[發(fā)明專利]一種碳酸鹽巖酸壓后基質(zhì)滲透率計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010804815.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN111963158B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾凡輝;張濤;楊杰;郭建春;王道成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B43/27;G06F30/20
• 代理公司: 合肥方舟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34158
• 代理人: 朱榮

1.一種碳酸鹽巖酸壓后基質(zhì)滲透率計(jì)算方法，包括以下步驟：

1)收集儲(chǔ)層巖石力學(xué)參數(shù)、儲(chǔ)層氣體性質(zhì)參數(shù)，以及酸壓后毛管和裂縫參數(shù)；

2)根據(jù)高溫高壓儲(chǔ)層真實(shí)氣體效應(yīng)，建立天然氣在基質(zhì)流動(dòng)過程中粘度動(dòng)態(tài)變化方程；

3)建立考慮應(yīng)力敏感的毛管孔徑和次生微裂縫縫寬的動(dòng)態(tài)變化計(jì)算模型；

4)基于天然氣在毛管和裂縫中的受力平衡關(guān)系，考慮啟動(dòng)壓力梯度和束縛水膜，分別建立天然氣在毛管和裂縫中的流量方程；

5)引入分形理論，建立毛管和裂縫在多因素影響下的總流量計(jì)算方程；結(jié)合廣義達(dá)西定律，將碳酸鹽巖酸壓后近裂縫面處理為毛管-裂縫雙重孔隙介質(zhì)滲流模型，建立碳酸鹽巖酸壓后基質(zhì)滲透率計(jì)算模型；

K＝K_m+K_f

式中，K為碳酸鹽巖酸壓后基質(zhì)滲透率，mD；K_m，毛管滲透率，mD；K_f，裂縫滲透率，mD；D_f為毛管分形維數(shù)，無(wú)因次；D_T為迂曲度分形維數(shù)，無(wú)因次；λ_gmax為毛管最大直徑，μm；λ_gmin為毛管最小直徑，μm；β為離散后第i段最小管徑與最大管徑之比，無(wú)因次；Δλ為離散步長(zhǎng)，m；I為離散段數(shù)，無(wú)因次；

γ為長(zhǎng)度比，無(wú)因次；m為分叉級(jí)數(shù)，無(wú)因次；θ為分形分叉角，°；n為分叉數(shù)，無(wú)因次；m為分叉級(jí)數(shù)，無(wú)因次；

s_wi為束縛水飽和度；l₀為裂縫長(zhǎng)度；α為樹狀分形寬度比；a₀為考慮縫寬動(dòng)態(tài)變化的原始最大縫寬。

2.如權(quán)利要求1所述的碳酸鹽巖酸壓后基質(zhì)滲透率計(jì)算方法，所述步驟1)收集參數(shù)具體包括儲(chǔ)層巖石力學(xué)參數(shù)包括儲(chǔ)層巖石壓縮系數(shù)、儲(chǔ)層巖石楊氏模量和泊松比；儲(chǔ)層氣體性質(zhì)參數(shù)包括儲(chǔ)層壓力、儲(chǔ)層溫度、氣體摩爾質(zhì)量、氣體分子密度、理想氣體黏度；酸壓后毛管參數(shù)包括基質(zhì)孔隙度、迂曲度、毛管最大孔徑、毛管最小孔徑；酸壓后裂縫參數(shù)包括酸壓后次生微裂縫的初始縫寬、微裂縫縱橫比。

3.如權(quán)利要求1所述的碳酸鹽巖酸壓后基質(zhì)滲透率計(jì)算方法，所述步驟3)中毛管孔徑的計(jì)算模型為：

式中，r為地層壓力下的孔徑，m；r₀為大氣壓下的孔徑，m；pe為地層壓力，MPa；p₀為大氣壓力，MPa；s，q為實(shí)驗(yàn)常數(shù)；

次生微裂縫縫寬的動(dòng)態(tài)變化計(jì)算模型為：

a₀＝a+△a₀

式中，a₀為考慮縫寬動(dòng)態(tài)變化的原始最大縫寬，m；a為不考慮縫寬動(dòng)態(tài)變化的原始最大縫寬，m；Δa₀為考慮縫寬動(dòng)態(tài)變化的縫寬變化量，m；

c_f為裂縫壓縮系數(shù)，MPa^-1；p_p為地層壓力，MPa；p_p0為初始地層壓力；p_ob為上覆巖石壓力，MPa；p_ob0為初始上覆巖石壓力，MPa；l₀為最大縫長(zhǎng)，m；E為彈性模量，MPa；ν為泊松比，無(wú)量綱。

4.如權(quán)利要求1所述的碳酸鹽巖酸壓后基質(zhì)滲透率計(jì)算方法，其中步驟4)中建立流量方程包括：

單毛管流量方程為：

式中，q_m物理意義；λ為毛管半徑，m；δ為毛管束縛水膜厚度，m；v為氣體流速，m/s；△p為毛管兩端壓差，MPa；s_wi為束縛水飽和度，％；l_t為毛管真實(shí)長(zhǎng)度，m；η₀為極限剪切應(yīng)力，Pa；

其中單條裂縫流量方程為：

式中，q₀物理意義；δ為毛管束縛水膜厚度，m；a₀為考慮縫寬動(dòng)態(tài)變化的原始最大縫寬，m；r為縱橫比，無(wú)量綱；l₀為裂縫長(zhǎng)度，m。