一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法技术方案

本发明专利技术提供的一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，包括以下步骤：测定研究区内研究对象所处储层的平均渗透率和气体吸附‑脱附曲线；根据步骤1所得的气体吸附‑脱附曲线，确定孔隙类型；将步骤2中所得的孔隙类型进行简化，得到离散化孔径模型；计算步骤3中所得的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数；根据步骤4得到的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数将步骤3中所得的离散化孔径模块转化为渗透率离散元；将步骤5得到的渗透率离散元扩充嵌入至研究对象所处储层中，得到该研究区内研究对象所处储层的渗透率离散元模型；本方法能更好地满足油气/地热勘探开发、特别是在渗透率存在显著差异的储层中的油气/地热开发的实际需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法
本专利技术属于地质勘探开发技术中的数值模拟技术，特别涉及一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法。
技术介绍
渗透率是油气、地热、水文地质研究中的一种重要参数，无论是在油气运移还是在热流传递方面都起着至关重要的作用。因此，渗透率分布是地质建模、尤其是在涉及流体运移方面的地质建模的基本要素，其准确设定成为优选油气勘探有利区、确定下一步油气/地热展布特征等的一项重要步骤。只有有效地确定主要油气储层或地热储层的渗透率展布规律，才能建立可靠的地质评价模型，为后期的储层评价和生产决策提供正确的技术指导。现有的数值模拟方法中，最常用的是基于实测渗透率均值，将模型中储层渗透率设定为单一固定值，并在此基础上开展数值模拟工作；但这与实际地质情形差距较大，模拟结果也与实际背景相去甚远。部分学者采用随机手段，赋予储层各单元格以随机数渗透率值；但随机分布特征并不具有实际地质意义，所计算出的数值结果地质解释性较差。随着孔径分布研究手段的不断进步，现已可通过气体吸附-脱附实验等手段获知储层的孔隙系统类型和孔径分布特征，并可更进一步将孔隙系统确定为两边开口型、墨水瓶型、平行狭缝型或单边狭缝型。但是，孔径分布特征尚未运用于渗透率分布研究，更未在高精度数值模拟中得以应用。因此，有必要形成一套参考孔径分布特征、更有效表征储层渗透率分布的渗透率离散元模拟新方法，以满足油气、地热等前期勘探的实际需求。该方法在国内首次基于孔隙系统类型提出了渗透率离散元模拟方法，嵌入了孔径数据，有效地描摹了渗透率参数分布特征，能够在气体吸附-脱附实验数据的基础上进一步深化储层渗透率分布规律，提高数值模拟结果的精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，解决了现有的地质建模时依据的渗透率数值不精确，导致地质解释性较差。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供的一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，包括以下步骤：步骤1，测定研究区内研究对象所处储层的平均渗透率和气体吸附-脱附曲线；步骤2，根据步骤1所得的气体吸附-脱附曲线，确定孔隙类型；步骤3，将步骤2中所得的孔隙类型进行简化，得到离散化孔径模型；步骤4，计算步骤3中所得的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数；步骤5，根据步骤4得到的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数将步骤3中所得的离散化孔径模块转化为渗透率离散元；步骤6，将步骤5得到的渗透率离散元扩充嵌入至研究对象所处储层中，得到该研究区内研究对象所处储层的渗透率离散元模型。优选地，首先，采集该研究区内研究对象所处地层不同位置、不同深度的m个样品，并测量各样品渗透率，分别记录为k1、k2、k3……km；其次，利用公式(1)计算该对应储层的渗透率均值优选地，将原始孔径模型转化为离散化孔径模型的具体方法是：首先，根据步骤2中得到的不同孔径模型特征，绘制原始孔径模型；其次，设定原始孔径模型的总长度为d，单位nm；该原始孔径模型包括n个离散元组合单元数，则每个离散元组合单元所对应长度为接着，根据下面计算第i个离散元组合单元的平均孔径ri：其中，Si为第i个离散单元内孔径实际覆盖的面积；最后，根据上述所得的各个离散元组合单元的孔径ri，拼接绘制离散化孔径组合模型。优选地，计算步骤3中所得的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数的具体方法是：设定步骤2中得到的离散元孔径模型中包括n个离散元组合单元，其中，各个离散元组合单元内的孔径分别为r1、r2、r3……rn，单位nm，则主要统计学参数可表示为：其中，是指该离散元孔径模型的孔径均值，单位nm；σ(r)是指该离散元孔径模型的孔径标准差，单位nm；cv()是指该离散元孔径模型的变异系数。优选地，将步骤3中所得的离散化孔径模型组合转化为渗透率离散元模型组合的具体方法是：首先，设定渗透率离散元模型组合中包括n′个渗透率离散单元，则该渗透率离散元模型组合中各个渗透率离散单元的渗透率依次表示为单位mD；其中，该渗透率离散元模型组合的平均渗透率应满足以下关系式：该渗透率离散元模型组合的渗透率变异系数应满足以下关系式：该渗透率离散元模型组合的标准差则进一步表示为：其次，根据不同的孔隙结构补充特定的条件关系，其中，假定离散元组合包含2个渗透率离散单元，则：若孔隙系统为两边开口型，则应满足关系式：若孔隙系统为墨水瓶型，则应满足关系式：若孔隙系统为平行狭缝型，则应满足关系式：若孔隙系统为单边狭缝型，则应满足关系式：假定离散元组合包含2+1个渗透率离散单元，则：若孔隙系统为两边开口型，则应满足关系式：若孔隙系统为墨水瓶型，则应满足关系式：若孔隙系统为平行狭缝型，则应满足关系式：若孔隙系统为单边狭缝型，则应满足关系式：最后，通过联立公式(5)-(11)，则求解出离散元组合中各离散元组合单元所对应的渗透率值优选地，采用水平重复或纵向重复方式将步骤5得到的渗透率离散元扩充嵌入至研究对象所处储层中。