[发明专利]高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔隙尺度仿真方法

权利要求书

1.一种高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔隙尺度仿真方法，其特征在于，其包括以下步骤：

第一步骤，构建具备通道特性的微观结构数值模型，其中，选取半径r_c、x方向颗粒间距1_x，y方向颗粒间距1_y的圆形固体颗粒形成均质的多孔介质结构，在r_c、1_x、1_y原本值的基础上施加扰动以增强所述多孔介质结构的非均质性，封堵所述多孔介质结构的孔隙通道形成具备通道特性的微观结构数值模型；

第二步骤，初始化一次水驱石油开采后的地质油藏的油水两相分布，其中，所述地质油藏确定的含水率为φ，识别所述多孔介质结构内孔隙格点，在每个格点内产生大小在0-1之间的随机数R_f，当R_f＜φ时，所述孔隙格点被水相占据，设置该点水相密度ρ_w＝1，油相密度ρ_o＝0，当R_f≥φ时，该孔隙格点被油相占据，设置该点水相密度ρ_w＝0，油相密度ρ_o＝1，形成确定含水率下的油水两相分布，

第三步骤，基于微观结构数值模型和油水两相分布，仿真二氧化碳注入一次水驱石油开采后的地质油藏以及油水两相排出，其中，设置进出口及其边界条件，进口处密度分布为气相密度ρ_g＝1，水相密度ρ_w＝0，油相密度ρ_o＝0，设置进口速度边界，进口速度保持恒定以实现恒定速率注入CO₂，出口处均为水相，出口处密度分布为气相密度ρg＝0，水相密度ρ_w＝1，油相密度ρ_o＝0，速度均为0，出口边界条件设置为自由出流，注入速率恒定且气体注入量不断增加，新注入的气相推动系统内原有油水两相排出所述地质油藏，实现驱油和二氧化碳地质封存双重目标。

2.根据权利要求1所述的一种高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔隙尺度仿真方法，其特征在于，第一步骤中，施加扰动时，生成控制半径扰动大小随机数R₁和控制半径缩放概率随机数R₂，当R₂小于0.5时，颗粒半径r增大至r_c+δ_r×R₁，当R₂大于等于0.5时，颗粒半径r减小至r_c-δ_r×R₁，δ_r表示半径方向的最大扰动大小，同样地对x方向颗粒间距1_x和y方向颗粒间距1_y分别施加±δ_x、±δ_y的扰动，对添加扰动后的微观结构数值模型进行遍历，寻找固体颗粒点，在其周围横向、纵向、斜向共8个方向搜寻距离为δ的格点A，若格点A为固体，则将原本固体颗粒点到格点A的路径均设置为固体，若格点A为孔隙点，则不改变原本的结构，重复遍历2-3遍得到具备通道特性的微观结构数值模型。

3.根据权利要求1所述的一种高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔隙尺度仿真方法，其特征在于，第二步骤，对油水两相进行团聚与分离过程计算，对油水两相施加x轴正方向大小为F的外力，作用时间为第二步骤计算总时间的一半T/2，在外力F的作用下，油水两相流体均沿x轴正方向流动，加速同相流体汇聚过程，T/2时，流体沿x轴方向横向拉长，出现水油界面，去除外力F，继续进行后T/2的计算，流体流动过程满足如下连续方程及动量方程：

其中，u是流体速度，p是流体压力，ρ是流体密度，υ是流体运动粘度，指对时间求偏导，指哈密顿算子，上标T表示矩阵转置，计算得到同组分团聚、不同组分相界面清晰的油水两相分布。

4.根据权利要求1所述的一种高含水油藏中的二氧化碳驱油及埋存的孔隙尺度仿真方法，其特征在于，第三步骤，采用孔隙尺度数值模拟方法对三相流动过程进行模拟，其中各相的粘度、润湿性、界面张力物性参数均可实现实时调节，以区分不同组分的流体。