一种用于计算液滴流动临界驱动压力的方法、系统及存储介质与流程

    专利查询2026-01-30  2


    本发明属于油田开发,尤其是涉及一种用于计算液滴流动临界驱动压力的方法、系统及存储介质。


    背景技术:

    1、在油田开发中后期,储层中原油因长期开采而滞留在局部低渗部位,多以油滴、油膜等形式存在。目前的后期增产措施中,通过表面活性剂、乳化剂、泡沫等驱替残余油是常用的一些手段,而这些驱替试剂本身或与原油接触后会在储层多孔介质中形成液滴。因此,要进一步挖潜滞留原油、发挥增产效果,就必须明确多孔介质中油(液)滴的流动特征,尤其是驱动压力条件。所以,开展液滴渗流驱动压力计算方法研究十分重要。

    2、现阶段,现有技术在分析地下储层多孔介质中液滴渗流驱动压力时,大多以达西定律为基础展开。然而,达西定律表征的是渗流的宏观统计规律,并不能反映其微观孔隙结构特征,尤其是不能考虑孔喉的迂曲特征。但是,根据柯西-卡曼尔毛管数模型,液体在多孔介质中的流动阻力和孔隙的迂曲程度直接相关。现有的渗流驱动压力计算模型考虑该影响参数的较少,即便考虑了,实际上也是将该参数视为一固定值加以修正。实际上,这种孔喉迂曲特征是随着储层特征而变化的。显然,目前这种做法在计算实际储层中液滴流动所需的驱动压力时存在一定的误差。


    技术实现思路

    1、为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种用于计算液滴流动临界驱动压力的方法,包括:根据储层自身及储层中迂曲孔隙通道内所形成液滴的特征参数,对运移过程中液滴在通道内不同位置所形成的受阻状态进行分析,并计算形成受阻状态时液滴所受到的来自迂曲孔隙通道的内壁的法向力,其中,所述受阻状态在液滴直径大于运移宽度时形成,所述运移宽度为通道内壁上关于通道轴线对称的点位之间的距离;根据内壁法向力和储层及液滴特征参数,确定当前液滴所受到的来自所述迂曲孔隙通道内壁的摩擦力,并根据所述摩擦力和当前液滴的横截面面积,得到液滴流动临界驱动压力。

    2、优选地,在计算内壁法向力的过程中,包括:基于赫兹接触理论,确定形成所述受阻状态时液滴所具有的弹性体接触特征,从而根据所述弹性体接触特征对所述内壁法向力进行计算,其中,利用液滴压缩值对所述弹性体接触特征进行表征,并利用如下表达式计算所述法向力:

    3、

    4、其中,n表示内壁法向力,e1表示储层的弹性模量,e2表示液滴的体积弹性模量,v1表示储层的泊松比,v2表示液滴的泊松比,r表示液滴半径,α表示液滴压缩值。

    5、优选地,根据发生所述受阻状态时所述迂曲孔隙通道内壁与所述液滴相接触的任一点位所对应的所述运移宽度和所述迂曲孔隙通道的通道宽度,获得所述液滴压缩值,其中,利用如下表达式计算所述液滴压缩值:

    6、

    7、其中,x表示运移宽度,d表示通道宽度,τ表示迂曲孔隙通道的迂曲度。

    8、优选地,将所述摩擦力作为液滴流动的最小驱动力,并利用如下表达式计算所述液滴流动临界驱动压力:

    9、pd=fd/w

    10、其中,pd表示液滴流动临界驱动压力,fd表示最小驱动力,w表示液滴横截面积。

    11、优选地,所述方法还包括:所述液滴横截面积基于所述储层及液滴特征参数中的迂曲孔隙通道的通道宽度和迂曲度而计算得到,其中,利用如下表达式计算所述液滴横截面积:

    12、

    13、其中,w表示液滴横截面积,x表示运移宽度,d表示通道宽度,τ表示迂曲孔隙通道的迂曲度。

    14、优选地,所述储层及液滴特征参数包括但不限于:储层的弹性模量及泊松比、液滴的体积弹性模量及泊松比、液滴半径、所述迂曲孔隙通道的通道宽度及迂曲度、以及液滴与所述迂曲孔隙通道的内壁面之间的摩擦系数。

    15、优选地,所述方法还包括:分别利用经验关系法、数值模拟法和理论解析法计算出不同的储层迂曲度数据,并通过分析对比每个储层迂曲度数据筛选最佳迂曲度作为所述储层及液滴特征参数中的迂曲度。

