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申请/专利权人：中国石油大学(华东)

摘要：本发明属于非常规油藏微观开采的技术领域，具体的涉及一种基于LBM综合沥青质沉积的油藏气驱多相流动模拟方法。一种基于LBM综合沥青质沉积的油藏气驱多相流动模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）非常规油藏储层多孔介质结构表征；（2）建立表征油藏储层多孔介质内多相多组分流动的MRT‑MCMP‑LBM基础模型；（3）扩散系数表征；（4）沥青质沉积表征。该模拟方法建立了一种同时考虑沥青质沉积、相间传质和非均质润湿性的多松弛多相多组分格子玻尔兹曼模型（MRT‑MCMP‑LBM），采用所述的模拟方法与高温高压油藏气驱微流控实验进行验证，研究了不同影响因素下的沥青质沉积行为，为高效开发非常规油藏提供理论与技术支持。

主权项：1.一种基于LBM综合沥青质沉积的油藏气驱多相流动模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）非常规油藏储层多孔介质结构表征：首先，通过imageJ软件将非常规油藏储层的铸体薄片或扫描电镜图片处理成油藏储层多孔介质结构表征的黑白图片；然后，通过Matlab软件中的imread读取所得的油藏储层多孔介质结构表征的黑白图片并得到其各像素点的灰度值，形成灰度值图像；通过im2bw使用阈值变换法将所得的灰度值图像转化为0和1代表的纯黑白的二值图像，其中0代表纯黑，1代表纯白；通过imresize函数对二值图像进行缩放处理，得到大小为lx×ly的二维多孔介质流场的空间节点数值表征数组S，数组S包含0和1两个数值；将数组中的0和1两个数值进行互换，使0由二值图像中所代表的纯黑换成代表纯白，且代表流体节点；使1由二值图像中所代表的纯白换成代表纯黑，且代表固体节点；（2）建立表征油藏储层多孔介质内多相多组分流动的MRT-MCMP-LBM基础模型；首先，采用D2Q9离散速度模型得到油藏储层多孔介质内的某一种流体基于粒子分布函数描述的流体在离散相空间中碰撞和迁移的MRT-LBM演化方程，并构建表征油藏储层多孔介质内的多相流体流动的MRT-LBM模型；然后，基于MRT-LBM模型，通过添加Shan-Chen伪势模型表征流体粒子间的相互作用力，流体粒子与固体之间的相互作用力以及流体收到的体相力，得到模拟油藏储层多孔介质内多相多组分流动的MRT-MCMP-LBM模型；（3）扩散系数表征：根据菲克定律获取某一扩散系数下的流体密度分布曲线，对步骤（2）所得MRT-MCMP-LBM模型中的流体粒子间相互作用力的流体间作用参数进行修正；（4）沥青质沉积表征：①沥青质沉积的反应模型为：；式中，D为扩散系数，m2·s-1；C为气体浓度，mol·m-3；kd为沉积速率常数，mol·m-2·s-1·MPa-1；Ce为平衡饱和浓度，mol·m-3；n为界面的法向；②沥青质的沉积条件：在步骤（3）所得的MRT-MCMP-LBM模型中，沥青质沉淀条件通过流体密度分布函数表示如下： ；式中，ρdep为满足沥青质析出阈值的注入气-油格子密度差；沥青质沉积速度：；其中，为沥青质密度分布函数，为沥青质沉积临界阈值； ρ oil-min为满足沥青质析出阈值的原油最小格子密度； ρ oil-max为满足沥青质析出阈值的原油最大格子密度； 为油的密度分布函数； 为注入气的密度分布函数；③沥青质析出的流固相变过程通过逆VOP固相更新法表征：当流体节点处满足沥青质沉积条件，流体节点转变为固体节点，逆VOP固相更新方程为：；式中，V为无量纲固相体积，t为无量纲时间，As为反应比表面积，为摩尔体积，kd为沉积速率常数，fe为平衡分布函数，f为分布函数；积分后的显式方程表达为：；式中，Vt+δt为沥青质析出后无量纲固相体积，Vt为沥青质析出前无量纲固相体积，As为反应比表面积，为摩尔体积，kd为沉积速率常数，fe为平衡分布函数，f为分布函数，δt为单位时间步长；④沥青质的非均质润湿性通过设置步骤（2）所得MRT-MCMP-LBM模型中的流体粒子与固体之间相互作用力的流-固作用参数进行表征；初始水湿岩石颗粒S=1的流-固作用参数S=1始终保持不变，其取值范围为[-1，0]；新生成的沥青质颗粒T=1的流-固作用参数T=1根据沥青质的析出位置不断更新，其取值范围为[0，1]，具体表示为油湿，即S=1与T=1设置不同数值；初始流场S中的固体节点为S=1的点，生成沥青质T的固体节点为T=1的点，总固体节点V为V=1的点，总固体节点数（V=1）=初始流场的固体节点数（S=1）+生成沥青质的固体节点数（T=1）；在固体点位置处设置半步长反弹边界；⑤沥青质聚集特征的模拟：当某沥青质固体节点的相邻节点为流体点，根据密度梯度最大的流体点具有潜在增长趋势以及D2Q9模型离散速度方向的增长概率，选取该邻近流体点转化为固体点，以模拟沥青质颗粒倾向于聚集的强自亲合力特征；具体为设置在该固体点处向九个方向的不同生长概率进行表征，通过二维四参数随机增长方法，设定生长周期时间，使沥青质节点定时随机向周边生长，模拟沥青质的聚集特征；⑥沥青质生成的作用时间通过设置逆VOP固相更新反应的起始时间模拟初始注入后的油气相互作用时间；通过步骤（1）-（4）完成耦合沥青质沉积、相间传质和非均质润湿性的多松弛多相多组分LBM模型的构建；（5）利用所构建的模型模拟、运行，获取流体宏观数据，通过Matlab进行可视化处理，即可获取沥青质沉积模拟的效果图。

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