[發明專利]一種壓裂油藏CO2

在審

• 申請號: 202010926532.3
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN114154430A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 楊勇;張世明;張慶福;張傳寶;李友全;郭祥;王曉敏;王杰;王麗娜;韓鳳蕊
• 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: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;E21B43/16;E21B43/26;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: 劉亞寧

本發明涉及低滲透油藏CO₂驅提高采收率數值模擬的領域，特別涉及一種壓裂油藏CO₂驅油流動模擬方法。所述方法包括以下步驟：確定壓裂產生的人工大裂縫位置及微裂縫區域，建立壓裂油藏幾何模型；建立混合模型表征不同尺度裂縫，進行網格剖分，形成網格系統；建立組分模型描述CO₂驅油過程，對其中的組分予以考慮，描述相態變化及CO₂和原油的混相機理；制定求解方案，求解復雜的壓裂油藏組分模型，使得模擬過程穩定。本發明方法在模擬CO₂驅油流動過程的同時，既能準確描述人工大裂縫，也能描述壓裂或注氣過程中產生的小裂縫，克服了以上所述現有的壓裂油藏CO₂驅油方法面臨的困難。

技術領域

本發明涉及低滲透油藏CO₂驅提高采收率數值模擬的領域，特別涉及一種壓裂油藏CO₂驅油流動模擬方法。

背景技術

CO₂驅油是最具優勢和潛力的低滲透油藏提高石油采收率技術，CO₂驅油技術的發展對有效開采低滲透油藏，確保我國石油產量的穩定增長，維護我國石油安全具有重要意義。

然而在實施CO₂驅油的過程中會難以避免的遇到裂縫。首先，裂縫作為最小的地質構造在地殼中分布廣泛，幾乎所有的油藏中都存在不同規模的裂縫。據不完全統計，世界上裂縫性油藏約占已探明總儲量的一半；在我國，已探明的裂縫性油藏地質儲量占總探明儲量的28％以上。而且，在中低滲透油藏的開采過程中，為提高采油井的采油能力或注入井的注水(注氣)能力，往往會進行人工壓裂，人工壓裂會產生不同尺度的壓裂裂縫。一方面，在壓裂過程中，除了大尺度壓裂裂縫，也會產生眾多小尺度的裂縫；而且在注水注氣的過程中，注入壓力偏大時也會產生眾多小尺度的裂縫。壓裂產生的裂縫會顯著影響CO₂驅油過程中的壓力分布，組分分布及飽和度分布等。因此在進行壓裂時，需要考慮壓裂規模，壓裂裂縫的尺度，數量，方位等對CO₂驅油效果的影響。

對于裂縫對CO₂驅油影響的探索，油藏流動的模擬成為探索油藏的重要方式，目前，主要有基于雙重介質、等效連續介質和離散裂縫三種流動數學模型，雙重介質模型認為介質中存在兩個平行的滲流系統：裂縫系統為主要流動通道，基巖系統為儲集空間，模型在一定程度上刻畫出了裂縫優先流特點；等效連續介質模型將整個介質視為一個連續系統，通過等效參數來表征其非均質性；離散裂縫模型則對每條裂縫予以顯示表征和模擬，計算精度高、擬真性好。

但是基于雙重介質模型假設裂縫系統呈均勻網絡狀分布，不能真實地反映裂縫的隨機性和多尺度性，不適用于裂縫性油藏的精細流動模擬，等效連續介質模型的理論基礎為尺度升級理論，本質上是對數學模型進行降階處理，升級后的大尺度模型人為地抹平了介質的強非均質性和多尺度性，過于宏觀簡化，不能捕捉小尺度流動特征。離散裂縫模型則對每條裂縫予以顯示表征和模擬，計算精度高、擬真性好，但網格剖分復雜。

對于人工壓裂產生的主要的大裂縫，裂縫尺度大，且裂縫相對是孤立，此時雙重介質膜模型不能準確反映裂縫對CO₂驅油的影響，因此采用離散裂縫模型予以表征。然而基于非結構化網格剖分的離散裂縫模型在裂縫較多時存在計算量大的問題，難以推廣至實際應用。對于壓裂或注氣產生的眾多微裂縫，如果采用離散裂縫模型表征，會導致表征困難，計算量大。雙重介質模型對于這種微裂縫具有較好的模擬效果，但是雙重介質模型只考慮相互裂縫中的流動及基巖塊與周圍裂縫之間流動，忽略了基巖內部的流動過程。對于CO₂驅油這種多相多組分的流動過程，該模型的描述不夠精確。因此，需要尋求一種能夠同時準確高效的表征人工大裂縫和微裂縫，同時便于和組分模型耦合的模型，構建壓裂油藏CO₂驅油模擬方法。

發明內容