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，将气体吸附-脱附实验参数与渗透率实测数据相结合，可依据孔隙系统类型更可靠地表征储层渗透率分布特征，能更好地满足油气/地热勘探开发、特别是在渗透率存在显著差异的储层中的油气/地热开发的实际需求。附图说明图1为本专利技术中的渗透率离散元模拟流程图；图2为本专利技术中的孔隙系统类型示意图；图3为本专利技术中的孔隙离散元转化为渗透率离散元示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术进一步详细说明。如图1所示，本专利技术提供的一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，包括以下步骤：步骤一、确定研究区各个地层的模拟类型，其中，所述模拟类型包括精细化模拟和简化模拟：首先，确定研究区内的研究对象，并将该研究对象所处地层的模拟类型确定为精细化模拟；而将该研究区其他地层的模拟类型确定为简化模拟；步骤二、测定储层平均渗透率：首先，采集该研究对象所处地层不同位置、不同深度的多个样品，并测量各样品渗透率，分别记录为k1、k2、k3……km；其次，利用公式(1)计算该对应储层的渗透率均值步骤三、获取气体吸附-脱附曲线，确定孔隙类型：首先，采集储层内样品，并根据标准“岩石比表面和孔径分布测定静态氮吸附容量法(SY/T6154-1995)”，开展气体(通常指N2、CO2等)吸附-脱附实验，获取对应样品的吸附-脱附曲线；其次，根据获取的吸附-脱附曲线并结合纯粹和应用化学国际联合会(IUPAC)相关研究成果，判断该吸附-脱附曲线属于H1、H2、H3或是H4类型；最后，根据吸附-脱附曲线的所属类型，确定该储层的孔隙类型，所属孔隙类型包括两边开口型、墨水瓶型、平行狭缝型和单边狭缝型(图2)。步骤四、简化孔隙类型，离散化表征孔径分布：为了可在离散元模型中表征孔隙系统对储层渗透率的影响，需先将原始孔径模型转化为离散化孔径模型，具体地：首先，根据纯粹和应用化学国际联合会(IUPAC)所描述的不同孔径模型特征，绘制原始孔径模型(图3)，孔径模型总长度为d，单位nm；其次，设定原始孔径模型的总长度为d，单位nm；该原始孔径模型包括n个离散元组合单元数，则每个离散元组合单元所对应长度为接着，根据下面计算第i个离散元组合单元的平均孔径ri：其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，测定研究区内研究对象所处储层的平均渗透率和气体吸附‑脱附曲线；步骤2，根据步骤1所得的气体吸附‑脱附曲线，确定孔隙类型；步骤3，将步骤2中所得的孔隙类型进行简化，得到离散化孔径模型；步骤4，计算步骤3中所得的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数；步骤5，根据步骤4得到的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数将步骤3中所得的离散化孔径模块转化为渗透率离散元；步骤6，将步骤5得到的渗透率离散元扩充嵌入至研究对象所处储层中，得到该研究区内研究对象所处储层的渗透率离散元模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，测定研究区内研究对象所处储层的平均渗透率和气体吸附-脱附曲线；步骤2，根据步骤1所得的气体吸附-脱附曲线，确定孔隙类型；步骤3，将步骤2中所得的孔隙类型进行简化，得到离散化孔径模型；步骤4，计算步骤3中所得的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数；步骤5，根据步骤4得到的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数将步骤3中所得的离散化孔径模块转化为渗透率离散元；步骤6，将步骤5得到的渗透率离散元扩充嵌入至研究对象所处储层中，得到该研究区内研究对象所处储层的渗透率离散元模型。2.根据权利要求1所述的一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，其特征在于，步骤1中，首先，采集该研究区内研究对象所处地层不同位置、不同深度的m个样品，并测量各样品渗透率，分别记录为k1、k2、k3......km；其次，利用公式(1)计算该对应储层的渗透率均值3.根据权利要求1所述的一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，其特征在于，步骤3中，将原始孔径模型转化为离散化孔径模型的具体方法是：首先，根据步骤2中得到的不同孔径模型特征，绘制原始孔径模型；其次，设定原始孔径模型的总长度为d，单位nm；该原始孔径模型包括n个离散元组合单元数，则每个离散元组合单元所对应长度为接着，根据下面计算第i个离散元组合单元的平均孔径ri：其中，Si为第i个离散单元内孔径实际覆盖的面积；最后，根据上述所得的各个离散元组合单元的孔径ri，拼接绘制离散化孔径组合模型。4.根据权利要求1所述的一种基于孔隙系统的渗透率离散元模拟方法，其特征在于，步骤4中，计算步骤3中所得的离散化孔径模型的孔径分布基本统计学参数的具体方法是：...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文韬，荆铁亚，王金意，张健，张国祥，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11