[发明专利]一种页岩油藏全尺度升级方法

说明书

本发明公开了一种页岩油藏全尺度升级方法，包括：S1.构建页岩油藏多尺度数字岩心；S2.采用滑移边界的N‑S方程描述页岩油藏孔隙尺度上的流动；S3.建立页岩油藏达西尺度上的有机质和无机质流动方程；S4.建立页岩油藏宏观等效流动模型，及等效参数，完成页岩油藏全尺度升级。本发明通过实验、分子模拟和两次基于均化理论的尺度升级，解决了页岩油藏微观流动机理与宏观流动模型间的尺度关联难题，实现由传统渗流力学向非常规油气渗流力学的跨越发展，为提高增产效果、保持页岩油藏长期稳定和高效生产提供理论依据。

技术领域

本发明属于油气田开发工程油藏数值模拟技术领域，特别是涉及一种页岩油藏全尺度升级方法。

背景技术

页岩油藏是重要的非常规油气资源，具有分布广、储量大的特点，与常规油气藏相比，页岩油藏赋存方式多样，孔隙结构复杂且具有多尺度特征，既具有纳米级的基质孔隙、又具有微米-厘米尺度的天然裂缝系统，以及大规模压裂所产生的米到百米级的人工裂缝。不同的多孔介质特征尺度具有不同的流动机制、控制方程、渗流模型以及流动模拟方法，传统的油气渗流理论以及单一尺度上的油藏渗流理论和流动模拟方法无法应用于页岩油藏，因此有必要揭示页岩油藏多尺度孔隙结构特征以及建立从孔隙尺度-达西尺度-宏观尺度的页岩油藏全尺度升级的渗流模拟理论与方法，将页岩油藏中的微观分布特征有效地表征到页岩油藏宏观开发动态中，为页岩油藏的高效开发提供理论指导。

发明内容

本发明提出一种页岩油藏全尺度升级方法，通过实验、分子模拟与尺度升级相结合，建立了一种从孔隙尺度-达西尺度-宏观尺度的页岩油藏全尺度渗流模拟理论与方法，揭示页岩油藏多尺度孔隙结构特征，解决页岩油藏微观流动机理与宏观流动模型间的尺度关联难题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种页岩油藏全尺度升级方法，包括如下步骤：

S1.通过不同方式对页岩油藏岩样开展多级扫描，构建页岩油藏多尺度数字岩心；

S2.基于所述页岩油藏多尺度数字岩心和页岩油藏微观孔隙结构，建立不同结构纳米级规则孔隙内流体流动模型，得到不同结构纳米孔隙内流体的滑移长度和有效粘度参数，采用滑移边界的N-S方程描述页岩油藏孔隙尺度上的流动；

S3.升级所述页岩油藏孔隙尺度上的流动，建立页岩油藏达西尺度上的有机质和无机质流动方程；

S4.升级所述有机质和无机质流动方程，建立页岩油藏宏观流动模型，完成页岩油藏全尺度升级。

优选的，所述S1中构建页岩油藏多尺度数字岩心包括如下步骤：

S1.1.分别建立微米尺度数字岩心、亚微米尺度数字岩心、纳米尺度数字岩心；

S1.2.基于所述微米尺度数字岩心、所述亚微米尺度数字岩心、所述纳米尺度数字岩心，构建所述页岩油藏多尺度数字岩心。

优选的，所述S1.1中：

通过获取所述页岩油藏岩样的微米级岩心裂缝形态和基质分布特征的投影，建立所述微米尺度数字岩心；

通过获取所述页岩油藏岩样的亚微米级孔隙的几何和拓扑结构特征，建立所述亚微米尺度数字岩心；

通过获取所述页岩油藏岩样的有机质孔隙特征，建立所述纳米尺度数字岩心。

优选的，所述S1.1中：

通过对所述页岩油藏岩样进行CT扫描，获取所述微米级岩心裂缝形态和基质分布特征的投影；

通过对所述页岩油藏岩样进行SEM-MAP扫描实验，获取所述亚微米级孔隙的几何和拓扑结构特征；

通过对所述页岩油藏岩样进行SEM纳米扫描，获取所述有机质孔隙特征。