[发明专利]基于数字岩心的气体-液硫两相流动规律模拟方法

权利要求书

1.一种基于数字岩心的气体-液硫两相流动规律模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立目标岩心的数字岩心；

S2：定义液硫为润湿相，气体为非润湿相，分别计算所述液硫和所述气体的密度和粘度；所述液硫和所述气体的密度均通过下式进行计算：

α(T)＝α⁽⁰⁾+ω(α⁽¹⁾-α⁽⁰⁾) (4)

α^(0,1)＝T_r^N(M-1)exp[L(1-T_r^NM)] (5)

式中：P为压力，bar；R为通用气体常数，83.14472cm³·bar/(mol·K)；T为温度，K；ν为体积，cm³；n、m(T)、α(T)、α⁽⁰⁾、α⁽¹⁾均为中间参数；T_c为物质临界温度，K；P_c为物质临界压力，bar；ω为物质的偏心因子，无量纲；T_r为对比温度，无量纲；L、M、N均为系数，无量纲；

公式(5)中的L、M、N取值根据所述T_r的大小进行确定，具体的：

当T_r≤1时，α⁽⁰⁾中的L＝1.511442、M＝2.78827、N＝0.16159；α⁽¹⁾中的L＝0.567879、M＝0.74427、N＝2.575067；

当T_r＞1时，α⁽⁰⁾中的L＝0.401219、M＝4.96307、N＝-0.20000；α⁽¹⁾中的L＝0.024955、M＝1.248089、N＝-8.00000；

所述气体的粘度随着温度的升高而下降；所述液硫的粘度随着温度的升高先下降、然后升高、最后再下降，液硫粘度随着温度的升高而升高的温度区间为[162.35℃，191.20℃]；

所述气体的粘度、以及随着温度的升高而下降的液硫的粘度均通过以下步骤进行计算：

当物质处于非临界点时，通过下式进行计算：

R′＝(e₀(1-(P/P_c)^-1)-0.02715(P/P_c)^-1[((P/P_c)^-1+0.25)^-1-0.8]+(P/P_c)^-1)r_c (7)

e₀＝0.03192-3.3125×10^-4M_wω (8)

r_c＝13.7768T_c^5/6M_w^1/2P_c^-1/3 (9)

当物质处于临界点时，通过下式进行计算：

式中：T为温度，K；T_c为临界点温度，K；R'、a、b、r_c均为中间参数；μ为粘度，10^-7Pa·s；e₀为耦合参数；P为压力，bar；P_c为临界点压力，bar；M_w为物质的分子量，无量纲；ω为物质的偏心因子，无量纲；

随着温度的升高而升高的液硫的粘度通过下式进行计算：

式中：P₁、P₂、P₃、P₄、P₅均为中间参数，无量纲；

计算液硫的粘度时：

当温度小于162.35℃时，T_c＝1115.0292K，M_w＝256.528，P_c＝10.4209MPa，ω＝0.5581；

当温度大于191.20℃时，T_c＝1039.85K，M_w＝256.528，P_c＝18.2081MPa，ω＝0.246346；

当温度在[162.35℃，191.20℃]区间内时，P₁＝-2.9E+09，P₂＝-5.4E+07，P₃＝17.47705，P₄＝3.49E+08，P₅＝7.29E+10；

S3：将所有密度和粘度的计算结果输入至两相流模拟软件中，定义残余液硫饱和度、流体注入方向、液硫的最小润湿角和最大润湿角、液硫和气体的相互作用张力、饱和度计算步长，在两相流模拟软件中，进行模拟地层条件下的气体-液硫两相渗流模拟，得到气体-液硫两相相渗曲线。