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申请/专利权人：中国石油大学(华东)

摘要：本发明公开了一种软硬双层结构粘弹性颗粒在油藏中的调驱模拟方法，本发明在建立软硬双层结构粘弹性颗粒的粒径尺寸与压力的数学模型的基础上，建立软硬双层结构粘弹性颗粒模型在油藏中运移时的堵塞动力学模型和架桥动力学模型，并在此基础上进一步建立的三维两相三组分粘弹性颗粒调驱数学模型既能体现粘弹性颗粒外层软结构的脱水变形特征，又能体现内层硬结构的刚性特征，能够更准确的模拟粘弹性颗粒在油藏中的运移过程和调驱效果，更接近实际开采，为软硬双层结构粘弹性颗粒调驱油藏进一步提高采收率提供模拟方法和工具，能够模拟出最优的开采方案，从而降低开采成本，提高开采量。

主权项：1.一种软硬双层结构粘弹性颗粒在油藏中的调驱模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：采集油藏原始渗透率k、油相相对渗透率kro、水相相对渗透率krw、油相粘度μo、水相粘度μw、初始油相压力初始水相压力初始含油饱和度初始含水饱和度油相密度ρo、水相密度ρw、深度D、孔隙度油相体积系数Bo、水相体积系数Bw，建立目标区块地质模型，并进行网格划分；步骤S2：在建立软硬双层结构粘弹性颗粒的粒径尺寸与压力的数学模型的基础上，建立软硬双层结构粘弹性颗粒在油藏中运移时的堵塞动力学模型和架桥动力学模型；其中，软硬双层结构粘弹性颗粒受到压力后的粒径变化满足对数函数关系，不同水相压力下对应的软硬双层结构粘弹性颗粒的半径rspw的表达式为：rspw＝a1lnpw+a21式中，pw为水相压力；rspw为水相压力pw下对应的粘弹性颗粒的半径；a1和a2为实验拟合参数；所述a1和a2通过微流控实验在显微镜下观察粘弹性颗粒在不同压力下的粒径变化进行拟合得出；所述软硬双层结构粘弹性颗粒堵塞动力学模型为： 式中，m为方向，对于笛卡尔坐标，其为x或y或z；t为时间；rc为完全脱水粘弹性颗粒的半径；∑1[rspw，m，t]为t时刻m方向发生堵塞的半径为rs的未完全脱水粘弹性颗粒数；∑1rc，m，t为t时刻m方向发生堵塞的半径为rc的完全脱水粘弹性颗粒数；Crs，m，t为t时刻m方向半径为rs的未完全脱水粘弹性颗粒浓度；Crc，m，t为t时刻m方向半径为rc的完全脱水粘弹性颗粒浓度；fa为可及孔隙体积分数；vwm为m方向的水相流速；l为单个喉道的平均长度；fnsm为m方向半径小于粘弹性颗粒半径的孔隙中的流量分数；pw为水相压力；pc为临界水相压力，即粘弹性颗粒完全脱水时的水相压力；其中，可及孔隙体积分数fa通过下式式3进行计算： 式中，pw为水相压力；pc为变形临界压力；rp为有效孔喉的半径；ω[rspw]为粘弹性颗粒完全脱水前孔隙中可及孔隙部分的流量与总流量之比；qwrp为半径为rp的单个孔喉的流量；Hrp，m，t为t时刻m方向半径为rp的有效孔喉个数；ω[rc]为粘弹性颗粒完全脱水后孔隙中可及孔隙部分的流量与总流量之比；而m方向半径小于粘弹性颗粒半径的孔隙中的流量分数fnsm通过下式式4进行计算： 所述软硬双层结构粘弹性颗粒架桥动力学模型为： 式中，∑2[rspw，m，t]为t时刻m方向发生架桥的半径为rs的未完全脱水粘弹性颗粒数；∑2rc，m，t为t时刻m方向发生架桥的半径为rc的完全脱水粘弹性颗粒数；km为m方向的绝对渗透率，为岩石的固有参数；klrp为半径为rp的孔喉的渗透率；a3、a4、a5、a6为实验拟合参数，a3、a4、a5、a6通过微流控实验在显微镜下观察不同粒径的粘弹性颗粒架桥发生的概率进行拟合得到的；根据软硬双层结构粘弹性颗粒堵塞动力学模型求得的t时刻m方向发生堵塞的半径为rs的未完全脱水粘弹性颗粒数和软硬双层结构粘弹性颗粒架桥动力学模型求得的t时刻m方向发生架桥的半径为rs的未完全脱水粘弹性颗粒数能够进一步求得堵塞和架桥的颗粒浓度，通过下式式6进行计算：σ＝∑σm1+σm26式中，σ为堵塞和架桥的颗粒浓度；σm1和σm2分别为m方向堵塞的颗粒浓度和架桥的颗粒浓度，表达为： 式中，rs为水相压力pw下对应的粘弹性颗粒的半径，即rsPw；软硬双层结构粘弹性颗粒变形后，软硬双层结构粘弹性颗粒的平均架桥颗粒数也会发生变化，平均架桥颗粒数表示为： 式中，η为粘弹性颗粒平均架桥颗粒数；a7、a8、a9、a10为实验拟合参数，所述a7、a8、a9、a10是通过微流控实验在显微镜下观察不同粒径的粘弹性颗粒架桥时的颗粒数进行拟合得到的；由于粘弹性颗粒在运移过程中会出现堵塞和架桥，进而影响t时刻m方向半径为rp的有效孔喉个数Hrp，m，t；根据公式7和公式8，孔喉的守恒方程为： 式中，H0rp，m为初始时刻m方向半径为rp的有效孔喉个数；e为自然常数；yp1和yp2为待定系数；所述有效孔喉分布更新方程为： 步骤S3：在步骤S2建立的软硬双层结构粘弹性颗粒在油藏中运移时的堵塞动力学模型和架桥动力学模型基础上，建立三维两相三组分粘弹性颗粒调驱数学模型，所述三维两相三组分粘弹性颗粒调驱数学模型包括油组分的质量守恒方程、水组分的质量守恒方程和粘弹性颗粒组分的质量守恒方程，所述两相包括水相和油相，所述三组分包括油、水和粘弹性颗粒；步骤S4：对步骤S3建立的三维两相三组分粘弹性颗粒调驱数学模型设立初始值，进行迭代求解，以求取油相压力po、水相压力pw、油相饱和度So、水相饱和度Sw、粘弹性颗粒浓度C以及t时刻m方向半径为rp的有效孔喉个数Hrp，m，t在模拟阶段的变化值；步骤S5：根据所述步骤S4求解的结果，对粘弹性颗粒在油藏中的运移过程和调驱效果进行分析。

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