(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111507971.1 (22)申请日 2021.12.10 (71)申请人 西安石油大 学 地址 710065 陕西省西安市电子二路东段 18号 (72)发明人 程志林　张文通　高辉　王琛　 李腾　窦亮彬　 (74)专利代理 机构 西安智大知识产权代理事务 所 61215 代理人 弋才富 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G01N 15/08(2006.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种表征低渗储层非达西渗 流的方法 (57)摘要 一种表征低渗储层非达西渗流的方法， 包括 以下步骤： (一)测得岩心基本物性参数， 得到岩 心特征孔喉大小， 测得流体基本性质参数； (二) 通过岩心单相渗流实验， 获得不同压力梯度下， 流体通过岩心平均流速值， 并绘制流速与压力梯 度之间关系曲线； (三)数值求解柱坐标条件下的 Bingham‑Papanastasiou方程， 选择不同的屈 服 应力和增长指数参数值， 获得不同条件压力梯度 条件下的圆管流速与压力梯度关系， 通过与步骤 (二)实测值进行拟合， 得到最优参数组合； 本发 明将特定岩心流体流变模型带入达西方程， 形成 表征油藏尺度流体非线性渗流的非线性方程， 该 方法能够反映流体与岩石相互作用而导致的流 变性变化， 为后续开展大尺度的油藏模拟提供了 新的思路。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114201900 A 2022.03.18 CN 114201900 A 1.一种表征低渗储层非达西渗 流的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (一)测得岩心基本物性 参数， 得到岩心特 征孔喉大小； 测得流体 基本性质参数； (二)通过岩心单相渗流实验， 获得不同压力梯度下， 流体通过岩心平均流速值， 并绘制 流速与压力梯度之间关系曲线； (三)数值求解柱坐标条件下的Bingham ‑Papanastasiou方程， 选择不同的屈服应力和 增长指数参数值， 获得不同条件压力梯度条件下 的圆管流速与压力梯度关系， 通过与步骤 (二)实测值进行拟合， 得到最优参数组合。 2.根据权利要求1所述的一种表征低 渗储层非达西渗流的方法， 其特征在于， 所述步骤 (一)具体包括： (1)、 测得 所用流体的密度和黏度； (2)、 对钻取的岩心进行洗油和洗盐处理， 若岩心为储层岩心， 需洗油处理； 若不是， 则 不需要； (3)、 将岩心放置在恒温箱里烘干， 测得岩心长度和直径， 通过气测法得到孔隙度和渗 透率， 将孔隙度和渗透率带入Pit tman模型， logrt＝0.459+0.5l og K‑0.385logφ              (1) 式中， K为气测渗透率， φ为 孔隙度， 由此 得到对应岩心的特 征孔喉半径 rt。 3.根据权利要求1所述的一种表征低 渗储层非达西渗流的方法， 其特征在于， 所述步骤 (二)具体包括： (1)对经过洗盐和/或洗油处理过的岩心进行抽真空饱和流体处理； 之后将岩心放置于 驱替系统中， 保持围压恒定， 在进出 口建立压力梯度， 进行恒压驱替实验， 待出口流量保持 不变时， 记录相应压力梯度下 的流体流量， 其中， 进出口压差与岩心长度比值为压力梯度， 因此基于岩心长度， 调整 进出口压 差， 以达到设定的压力梯度； (2)继续增大压力梯度， 重复步骤(1)， 直至测得 所有设定 压力梯度下的体积流 量； (3)基于测得的岩心直径， 得到岩心截面积， 进而将所有压力梯度下的体积流量换算成 平均流速， 绘制岩心压力梯度 ‑流速关系曲线。 4.根据权利要求1所述的一种表征低 渗储层非达西渗流的方法， 其特征在于， 所述步骤 (三)具体为： 首先将岩心抽象为毛管束模型， 岩心特征孔喉半径作为毛管束半径； 之后求解流体在 圆管中的流动模型， 通过简化 Navier Stokes方程， 对于任意 流体均有， 式中， μ为流体黏度[Pa ·s]， v为流速[m/s]， r为径向上距离圆管的距离[m]， ▽P为压力 梯度[Pa/m]； 对于Bingham‑Papanastasi ou流体， 其 流变模型为 式中， μ0为塑性黏度[Pa ·s]， 这里指测得的流体黏度； τ0为流体屈服应力 [Pa]， m为增长 指数[s]， 用以调节流体流变非线性 程度； 为剪切速率[1/s ]， 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114201900 A 2将式(3)带入式(2)， 可以得到Bi ngham‑Papanastasi ou流体在圆管中的流动方程， 在圆管壁 面处， 存在边界条件， v(r)＝0                     (5) 对于式(5)， 采用有限差分法进行求 解， 具体地， 对 vi+1(r)在vi(r)的二阶泰勒展开， 式中， h为步长， v'(ri)和v”(ri)分别为v(ri)在ri的一阶和二阶偏导数， 类似地， 对vi‑1 (r)在vi(r)的二阶泰勒展开， 式(5)和(6)相减得到v'i的中心差分格式， 最终得到， 式(4)的查分离 散格式为， 在vi已知的条件下， 通过求 解式(9)得到vi‑2， 利用泰勒展开式求得vi‑1， 依次类推， 通过vi‑1求得vi‑3， 在利用vi‑1和vi‑3求得vi‑2替换原来的vi‑2， 截断误差为o (h2)， 无条件稳定； 式(9)存在两个拟合参数， 分别为τ0和m， 通过不同的参数组合， 并求解数值方程， 获得流 速‑压力梯度分布曲线与实验数据进行拟合对比， 获得最优参数组合。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114201900 A 3