宾汉姆流体在多孔介质中的有效渗透率的预测方法

摘要

一种宾汉姆流体在多孔介质中的有效渗透率的预测方法，包括如下步骤：步骤a，提供多孔介质的样本，测量多孔介质的孔隙度（φ）和颗粒半径（R）；步骤b，根据多孔介质的孔隙度（φ）和颗粒半径（R）计算多孔介质在分形模型中的结构参数；步骤c，测量宾汉姆流体的特性参数；步骤d，根据宾汉姆流体的特性参数计算宾汉姆流体在多孔介质中的平均毛细压差步骤e，根据多孔介质的结构参数、宾汉姆流体的特性参数及宾汉姆流体在多孔介质中的平均毛细压差及动力压差（Δp_m）计算宾汉姆流体的有效渗透率（K_e）。上述宾汉姆流体在多孔介质中的有效渗透率的预测方法可提高预测的精度，并可提高采油效率。

主权项

1.一种宾汉姆流体在多孔介质中的有效渗透率的预测方法，所述宾汉姆流体的本构方程为：$\tau ={\tau }_0+\mu \stackrel{·}{\gamma };$其中，式中τ为切应力，τ₀为所述宾汉姆流体的屈服应力，μ为所述宾汉姆流体的粘度，是剪切速率；其特征在于，所述预测方法包括如下步骤：步骤a，提供所述多孔介质的样本，测量所述多孔介质的孔隙度（φ）和颗粒半径（R）；步骤b，根据所述多孔介质的孔隙度（φ）和颗粒半径（R）计算所述多孔介质在分形模型中的结构参数，所述结构参数包括最小孔隙半径（r_min）、最大孔隙半径（r_max）、毛细管的直线长度（L₀）、流体路径的弯曲度（Γ）、毛细管的迂曲度分形维数（D_T）、孔隙分形维数（D_f），其分别由如下公式计算得出：$r_{\max }=\frac{R}{4}[\sqrt{2(\frac{1-0342\phi }{1-\phi }-1)}+\sqrt{\frac{2\pi (1-0.342\phi )}{\sqrt{3}(1-\phi )}}-2];$$\frac{r_{\min }}{r_{\max }}=\frac{\sqrt{2}}{24}\sqrt{\frac{1-\phi }{1-0.342\phi }};$$L_0=R\sqrt{\frac{2\pi (1-0.342\phi )}{\sqrt{3}(1-\phi )}};$$\Gamma =\frac{1}{2}[1+\frac{1}{2}\sqrt{1-\phi }+\sqrt{1-\phi }\frac{\sqrt{{(\frac{1}{\sqrt{1-\phi }}-1)}^2+\frac{1}{4}}}{1-\sqrt{1-\phi }}];$$D_T=1+\frac{\ln \Gamma }{\ln \frac{L_0}{{2r}_{\mathrm{av}}}};$$r_{\mathrm{av}}=\frac{D_f{r}_{\min }}{D_f-1}[1-{\left(\frac{r_{\min }}{r_{\max }}\right)}^{D_f-1}];$$D_f=2-\frac{\ln \phi }{\ln \frac{r_{\min }}{r_{\max }}};$步骤c，测量所述宾汉姆流体的特性参数，所述特性参数包括所述宾汉姆流体的屈服应力（τ₀）、所述宾汉姆流体的粘度（μ）、所述宾汉姆流体的表面张力（T）、所述宾汉姆流体与所述多孔介质的孔壁之间的接触角（θ）；步骤d，根据所述宾汉姆流体的表面张力（T）、所述宾汉姆流体与所述多孔介质的孔壁之间的接触角（θ）、所述多孔介质的孔隙度（φ）按照如下公式计算所述宾汉姆流体在所述多孔介质中的平均毛细压差$\Delta \overline{p_c}=\frac{2T\cos \theta D_f(1-\phi )}{r_{\min }\phi (1+D_f)};$步骤e，根据所述多孔介质的结构参数、所述宾汉姆流体的特性参数及所述宾汉姆流体在所述多孔介质中的平均毛细压差及动力压差（Δp_m）按照如下公式计算所述宾汉姆流体的有效渗透率（K_e）：K_e＝K₁+K₂-K₃；其中，$K_1=\frac{{r_{\max }}^{1+D_T}\phi (2-D_f){\mathrm{\tau \Delta p}}_m}{2^{4-D_T}{L_0}^{D_T-1}(3+D_T-D_f)(1-\phi )(\tau -{\tau }_0)({\mathrm{\Delta p}}_m+\Delta \overline{p_c})};$$K_2=\frac{{r_{\max }}^{D_T}(2-D_f)\tau \cos \mathrm{\theta T}}{2^{3-D_T}{L_0}^{D_T-1}(2+D_T-D_f)(\tau -{\tau }_0)({\mathrm{\Delta p}}_m+\Delta \overline{p_c})};$$K_3=\frac{r_{\max }{L}_0\mathrm{\tau \phi }(2-D_f){\tau }_0}{4(3-D_f)(1-\phi )(\tau -{\tau }_0)({\mathrm{\Delta p}}_m+\Delta {\bar{p}}_c)}.$