(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111288640.3 (22)申请日 2021.11.02 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114033343 A (43)申请公布日 2022.02.11 (73)专利权人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 (72)发明人 陈黎　朱晓飞　韦航凯　王梓　 陶文铨　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 覃婧婵 (51)Int.Cl. E21B 43/16(2006.01) E21B 43/34(2006.01) E21B 47/00(2012.01)E21B 47/06(2012.01) G06F 30/27(2020.01) G06Q 50/02(2012.01) (56)对比文件 CN 103544361 A,2014.01.2 9 CN 111353227 A,2020.0 6.30 CN 102648425 A,2012.08.2 2 CN 111852417 A,2020.10.3 0 US 201010 6472 A1,2010.04.2 9 王明等.高温高压 CO_2/水交替 微观驱油机 制及运移特 征. 《科技 导报》 .2014,第32卷(第3 6 期),第80 -85页. 武守亚等.基于侵入水影响的二氧化 碳埋存 量计算方法. 《石油工程建 设》 .2016,(第04期), 第18-22页. 审查员 肖茵 (54)发明名称 高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔 隙尺度仿真方法 (57)摘要 公开了高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋 存的孔隙尺度仿真方法， 方法中， 构建具备通道 特性的微观结构数值模型， 其中， 选取半径rc、 x 方向颗粒间距lx， y方向颗粒间距ly的圆形固体 颗粒形成均质的多孔介质结构， 在rc、 lx、 ly原本 值的基础上施加扰动以增强多孔介质结构的非 均质性， 封堵多孔介质结构的孔隙通道形成具备 通道特性的微观结构数值模型； 初始化一次水驱 石油开采后的地质油藏的油水两相分布； 基于微 观结构数值模 型和油水两相分布， 仿真二氧化碳 注入一次水驱石油开采后的地质油藏 以及油水 两相排出， 注入速率恒定且气体注入量不断增 加， 新注入的气相推动系统内原有油水两相排出 地质油藏， 实现驱油和封存双重目标。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114033343 B 2022.08.09 CN 114033343 B 1.一种高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔隙尺度仿真方法， 其特征在于， 其包 括以下步骤： 第一步骤， 构建具备通道特性的微观结构数值模型， 其中， 选取半径rc、 x方向颗粒间距 1x， y方向颗粒间距1y的圆形固体颗粒形成均质的多孔介质结构， 在rc、 1x、 1y原本值的基础上 施加扰动以增强所述多孔介质结构的非均质性， 封堵所述多孔介质结构的孔隙通道形成具 备通道特性的微观结构数值模型； 第二步骤， 初始化一 次水驱石油开采后的地质油藏的油水两相分布， 其中， 所述地质油 藏确定的含水率为φ， 识别所述多孔介质结构内孔隙格点， 在每个格点内产生大小在0 ‑1之 间的随机数Rf， 当Rf＜φ时， 所述孔隙格点被水相占据， 设置该点水相密度ρw＝1， 油相密度 ρo＝0， 当Rf≥φ时， 该孔隙格点被油相占据， 设置该点水相密度ρw＝0， 油相密度ρo＝1， 形成 确定含水率下的油水两相分布， 第三步骤， 基于微观结构数值模型和油 水两相分布， 仿真二氧化碳注入一次水驱石油 开采后的地质油藏以及油水两相排出， 其中， 设置进 出口及其边界条件， 进口处密度分布 为 气相密度ρg＝1， 水相密度ρw＝0， 油相密度ρo＝0， 设置进口速度边界， 进口速度保持恒定以 实现恒定速率注入CO2， 出口处均为水相， 出口处密度分布为气相密度ρ g＝0， 水相密度ρw＝ 1， 油相密度ρo＝0， 速度均为0， 出口边 界条件设置为自由出流， 注入速率恒定且气体注入量 不断增加， 新注入的气相推动系统内原有油水两相排出所述地质油藏， 实现驱油和 二氧化 碳地质封存双重目标。 2.根据权利要求1所述的一种高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔隙尺度仿真方 法， 其特征在于， 第一步骤中， 施加扰动时， 生成控制半径扰动大小随机数R1和控制半径缩 放概率随机数R2， 当R2小于0.5时， 颗粒半径r增大至rc+δr×R1， 当R2大于等于0.5时， 颗粒半 径r减小至rc‑δr×R1， δr表示半径方向的最大扰动大小， 同样地对x方向颗粒间距1x和y方向 颗粒间距1y分别施加 ±δx、±δy的扰动， 对添加 扰动后的微观结构数值模型进行遍历， 寻找 固体颗粒点， 在其周围横向、 纵向、 斜向共8个方向搜寻距离为δ 的格点A， 若格点A 为固体， 则 将原本固体颗粒点到格点A的路径均设置为固体， 若格点A 为孔隙点， 则不改变原本的结构， 重复遍历2 ‑3遍得到具 备通道特性的微观结构数值模型。 3.根据权利要求1所述的一种高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔隙尺度仿真方 法， 其特征在于， 第二步骤， 对油水两相进 行团聚与分离过程计算， 对油水两相施加x轴正方 向大小为F的外力， 作用时间为第二步骤计算总时间的一半T/2， 在外力F的作用下， 油水两 相流体均沿x轴正方向流动， 加速同相流体汇聚过程， T/2时， 流体沿x轴方向横向拉长， 出现 水油界面， 去除外力F， 继续进行后T/2的计算， 流体流动过程满足如下连续方程及动量方 程： 其中， u是流体速度， p是流体压力， ρ是流体密度， υ是流体运动粘度， 指对时间求偏 导， 指哈密顿算子， 上标T表示矩阵转置， 计算得到同组分团聚、 不同组分相界面清晰的油 水两相分布。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114033343 B 24.根据权利要求1所述的一种高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔隙尺度仿真方 法， 其特征在于， 第三步骤， 采用孔隙尺度数值模拟方法对三相流动过程进行模拟， 其中各 相的粘度、 润湿性、 界面张力物性 参数均可实现实时调节， 以区分不同组分的流体。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114033343 B 3