[發明專利]一種針對流體加熱油頁巖原位開采的模擬預測方法

有效

• 申請號: 201610824688.4
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN107818188B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 牛駿;蘇建政;龍秋蓮;王益維;張汝生;孟祥龍;汪友平;高媛萍;郭鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建

1.一種針對流體加熱油頁巖原位開采的模擬預測方法，其特征在于，所述方法包括：

建立干酪根熱解化學反應模型；

確定所述干酪根熱解化學反應模型中的未知數；

建立用于模擬所述未知數變化的油頁巖原位開采模型；

對所述油頁巖原位開采模型進行數值求解以進行流體加熱油頁巖原位開采的模擬預測；

其中，干酪根熱解化學反應模型包括的未知數為

x＝(p_j,S_j,C_s,X_ij,T)，

式中，X_ij為i組分在j相中的摩爾分數，p_j為j相壓力，S_j為j相飽和度，C_s為干酪根濃度，T為溫度；

其中，建立用于模擬所述未知數變化的油頁巖原位開采模型，包括，分別建立質量守恒方程、能量守恒方程以及相平衡計算方程；

其中，質量守恒方程為

式中，i＝CO₂、IC₂、IC₁₃或IC₃₇，j＝g或o，是孔隙度，ξ_j是j相摩爾密度，X_ij代表i組分在j相中的摩爾分數，u_j表示j相速度，r_k表示第k個化學反應的反應速率，v_ij,k是j相中的i組分在第k個反應的系數，表示注入井或采出井處j相的注入或采出量；

其中，能量守恒方程為

式中，U_j為j相的內能，ρ_s是干酪根的密度，c_s是干酪根的熱容，k是熱傳導率，H_j為j相的焓；

其中，相平衡計算方程為f_ig＝f_io，

式中，f表示逸度，f_ig指氣相中組分i的逸度，f_io指油相中組分i的逸度；

其中，逸度的表達式為

式中，X_ij為i組分在j相中的摩爾分數，p為壓力，為逸度系數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，建立干酪根熱解化學反應模型，其中，引入擬組分用于表征干酪根裂解形成的油氣產物。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，建立質量守恒方程，其中，以干酪根為固體不存在流動為依據對所述質量守恒方程進行簡化。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，建立能量守恒方程，其中，能量變化包括高溫流體攜帶熱量與巖體系統進行熱量的傳遞和交換、化學反應涉及到的熱能量、注入井帶入的能量以及產出井帶出的能量。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，建立能量守恒方程，其中，采用經驗計算公式計算焓，所述經驗計算公式為

H_i＝H_ai+H_biT+H_ciT²+H_diT³+H_eiT⁴+H_fiT⁵，

式中，H為焓，T為溫度，下角標ai、bi、ci、di、ei、fi表示對于i組分，計算焓時需要的6個常數。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，建立相平衡計算方程，其中，在計算過程中依據各位置的溫度值調整孔隙度和滲透率值。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，使用通過實驗測量得出的油頁巖孔隙度和滲透率隨加熱溫度變化結果進行差值計算。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述油頁巖原位開采模型進行數值求解，其中，使用基于積分方程的有限體積方法以及全隱式格式對方程組進行離散。

9.一種基于權利要求1-8中任一項所述方法的流體加熱油頁巖原位開采注入量調控方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取地面注入設備的承受壓力；

基于模擬預測計算小于最大注入量的不同注入量下的注入壓力；

根據所述地面注入設備的承受壓力以及不同注入量下的注入壓力計算結果對所述地面注入設備的注入量進行調控。