针对非常规油气藏多尺度多物理场耦合渗流特征,构建精细表征储层特征的数字岩心,揭示热-物理-化学作用机制及渗流机理,建立“温度场-应力场-渗流场”多场耦合多相流动模拟方法,形成非常规油气藏渗流模拟平台。
(1)多尺度数字岩心构建
应用微米CT、扫描电镜及能谱分析等实验分析手段,获取非常规油气储层包含微裂缝及大孔隙的低分辨率岩石矿物图像信息,构建低分辨率大尺度数字岩心;研究大尺度数字岩心孔隙图像分类方法,获取高分辨率岩石矿物图像信息,构建高分辨率小尺度数字岩心;建立不同尺度数字岩心的叠加整合方法,构建非常规储层多尺度多矿物相数字岩心;建立孔隙网络提取方法,构建孔隙网络模型,形成非常规油气储层孔隙结构特征参数的计算方法,为微观流动模拟提供研究平台。
(2)“温度场-应力场-渗流场”多场耦合流动模拟
针对致密、页岩油气及深层油气开采,基于实验和微观模拟方法,建立考虑微纳孔隙内微尺度效应、吸附解吸、孔隙变形等特征的介观流动模拟方法,揭示真实数字岩心内“温度场-应力场-渗流场”多场耦合渗流机理;构建基于均化理论或体积平均法的尺度升级方法,实现岩心尺度渗流模拟,以计算宏观渗流参数;建立非常规油气储层多孔隙介质(纳米级粒内孔隙-微米级粒间孔隙-毫米级微裂缝-米级人工压裂缝)多场耦合油气藏宏观数学模型及其数值求解方法。形成介观-岩心-油气藏多尺度多场耦合模拟方法,为开发动态预测提供有效的研究手段。
(3)热-物理-化学作用机制及多相渗流模拟
针对特/超稠油热化学复合驱开采,分析热-化学剂协同作用对稠油性质和组成的影响,研究化学剂热稳定性及其与油藏流体的配伍性,阐明热-化学剂对油水两相相对渗透率协同影响规律,进而揭示蒸汽、降黏剂、驱油剂、CO2/N2等多元热流体对稠油开采的复合作用机理;针对天然气水合物藏开采,分析天然气水合物储层物性参数动态变化规律,阐明水合物开采流固耦合、气/水/水合物/岩石颗粒混合流动机制,揭示水合物抑制剂作用机理。基于以上研究,最终形成非常规油气热-物理-化学作用机制及多相多组分渗流模拟方法。