质速率， 建立 泡沫油的两相四组分渗 流数学模型； 给定稠油 油藏的初始条件和边界条件， 并离 散两相四组分渗 流数学模型； 对离散的两相四组分渗流数学模型进行全隐式求解， 得到稠油油藏内各个网格未知量 分布以及井产量。 2.根据权利要求1所述的稠油油藏泡沫油数值模拟方法， 其特征在于， 设定流体运动方 程， 具体如下： 泡沫油和连续气的运动方程 服从达西定律： 式中， p为压力变量； ρfo、 ρfg分别为泡沫油和连续气的密度； H为深度； g为重力加速度； vfo、 vfg分别为泡沫油和连续气的渗流速度； μfo、 μfg分别为泡沫油和连续气的粘度； Krfo、 Krfg 分别为泡沫油和连续气的相对渗透率； K为 绝对渗透率； 为哈密尔顿算子 。 3.根据权利要求2所述的稠油油藏泡沫油数值模拟方法， 其特征在于， 设定泡沫油的物 性参数计算方法， 具体如下： 泡沫油的密度由脱气油、 溶解气、 分散气泡的密度和质量分数决定： 式中， xdo、 xsg、 xdg分别为脱气油、 溶解气、 分散气泡的质量分数； ρdo、 ρsg、 ρdg分别为脱气 油、 溶解气、 分散气泡的密度； 分散气泡密度根据气体状态方程计算， 脱气油密度、 溶解气密度由其等温压缩系数决 定： 式中， pr为参考压力； 和 代表参考压力 下脱气油和溶解气的密度； Cdo、 Csg分别为权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115114828 A 2脱气油和溶解气的等温压缩系数。 4.根据权利要求3所述的稠油油藏泡沫油数值模拟方法， 其特征在于， 设定溶解气逸出 形成分散气泡、 分散气泡聚并形成连续气的时变动态传质速率， 具体如下： Rsg→dg＝Fsg→dgφsfofocsupMsg×10‑3 Rdg→fg＝Fdg→fgφsfofdgρdg 式中， Rsg→dg和Rdg→fg分别代表溶解气向分散气泡、 分散气泡向连续气的传质速率； Fsg→dg 和Fdg→fg为反应速率常数； csup为过饱和浓度； fo和fdg分别为泡沫油中稀释油和分散气泡的 体积分数； φ为 孔隙度； Msg为溶解气摩尔质量； sfo为泡沫油饱和度； 稀释油粘度越小， 扩散系数越大， 气泡的转化和生长速度越快， 故Fsg→dg为稀释油粘度的 函数： 低粘度稀释油对分散气泡的粘滞力较小， 束缚能力较差， 故分散气泡更易聚并， 此外， 分散气泡体积分数较小时不易聚并， 因此， Fdg→fg为考虑稀释油粘度和分散气泡体积分数的 函数： 式中， Fsg→dg_base和Fdg→fg_base为反应速率常数基数项； μdo为脱气油粘度； μo为稀释油粘 度； fdg为泡沫油中分散气泡体积分数； m， n代 表相关度。 5.根据权利要求4所述的稠油油藏泡沫油数值模拟方法， 其特征在于， 建立泡沫油的两 相四组分渗 流数学模型， 具体如下： 根据质量守恒， 推导出两相四组分连续 性方程： 脱气油： 溶解气： 分散气泡： 连续气： 式中， qfo、 qfg分别为泡沫油相和连续气的出口端产量； D为溶解气在稀释油中的扩散系 数； c为溶解气在稀释油中的质量浓度； sfg为连续气饱和度。 6.一种稠油 油藏泡沫油数值模拟装置， 其特 征在于， 包括： 第一处理单元， 用于基于泡沫油， 设定假设条件， 假设条件为： 泡沫油作为拟单相， 含有权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115114828 A 3