[發明專利]界面表面活性劑的跟蹤方法

有效

• 申請號: 201810369420.5
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108920736B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 曹緒龍;戴濤;史敬華;于金彪;曹偉東;顧兆林;蘇軍偉;孫業恒;蔣小偉;張波
• 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勝利油田分公司勘探開發研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 崔曉艷

本發明提供一種界面表面活性劑的跟蹤方法，該界面表面活性劑的跟蹤方法包括：步驟1，采用體積分率方法跟蹤油水兩相運動界面的位置及變化；步驟2，采用角度測定算法找到界面上的最近點，完成擴展區域的構建和網格單元中心信息的獲取；步驟3，對擴展區域和油水相區域進行界面表面活性劑以及網格內部表面活性劑濃度的離散求解；步驟4，進行信息的交換更新。該界面表面活性劑的跟蹤方法無需對界面進行構建即可以實現界面上表面活性劑的運移，大大降低了模擬難度和計算量。

技術領域

本發明涉及油藏數值模擬理論研究技術應用領域，特別是涉及到一種界面表面活性劑的跟蹤方法。

背景技術

化學驅方法是三次采油提高采收率的主要方法，其中，表面活性劑是提高采收率幅度最大、適用面較廣、具有發展潛力的一種化學驅油劑。孔隙尺度的油藏模擬技術通過對表面活性劑空間分布及微觀過程進行模擬，可實現孔隙尺度微觀作用過程的定量化，有利于表面活性劑驅油的理論研究和驅油設計。這個過程中，對于界面上表面活性劑濃度的跟蹤主要存在三個問題，一是界面厚度太薄，界面存在于網格內部，并且沒有網格標識，所以不能對界面上的表面活性劑濃度進行直接跟蹤；二是表面活性劑僅沿著界面切向運動擴散，因此要求解界面上表面活性劑的濃度傳輸方程時需要將方程插值到面上進行離散，不能直接進行離散，這樣就可能需要對界面網格進行重建；三是界面始終處于運動狀態并且不斷發生變形。基于以上三個原因使得界面上的表面活性劑濃度的跟蹤難度非常大。目前對于孔隙尺度兩相界面上表面活性劑的準確跟蹤研究甚少。為此我們發明了一種新的界面表面活性劑的跟蹤方法，解決了以上技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種無需對界面進行構建即可以實現界面上表面活性劑的運移，大大降低了模擬難度和計算量的界面表面活性劑的跟蹤方法。

本發明的目的可通過如下技術措施來實現：界面表面活性劑的跟蹤方法，該界面表面活性劑的跟蹤方法包括：步驟1，采用體積分率方法跟蹤油水兩相運動界面的位置及變化；步驟2，采用角度測定算法找到界面上的最近點，完成擴展區域的構建和網格單元中心信息的獲取；步驟3，對擴展區域和油水相區域進行界面表面活性劑以及網格內部表面活性劑濃度的離散求解；步驟4，進行信息的交換更新。

本發明的目的還可通過如下技術措施來實現：

在步驟1中，通過在整個網格區域上計算網格中的某種流體占據網格單元的體積分數來確定界面的位置，重新對網格中的界面進行重構后，網格中界面的形狀是一個多邊形。

在步驟2中，首先，找到擴展單元網格中心在界面多邊形上的投影點；然后，判斷擴展單元網格中心的投影點的位置是否在界面多邊形的內部；最后，找到最近點。

在步驟2中，采用幾何水平集方法來完成距離場的求解

在步驟2中，幾何水平集方法求解距離的過程中，首先進行初始距離函數的構造，然后找到界面上距離擴展網格單元中心的最近點，最終求解出擴展單元網格中心到界面上最近點的距離。

在步驟3中，對擴展區域和油水相區域進行界面表面活性劑以及網格內部表面活性劑濃度跟蹤，對方程在任意非結構化網格下利用有限體積方法進行離散，并使用預條件共軛梯度方法進行求解。

在步驟4中，信息交換集中在以下三個時刻：求解界面上表面活性劑濃度之前；求解油水相中表面活性劑濃度之前；求解動量方程之前。

在步驟4中，求解界面上表面活性劑濃度之前進行的信息交換更新包括：界面上表面活性劑濃度的更新；界面上速度的更新；界面上的表面活性劑的背景濃度更新。

在步驟4中，求解油水相中表面活性劑濃度之前進行的信息交換更新包括：計算由吸附和解吸導致的傳質過程的界面傳質通量。

在步驟4中，求解動量方程之前進行的信息交換更新包括：更新由于界面上表面活性劑濃度變化引起的表面張力系數的改變，以及表面活性劑濃度梯度進而導致的界面切向力。