化探正演数值模拟方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种化探正演数值模拟方法、装置、计算机设备和存储介质，所述方法包括获取油气地质数据和地震数据，确定油藏地质模型；获取扩散数学模型、水溶相运移数学模型和浮力运移数学模型；基于已确定的所述油藏地质模型，对所述扩散数学模型、所述水溶相运移数学模型和所述浮力运移数学模型耦合，建立油藏烃类微渗漏数学模型；基于所述油藏烃类微渗漏数学模型进行分段模拟。采用数值模拟方法较好地反映实际地质条件下微渗漏三种方式的转变及其微渗漏浓度变化，考虑了多种地质因素的影响，能实现一维、二维、三维地层空间的数值模拟及其可视化效果，正演油气化探形成机理，夯实了烃类垂向微渗漏理论。了烃类垂向微渗漏理论。了烃类垂向微渗漏理论。

【技术实现步骤摘要】
化探正演数值模拟方法、装置、计算机设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及油气勘探的数值模拟
，特别涉及一种基于油藏模型的化探正演数值模拟方法、装置、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]油气化探技术作为油气勘探的一种手段，它的理论基础是建立在“地下油气藏中烃类气体以微弱但可检出的量近似垂直地向地表运移”的假设之上，多年来尽管取得一系列的成功案例，但地质界仍有许多学者对近地表油气化探异常形成机理存有质疑，亟需加强化探异常形成机理正演研究，其中数值模拟是开展正演研究的方法之一，可以从机理上描述烃类垂向微渗漏的过程及其近地表显示，夯实烃类垂向微渗漏的基础理论。
[0003]目前对于化探正演数值模拟研究，从油藏
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直接盖层
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上覆地层
‑
地表基本上采用单一机制进行模拟。阮天健(1985)假设了6种盖层与气源组合状况，对扩散作用过程在地表形成的异常进行了数值模拟，模拟结果说明了小油田(窄小的气源)出现顶部异常，而大油田(大范围的气源)呈晕圈异常。肖伟、鲍征宇等(2003)在前人烃类物质微渗漏机制研究基础上，建立了烃类物质微渗漏的概念模型，并且推导了烃类物质垂向运移的动力学模型。在动力学模型的基础上，通过数值模拟认为烃类物质胶体气泡上升机制是较为合理的观点，并计算了不同情况下烃类物质垂向运移的平衡时间。黄志龙等(2007)认为轻烃呈胶束状态的微气泡形式发生准垂直向上的渗漏运移，建立了微渗漏散失的定量模型，并通过实际气藏定量估算了地史时期天然气通过盖层的微渗漏散失量。李萌(2009,2012),李志炜(2012)基于烃类垂向微渗漏基本概念和连续介质假设，构建理想单层和多层积木块地层介质模型；然后依据质量守恒定律，建立描述地层介质模型内部烃类垂向微渗漏过程的定量方程，即一类反应
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对流
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扩散偏微分方程。国外方面，对于扩散机制，Krooss(1992)等进一步考虑了盖层中气相甲烷和水溶相甲烷的平衡，对前人的方程进一步修正，并计算了烃类在沉积柱中的扩散量并与实测结果进行对比，获得了较为吻合的结果。Nelson和Simmons对Krooss(1992)的计算提出了批评，把扩散系数和孔隙度、渗透率、弯曲度结合，重新进行了数值计算，另外，Jakel和Klusman(1995),Thomas和Clouse(1990),都对扩散机制的数值模拟进行过研究[81]。Ronald W.Klusman(2005，2010)对浮力机制作用下油气藏上方饱和带和不饱和带中的烃类垂向运移过程进行了数值模拟，他认为微气泡的浮力上升机制是一种有活力的油气运移机制，为油气勘探中所观察到的地表地球化学现象提供支撑。对地表化探异常的形成，不同的学者在数值模拟时强调他们认为的主要机制，考虑相对单一。微渗漏在不同的层段，温压条件和地层水条件不同，其渗漏方式随着条件的变化而变化。同时盖层的封闭性能也决定了微渗漏的方式和规模。因此，从油藏
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直接盖层
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上覆地层
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地表的整个地层介质系统中，必然存在各种微渗漏方式，以及影响因素。
[0004]上述数值模拟研究，只强调了微渗漏的一种方式，地质条件下的影响因素考虑的也较少。因此，需要建立一种考虑各种微渗漏方式及其贡献，以及地质影响因素的数值模拟方法，来正演油气化探异常的形成机理。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种化探正演数值模拟方法、装置、计算机设备和存储介质。
[0006]一种化探正演数值模拟方法，包括：
