[发明专利]一种模拟岩心达西渗流实验及渗透率参数标定的方法

说明书

本发明公开了一种模拟岩心达西渗流实验及渗透率参数标定的方法，包括如下步骤：S1，利用PFC软件生成颗粒，对颗粒进行组装来模拟岩样；S2，设置流体域通道的开度，利用PFC流固耦合算法在岩样的孔隙喉道中生成流体域网络，利用流体域网络设置岩样进出口端流体的注入和流出条件；S3，基于模拟流体驱替通过岩心的数值模拟进程、对岩样进出口端的流量进行监测，同时测量岩石渗透率的大小；当岩样进出口端的流量稳定时，此时进行测量计算得到岩样的渗透率；S4，如果渗透率不符合后续数值模拟的需要，则重新修改流体域通道开度的大小，重复S2‑S3，直至测量计算得到岩样的渗透率符合后续数值模拟需要，完成标定工作。

技术领域

本发明涉及石油工程岩石物性分析领域，具体涉及一种模拟岩心达西渗流实验及渗透率参数标定的方法。

背景技术

岩石渗透率是非常重要的岩石物性参数之一，渗透率的大小直接关系到地下岩石中石油和天然气的渗流能力，直接影响了石油和天然气的采收率。评价测量岩石渗透率的大小，是石油工程领域油气田开发方案设计、钻井位置选择、注水层位优化、堵水调剖剂配置、水力压裂优化设计等首先要测量的岩石物性参数。

石油工程领域通常基于达西渗流实验测量岩石渗透率的大小，然后将测得的渗透率参数输入到数值模拟软件进行油气生产模拟和工程方案的优化设计。然而离散元数值模拟软件PFC无法在数值模拟时直接设置岩石渗透率的大小，其岩石宏观物性参数都是基于微观参数的调整进行标定获取，到目前为止利用PFC软件进行达西渗流稳态实验模拟及渗透率参数标定的方法鲜有报道，这就严重制约了油田工程设计人员利用该软件进行工程方案的数值模拟工作。

发明内容

为了克服离散元数值模拟软件PFC无法测量岩石渗透率的难题，本发明提供了一种模拟岩心达西渗流实验及渗透率参数标定的方法，利用本发明的方法可以在PFC软件中进行岩心稳态达西渗流实验的模拟，进而标定岩心渗透率，为下一步的数值模拟提供可靠的岩心物性参数。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种模拟岩心达西渗流实验及渗透率参数标定的方法，包括如下步骤：

S1，利用PFC软件生成颗粒，对颗粒进行组装来模拟岩样；

S2，设置流体域通道的开度，利用PFC流固耦合算法在岩样的孔隙喉道中生成流体域网络，利用流体域网络设置岩样进口端流体的注入条件以及岩样出口端流体的流出条件，以模拟流体驱替通过岩心的过程；

S3，基于模拟流体驱替通过岩心的数值模拟进程、对岩样进口端和出口端的流量进行监测，同时利用达西渗透率公式测量岩石渗透率的大小；当岩样进口端和出口端的流量稳定时，表明此时满足了达西稳态实验的要求，此时进行测量计算得到岩样的渗透率；

S4，如果渗透率不符合后续数值模拟的需要，则重新修改流体域网络中流体域通道开度的大小，重复S2至S3，直至测量计算得到岩样的渗透率符合后续数值模拟需要，完成标定工作。

优选的，所述S1包括如下步骤：

S1.1，根据所模拟的储层岩石类型选择PFC软件颗粒粒径的取值范围和岩石孔隙度的大小，采用线性分布的方式设置粒径的级配；

S1.2，利用选择好的岩心粒径和孔隙度值建立岩石达西渗流实验所需的岩样，利用PFC软件的胶结模型进行岩样的胶结。

优选的，颗粒粒径的取值范围和岩石孔隙度的大小满足如下要求：