    16、本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其包含用于计算液滴流动临界驱动压力的方法步骤的一系列指令。

    17、另一方面,本发明还提供了一种用于计算液滴流动临界驱动压力的系统,所述系统包括如下模块:法向力分析模块,其用于根据储层自身及储层中迂曲孔隙通道内所形成液滴的特征参数,对运移过程中液滴在通道内不同位置所形成的受阻状态进行分析,并计算形成受阻状态时液滴所受到的来自迂曲孔隙通道的内壁的法向力,其中,所述受阻状态在液滴直径大于运移宽度时形成,所述运移宽度为通道内壁上关于通道轴线对称的点位之间的距离;驱动压力计算模块,其用于根据内壁法向力和储层及液滴特征参数,确定当前液滴所受到的来自所述迂曲孔隙通道内壁的摩擦力,并根据所述摩擦力和当前液滴的横截面面积,得到液滴流动临界驱动压力。

    18、优选地,所述系统还包括:迂曲度优选模块,其用于分别利用经验关系法、数值模拟法和理论解析法计算出不同的储层迂曲度数据,并通过分析对比每个储层迂曲度数据筛选最佳迂曲度作为所述储层及液滴特征参数中的迂曲度。

    19、与现有技术相比,上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果:

    20、本发明提出了一种用于计算液滴流动临界驱动压力的方法、系统及存储介质。该方法根据储层自身的特征参数明确储层中迂曲孔隙通道所具有的孔喉迂曲特征,并结合迂曲孔隙通道内所形成液滴的特征参数,得到运移过程中液滴的在通道内不同位置的受阻情况,进而结合对应位置的受阻情况分析液滴的受阻状态,以获得形成受阻状态时液滴所受到的来自迂曲孔隙通道的内壁的法向力,最终利用内壁法向力和储层及液滴特征参数,结合当前液滴的横截面面积,得到液滴流动临界驱动压力。本发明解决了现有渗流液滴流动临界驱动压力计算模型由于未有效考虑孔喉迂曲特征对渗流液滴流动临界驱动压力的影响,而导致所获得的液滴流动临界驱动压力与实际存在较大误差的问题,得到了渗流过程中更符合实际的液滴驱动力和液滴流动临界驱动压力。

    21、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。



    技术特征:

    1.一种用于计算液滴流动临界驱动压力的方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在计算内壁法向力的过程中,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据发生所述受阻状态时所述迂曲孔隙通道内壁与所述液滴相接触的任一点位所对应的所述运移宽度和所述迂曲孔隙通道的通道宽度,获得所述液滴压缩值,其中,利用如下表达式计算所述液滴压缩值:

    4.根据权利要求1~3中任一项所述的方法,其特征在于,将所述摩擦力作为液滴流动的最小驱动力,并利用如下表达式计算所述液滴流动临界驱动压力:

    5.根据权利要求1~4中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    6.根据权利要求1~5中任一项所述的方法,其特征在于,所述储层及液滴特征参数包括但不限于:储层的弹性模量及泊松比、液滴的体积弹性模量及泊松比、液滴半径、所述迂曲孔隙通道的通道宽度及迂曲度、以及液滴与所述迂曲孔隙通道的内壁面之间的摩擦系数。

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其包含用于执行如权利要求1~7中任一项所述的用于计算液滴流动临界驱动压力的方法步骤的一系列指令。

    9.一种用于计算液滴流动临界驱动压力的系统,其特征在于,所述系统包括如下模块:

    10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:


    技术总结
    本发明公开了一种用于计算液滴流动临界驱动压力的方法、系统及存储介质,包括:根据储层自身及储层中迂曲孔隙通道内所形成液滴的特征参数,对运移过程中液滴在通道内不同位置所形成的受阻状态进行分析,并计算形成受阻状态时液滴所受到的来自迂曲孔隙通道的内壁的法向力,其中,受阻状态在液滴直径大于运移宽度时形成,运移宽度为通道内壁上关于通道轴线对称的点位之间的距离;根据内壁法向力和储层及液滴特征参数,确定当前液滴所受到的来自迂曲孔隙通道内壁的摩擦力,并根据摩擦力和当前液滴的横截面面积,得到液滴流动临界驱动压力。本发明考虑实际多孔介质中的迂曲特征,得到了渗流过程中更符合实际的液滴驱动力和液滴流动临界驱动压力。

    技术研发人员:王友启,张莉,祝仰文,董利飞,潘伟义,于洪敏
    受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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