[发明专利]界面表面活性剂的跟踪方法

说明书

本发明提供一种界面表面活性剂的跟踪方法，该界面表面活性剂的跟踪方法包括：步骤1，采用体积分率方法跟踪油水两相运动界面的位置及变化；步骤2，采用角度测定算法找到界面上的最近点，完成扩展区域的构建和网格单元中心信息的获取；步骤3，对扩展区域和油水相区域进行界面表面活性剂以及网格内部表面活性剂浓度的离散求解；步骤4，进行信息的交换更新。该界面表面活性剂的跟踪方法无需对界面进行构建即可以实现界面上表面活性剂的运移，大大降低了模拟难度和计算量。

技术领域

本发明涉及油藏数值模拟理论研究技术应用领域，特别是涉及到一种界面表面活性剂的跟踪方法。

背景技术

化学驱方法是三次采油提高采收率的主要方法，其中，表面活性剂是提高采收率幅度最大、适用面较广、具有发展潜力的一种化学驱油剂。孔隙尺度的油藏模拟技术通过对表面活性剂空间分布及微观过程进行模拟，可实现孔隙尺度微观作用过程的定量化，有利于表面活性剂驱油的理论研究和驱油设计。这个过程中，对于界面上表面活性剂浓度的跟踪主要存在三个问题，一是界面厚度太薄，界面存在于网格内部，并且没有网格标识，所以不能对界面上的表面活性剂浓度进行直接跟踪；二是表面活性剂仅沿着界面切向运动扩散，因此要求解界面上表面活性剂的浓度传输方程时需要将方程插值到面上进行离散，不能直接进行离散，这样就可能需要对界面网格进行重建；三是界面始终处于运动状态并且不断发生变形。基于以上三个原因使得界面上的表面活性剂浓度的跟踪难度非常大。目前对于孔隙尺度两相界面上表面活性剂的准确跟踪研究甚少。为此我们发明了一种新的界面表面活性剂的跟踪方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需对界面进行构建即可以实现界面上表面活性剂的运移，大大降低了模拟难度和计算量的界面表面活性剂的跟踪方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：界面表面活性剂的跟踪方法，该界面表面活性剂的跟踪方法包括：步骤1，采用体积分率方法跟踪油水两相运动界面的位置及变化；步骤2，采用角度测定算法找到界面上的最近点，完成扩展区域的构建和网格单元中心信息的获取；步骤3，对扩展区域和油水相区域进行界面表面活性剂以及网格内部表面活性剂浓度的离散求解；步骤4，进行信息的交换更新。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，通过在整个网格区域上计算网格中的某种流体占据网格单元的体积分数来确定界面的位置，重新对网格中的界面进行重构后，网格中界面的形状是一个多边形。

在步骤2中，首先，找到扩展单元网格中心在界面多边形上的投影点；然后，判断扩展单元网格中心的投影点的位置是否在界面多边形的内部；最后，找到最近点。

在步骤2中，采用几何水平集方法来完成距离场的求解

在步骤2中，几何水平集方法求解距离的过程中，首先进行初始距离函数的构造，然后找到界面上距离扩展网格单元中心的最近点，最终求解出扩展单元网格中心到界面上最近点的距离。

在步骤3中，对扩展区域和油水相区域进行界面表面活性剂以及网格内部表面活性剂浓度跟踪，对方程在任意非结构化网格下利用有限体积方法进行离散，并使用预条件共轭梯度方法进行求解。

在步骤4中，信息交换集中在以下三个时刻：求解界面上表面活性剂浓度之前；求解油水相中表面活性剂浓度之前；求解动量方程之前。

在步骤4中，求解界面上表面活性剂浓度之前进行的信息交换更新包括：界面上表面活性剂浓度的更新；界面上速度的更新；界面上的表面活性剂的背景浓度更新。

在步骤4中，求解油水相中表面活性剂浓度之前进行的信息交换更新包括：计算由吸附和解吸导致的传质过程的界面传质通量。

在步骤4中，求解动量方程之前进行的信息交换更新包括：更新由于界面上表面活性剂浓度变化引起的表面张力系数的改变，以及表面活性剂浓度梯度进而导致的界面切向力。