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略說(shuō)石油縫縫網(wǎng)絡(luò)的建立方式

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略說(shuō)石油縫縫網(wǎng)絡(luò)的建立方式

1雙縫縫網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建

網(wǎng)絡(luò)由喉道及其相連的縫縫構(gòu)成,縫縫和孔喉為等截面的柱體,截面形狀可以是正方形、任意三角形和圓形中的一種.縫縫孔喉內(nèi)切圓半徑可用來(lái)表征縫縫孔喉大?。淼来笮》植己瘮?shù)采用比較有代表性的冪律分布函數(shù)來(lái)表示式中:rt為喉道半徑(m);rmin和rmax分別表示最小和最大喉道半徑(m);n為冪律指數(shù).縫縫大小分布根據(jù)下式表示(ri烄烆烌?yàn)簦?,式中:rp為縫縫直徑(m);α為孔喉直徑比;Z為配位數(shù).喉道長(zhǎng)度分布根據(jù)下式表示式中:d為相鄰兩縫縫中心的距離(m);ra和rb分別表示喉道兩端連接的縫縫半徑(m).根據(jù)立方點(diǎn)陣網(wǎng)絡(luò)的幾何拓?fù)湫畔?,隨機(jī)生成幾何拓?fù)涞刃У碾S機(jī)縫縫網(wǎng)絡(luò)模型.假設(shè)T為網(wǎng)絡(luò)幾何拓?fù)鋮?shù)累積分布函數(shù)FT(t)的變量,其隨機(jī)數(shù)值t可由下式進(jìn)行計(jì)算:t=F-1T(u),式中:u為通過(guò)均勻分布函數(shù)U(0,1)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù).隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中縫縫喉道之間的連通特征根據(jù)立方點(diǎn)陣網(wǎng)絡(luò)的連通性函數(shù)來(lái)描述,網(wǎng)絡(luò)的連通性函數(shù)比歐拉示性數(shù)定義如下,式中:NN(r)為半徑大于r的縫縫數(shù)目(個(gè));NB(r)為半徑大于r的喉道數(shù)目(個(gè));V為網(wǎng)絡(luò)體積(m3).根據(jù)連通性分布函數(shù),依次添加縫縫之間的連通喉道,進(jìn)而構(gòu)建出隨機(jī)縫縫網(wǎng)絡(luò).通過(guò)設(shè)定不同尺度上大縫縫和微縫縫的孔喉特征參數(shù),分別構(gòu)建出描述碳酸鹽巖油藏中大縫縫特征和微縫縫特征的隨機(jī)大縫縫網(wǎng)絡(luò)模型和隨機(jī)微縫縫網(wǎng)絡(luò)模型;接著,提取隨機(jī)微縫縫網(wǎng)絡(luò)的幾何拓?fù)湫畔ⅲ陔S機(jī)大縫縫網(wǎng)絡(luò)模型的骨架空間中,根據(jù)微縫縫網(wǎng)絡(luò)孔喉單元的幾何拓?fù)湫畔⑸傻葍r(jià)的微縫縫網(wǎng)絡(luò),這樣便構(gòu)建出了同時(shí)包含大縫縫和微縫縫的雙縫縫網(wǎng)絡(luò)模型.然而,此時(shí)不同尺度的縫縫之間互不連通,對(duì)大縫縫網(wǎng)絡(luò)和微縫縫網(wǎng)絡(luò)的連通性函數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均來(lái)求取雙縫縫網(wǎng)絡(luò)的連通性函數(shù),并在此基礎(chǔ)上添加大縫縫和微縫縫之間的連通喉道,進(jìn)而構(gòu)建出碳酸鹽巖雙縫縫網(wǎng)絡(luò)模型.基于隨機(jī)大縫縫網(wǎng)絡(luò)模型和微縫縫網(wǎng)絡(luò)模型,通過(guò)耦合算法構(gòu)建出碳酸鹽巖雙縫縫網(wǎng)絡(luò)模型,能夠同時(shí)描述大縫縫和微縫縫網(wǎng)絡(luò)的幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征,有效表征大縫縫之間、微縫縫之間、大縫縫-微縫縫之間的相互連通關(guān)系.

2兩相滲流計(jì)算過(guò)程

將縫縫網(wǎng)絡(luò)模型考慮為一種擬穩(wěn)態(tài)模型.根據(jù)侵入-逾滲理論,流體從一個(gè)縫縫流動(dòng)到另一個(gè)縫縫是瞬時(shí)的,不考慮孔喉中的流動(dòng)過(guò)程.流體為不可壓縮牛頓流體,利用縫縫級(jí)網(wǎng)絡(luò)模型模擬滲流的驅(qū)替和吸吮過(guò)程;.模型的絕對(duì)滲透率由達(dá)西公式進(jìn)行求解,油進(jìn)入充滿水的單元時(shí)所需要克服的毛細(xì)管入口壓力,可通過(guò)Young-Laplace方程進(jìn)行計(jì)算.當(dāng)縫縫的形狀和油水界面的接觸角確定后,就可以計(jì)算出相應(yīng)的毛細(xì)管壓力.模型是用規(guī)則的幾何形狀來(lái)表征縫縫空間,所以具體到每一個(gè)縫縫孔喉中的油水分布可以定量地利用初等幾何進(jìn)行求解.計(jì)算出每一縫縫孔喉中的油水量后,就可以計(jì)算整個(gè)模型的含水飽和度Sw式中:n為縫縫和孔喉的總數(shù);Vi為縫縫或孔喉的體積(cm3);Viw為對(duì)應(yīng)的縫縫孔喉中含水的體積(cm3).設(shè)Pi、Pj分別為由喉道相連的兩縫縫中的壓力,則此兩縫縫之間的流量為兩縫縫間的距離(m);gij為兩縫縫間總的傳導(dǎo)率.對(duì)于模型中的每一個(gè)縫縫,由入口孔喉進(jìn)入的流體量應(yīng)該等于由出口孔喉流出的量,即由流量守恒可以得到式中:Zi為與i縫縫相連的孔喉數(shù).將上述方程應(yīng)用到所有縫縫可以得到一組線性方程組,求解即可得到每一縫縫的壓力,進(jìn)而求出給定模型兩端壓差下的總流量.油水兩相同時(shí)流動(dòng)時(shí),壓力場(chǎng)的求解與單相時(shí)的方法相同,只是傳導(dǎo)系數(shù)需要用相應(yīng)流體相的傳導(dǎo)系數(shù).求出每一相的流量后,則可以計(jì)算相對(duì)滲透率,式中:Qtmp為多相流時(shí)p相的流量(cm3/s);Qtsp為整個(gè)模型為p相單相流的總流量.

作者:姚軍 王鑫 王晨晨 楊永飛 孫海 單位:中國(guó)石油大學(xué)