[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

说明书

本发明公开了一种基于数字岩心的气体‑液硫两相流动规律模拟方法，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；S3：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。本发明针对性强，能够在微米尺度下精准地还原岩心的孔隙结构，并进行定量定性分析；且还具有误差小、安全系数高等特点，能够避免实验过程中液硫和气体流量检测不准确的问题，以及液硫与氧气发生反应导致质量减少而产生较大测试误差的问题；防止实验过程中液硫与氧气接触，发生氧化反应，生成二氧化硫等有害气体，避免对实验人员的健康造成伤害。

技术领域

本发明涉及油气开发技术领域，特别涉及一种基于数字岩心的气体-液硫两相流动规律模拟方法。

背景技术

高含硫气藏主要为碳酸盐岩沉积类型，储集空间为溶洞孔隙结构，富含硫元素，以硫化氢和单质硫的形式存在为主。当地层温度高于硫的熔点温度时，硫在地层中以液态的形式聚集在井筒周围。因此在气田开发过程中，不仅存在复杂的物理化学相变过程，而且还存在多相渗流问题，会导致其流动机理异常复杂，对气井生产的影响难以判别。

然而同时满足气-液硫同流现象的两相驱替实验研究的装置和方法较少，主要存在以下几点问题：1)安全问题：液硫易与氧气反应，一旦在高温高压环境下与氧气接触会剧烈氧化生成二氧化硫，对实验操作人员的健康造成严重危害。2)计量问题：液硫易与氧气反应，在高温环境下与氧气接触会剧烈氧化生成二氧化硫，导致硫的质量减少产生较大的测试误差。且在对气-液硫进行分离过程中，会产生管线震动，天平并不能得到相对精准的读数。3)实验局限性：常规的相渗实验，只能从宏观角度获取相对渗透率、毛细管压力和残余饱和度等参数，无法将这些参数在微观的角度进行对比分析，尝试从机理的角度对数据进行剖析。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于数字岩心的气体-液硫两相流动规律模拟方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于数字岩心的气体-液硫两相流动规律模拟方法，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；

S3：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。

作为优选，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。

作为优选，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：