[0007]获取油气地质数据和地震数据，确定油藏地质模型；
[0008]获取扩散数学模型、水溶相运移数学模型和浮力运移数学模型；
[0009]基于已确定的所述油藏地质模型，对所述扩散数学模型、所述水溶相运移数学模型和所述浮力运移数学模型耦合，建立油藏烃类微渗漏数学模型；
[0010]基于所述油藏烃类微渗漏数学模型进行分段模拟。
[0011]在一个实施例中，所述基于已确定的所述油藏地质模型，对所述扩散数学模型、所述水溶相运移数学模型和所述浮力运移数学模型耦合，建立油藏烃类微渗漏数学模型的步骤包括：
[0012]获取地层物理吸附量、碳酸盐矿物化学吸附量和微生物降解量；
[0013]基于已确定的所述油藏地质模型，对所述扩散数学模型、所述水溶相运移数学模型和所述浮力运移数学模型耦合，结合所述地层物理吸附量、所述碳酸盐矿物化学吸附量和所述微生物降解量，建立油藏烃类微渗漏数学模型。
[0014]在一个实施例中，所述油藏烃类微渗漏数学模型为：
[0015]C＝C
k
*α+C
s
*β+C
f
*γ
‑
R1‑
R2‑
R3[0016]其中，C
k
为扩散作用微渗漏的烃类浓度，C
s
为水溶相运移烃类浓度，C
f
为浮力运移烃类浓度，R1为地层颗粒对烃类物质总吸附速率，R2为碳酸岩对烃类物质总吸附速率，R3为微生物对烃类物质的降解速率，α、β、γ为贡献系数，且0≤α≤1，0≤β≤1，0≤γ≤1，α+β+γ＝1。
[0017]在一个实施例中，所述扩散数学模型为：
[0018][0019]其中，c是任一物质在直角坐标系中任一点上的浓度，D为三个方向上的扩散系数，单位为m2/s，其中，将C设为扩散作用微渗漏的烃类浓度C
k
。
[0020]在一个实施例中，所述水溶相运移数学模型为：
[0021][0022]其中，q
ci
表示烃类组分的通量，1/L；ε表示水的流速，L/T；D
T
表示总分散系数；C
i
表示水溶烃的浓度，表示1/L；
[0023]则水中烃类组分搬运公式为：
[0024][0025]，其中，将C设为水溶相运移烃类浓度C
s
。
[0026]在一个实施例中，所述获取浮力运移数学模型的步骤为：
[0027]根据达西定律与每种相态的势梯度成比例的关系，得到水和气体在岩层的线速度计算式；
[0028]基于水和气体在岩层的线速度计算式，计算得到烃类的量Q
f
和浓度C
f
，获取所述浮力运移数学模型；
[0029]其中，水和气体在岩层的线速度计算式分别为：
[0030][0031][0032]其中，V
g
表示气体速率；V
w
表示水的速率；K表示岩层渗透率；Kg表示气体相对渗透率；Kw表示水的相对渗透率；μg表示气体粘滞度；μw表示水的粘滞度；Фg表示气体势，Фg＝P+ρgh；Фw表示水势，Фw＝P+ρgh；
[0033]V＝Q/t，V＝Sh，Q为气体通量，V为水的体积或者气体的体积，S为横截面积，h为高度，t为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于油藏模型的化探正演数值模拟方法，其特征在于，包括：获取油气地质数据和地震数据，确定油藏地质模型；获取扩散数学模型、水溶相运移数学模型和浮力运移数学模型；基于已确定的所述油藏地质模型，对所述扩散数学模型、所述水溶相运移数学模型和所述浮力运移数学模型耦合，建立油藏烃类微渗漏数学模型；基于所述油藏烃类微渗漏数学模型进行分段模拟。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于已确定的所述油藏地质模型，对所述扩散数学模型、所述水溶相运移数学模型和所述浮力运移数学模型耦合，建立油藏烃类微渗漏数学模型的步骤包括：获取地层物理吸附量、碳酸盐矿物化学吸附量和微生物降解量；基于已确定的所述油藏地质模型，对所述扩散数学模型、所述水溶相运移数学模型和所述浮力运移数学模型耦合，结合所述地层物理吸附量、所述碳酸盐矿物化学吸附量和所述微生物降解量，建立油藏烃类微渗漏数学模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述油藏烃类微渗漏数学模型为：C＝C
k
*α+C
s
*β+C
f
*γ
‑
R1‑
R2‑
R3其中，C
k
为扩散作用微渗漏的烃类浓度，C
s
为水溶相运移烃类浓度，C
f
为浮力运移烃类浓度，R1为地层颗粒对烃类物质总吸附速率，R2为碳酸岩对烃类物质总吸附速率，R3为微生物对烃类物质的降解速率，α、β、γ为贡献系数，且0≤α≤1，0≤β≤1，0≤γ≤1，α+β+γ＝1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩散数学模型为：其中，c是任一物质在直角坐标系中任一点上的浓度，D为三个方向上的扩散系数，单位为m2/s，其中，将C设为扩散作用微渗漏的烃类浓度C
k
。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶相运移数学模型为：其中，q
ci
表示烃类组分的通量，1/L；ε表示水的流速，L/T；D
T
表...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国建，赵克斌，鲍征宇，杨俊，杨瑞琰，李武，卢丽，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：