[发明专利]一种基于粒子示踪的多孔介质微观渗流路径的提取方法

说明书

本发明公开了一种基于粒子示踪的多孔介质微观渗流路径的提取方法，包括如下过程：对多孔介质的几何结构进行分区，将多孔介质划分为多个孔隙分区；获取多孔介质中需要提取渗流路径的时刻的速度场数据；在多孔介质入口处释放示踪粒子，获取每个示踪粒子在所述速度场数据下流动至多孔介质出口时所经过的所有孔隙分区的索引序列；根据所有从多孔介质出口流出的每个示踪粒子所经过的孔隙分区的索引序列，获取多孔介质微观渗流路径。本发明对于指定的渗流场，能够通过孔隙分区和示踪粒子跟踪，准确的提取其中所有的渗流路径。

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种基于粒子示踪的多孔介质微观渗流路径的提取方法。

背景技术

石油开采过程中，受地层的异质性和开采方式的影响，开采区块地层中仅有部分孔隙内的流体参与流动，形成渗流路径。渗流路径长期不变，导致这些区块的采出液含水率不断增加、采收率不断下降。目前提高采收率的技术主要是通过改变原有渗流路径、扩大水的波及范围来实现的，如粘弹性颗粒驱油是通过粘弹性颗粒封堵原渗流路径，促使新路径形成，以达到提高采收率的目的。微观渗流路径的特征对研究采收率提高技术的机理及效果具有重要意义。

对渗流路径识别和表征是统计其特征的关键。目前通过渗流场提取渗流路径的主要方法是对其速度场进行分析，通过设定一个速度阈值，认为速度大于该阈值的区域为渗流区域。然而该方法并不能准确地识别渗流路径，阈值的设定直接影响最终提取出来的渗流路径，不同的阈值会得到不同的渗流路径；若是直接认为速度大于零的区域为渗流区域，又会导致提取出大量无效的渗流路径。因此需要一种可以准确提取渗流场中渗流路径的方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于粒子示踪的多孔介质微观渗流路径的提取方法，本发明能够准确提取渗流场中渗流路径。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于粒子示踪的多孔介质微观渗流路径的提取方法，包括如下过程：

对多孔介质的几何结构进行分区，将多孔介质划分为多个孔隙分区；

获取多孔介质中需要提取渗流路径的时刻的速度场数据；

在多孔介质入口处释放示踪粒子，获取每个示踪粒子在所述速度场数据下流动至多孔介质出口时所经过的所有孔隙分区的索引序列；

根据所有从多孔介质出口流出的每个示踪粒子所经过的孔隙分区的索引序列，获取多孔介质微观渗流路径。

优选的，所述多孔介质的几何结构中包含多个孔隙以及连接任意两个相邻孔隙之间的喉道。

优选的，对多孔介质的几何结构进行分区时，利用最大球方法提取孔隙中轴作为孔隙网络，孔隙网络格点为孔隙，孔隙网络边为通道，孔径最小的地方为喉道位置；

根据孔隙中轴将孔隙从喉道处进行分割，形成多个孔隙分区。

优选的，所述示踪粒子采用无碰撞体积的点；所述示踪粒子某一时刻的运动速度通过被跟踪流体速度场在示踪粒子当前位置插值得到，所述示踪粒子碰到壁面后做完全弹性碰撞。

优选的，在多孔介质入口处释放示踪粒子，获取每个示踪粒子在所述速度场数据下流动至多孔介质出口时所经过的所有孔隙分区的索引序列的过程包括：

在多孔介质入口处释放示踪粒子，用拉格朗日方法跟踪示踪粒子的运动，直至不会再有示踪粒子从多孔介质出口流出，获取每个示踪粒子在所述速度场数据下流动至多孔介质出口时所经过的所有孔隙分区的索引序列。

优选的，根据所有从多孔介质出口流出的每个示踪粒子所经过的孔隙分区的索引序列，获取多孔介质微观渗流路径时，将孔隙分区的索引序列相同的不同示踪粒子归为同一条渗流路径。