[发明专利]一种二氧化碳驱油封存中盖层封闭性评价方法

权利要求书

1.一种二氧化碳驱油封存中盖层封闭性评价方法，其特征在于包括如下步骤：

1）建立二氧化碳地质封存体测井响应模型，识别有效盖层；

2）确定区域盖层、直接盖层以及储层内部的隔夹层，总结盖层宏观封闭特征参数；

3）编制盖层平面分布图，确定盖层平面分布特征参数；

4）计算盖层中各相态二氧化碳的渗流速度，建立渗滤综合评价参数，对盖层中各相态二氧化碳的渗流速度及封闭能力进行安全性评价；

5）选取影响盖层微观封闭性能的特征参数，建立孔隙度与排替压力拟合模型、建立渗透率与喉道特征参数拟合模型；

6）通过高温高压反应釜实验，分析盖层中二氧化碳－水－岩石的地球化学反应，利用Toughreact模拟软件，对盖层中不同化学物质的反应过程进行数值模拟，研究盖层中不同黏土矿物组合类型对盖层的溶蚀与自封闭效应的影响，确定不同类型盖层的抗侵蚀性；

7）通过上述步骤，依据油田的实际测井数据、岩心分析数据，选取影响盖层封闭能力的特征参数，建立油田二氧化碳驱油封存中盖层封闭性的评价指标；指标建立好之后，将其他区块的数据与指标进行对比，从而对盖层封闭能力进行综合评价；

步骤4）所述各相态二氧化碳的渗流速度及封闭能力进行安全性评价方式如下：

a、盖层对游离相二氧化碳封闭能力的评价方法：根据改进后的达西定律，游离相二氧化碳在差P₁-P₂作用下于t时间内通过面积为S的盖层的渗滤运移量Q_S为：

为了研究问题方便，假设对一个盆地所有的泥岩盖层施加一个同样大小的压力F，游离相二氧化碳在通过其渗滤运移；由上式便可得到一个假设的游离相二氧化碳通过泥岩盖层的渗流速度V_S，即：

式中：H为泥岩盖层厚度，单位：m；

Q_s为游离相二氧化碳通过泥岩盖层的渗滤量，单位：m³；

V_s为游离相二氧化碳通过泥岩盖层的渗滤速度，单位：m/s；

K为泥岩盖层岩石的综合渗透率，单位：mD；

P₁为驱使游离相二氧化碳通过泥岩盖层进行渗滤运移的压力，单位：Pa；

P₂为游离相二氧化碳通过泥岩盖层渗滤运移时遇到的阻力，单位：Pa；

为游离相二氧化碳流动粘度，单位：；

b、盖层对水溶相二氧化碳封闭能力的评价方法：水溶相二氧化碳在差P₁-P₂的作用下通过泥岩盖层发生渗滤运移散失，其渗滤散失的水溶相二氧化碳量Q_w可用达西定律来表示：

式中的P₁-P₂，S，t在实际地质条件下均属于难以确定的参数，因此为了表示水溶相二氧化碳通过泥岩盖层的难易程度，可改写为水溶相二氧化碳在单位压差作用下于单位时间内通过单位面积泥岩盖层的渗滤运移速度V_w：

式中：H为泥岩盖层厚度，单位：m；

Q_w为水溶相二氧化碳通过泥岩盖层渗滤散失的水溶气量，单位：m³；

V_w为水溶相二氧化碳通过泥岩盖层的渗滤运移速度，单位：m/s；

C_g为二氧化碳在水中的溶解度，单位：m³/m³；

_w为地层水粘度，单位：；

c、盖层对扩散相二氧化碳封闭能力的评价方法：由费克定律，二氧化碳在浓度差 C-C₀作用下于t时间内通过厚度为H、面积为S的泥岩盖层的扩散损失量Q_d为：

同理，假设给一个盆地所用的泥岩盖层施加一个同样大小的浓度C，让二氧化碳通过其进行扩散运移；在这种情况下，由上式可以得到一个假设的二氧化碳通过泥岩盖层扩散速度V_d的大小，即：

式中：H为泥岩盖层厚度，单位：m；

D为泥岩盖层二氧化碳的综合扩散系数；

Q_d为二氧化碳扩散损失量，单位：m；

V_d为二氧化碳通过泥岩盖层的扩散速度，单位：m/s；

C为下伏气层孔隙水中二氧化碳浓度，单位：m³/m³；

C₀为泥岩盖层孔隙水中天然气浓度，单位：m³/m³；

d．建立盖层对各种相态二氧化碳封闭能力的综合评价参数V：

式中a_s，a_w，a_d为盖层对各种相态二氧化碳封闭能力评价的权重系数。