本發(fā)明涉及油氣藏co2地質(zhì)封存，尤其涉及一種基于層次分析法的co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、co2驅(qū)油與封存技術(shù)是目前石油開采和co2減排領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。通過將co2注入油藏，可以提高原油采收率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)co2的地質(zhì)封存，減少溫室氣體排放。該技術(shù)不僅能夠有效利用co2，還能緩解全球氣候變化問題。因此，研究一種高效的co2驅(qū)油與封存協(xié)同作用的注采方案具有重要的實(shí)際意義。

2、油藏的地質(zhì)條件復(fù)雜且具有不確定性，不同區(qū)域的地質(zhì)特性會(huì)顯著影響co2的驅(qū)油效果和封存效率。在co2驅(qū)油和封存過程中，需要綜合考慮多個(gè)因素，確定最優(yōu)的注采方案，以在最大化采收率的同時(shí)，確保co2安全、有效地封存。采收率是衡量注入co2提高原油采收效果的重要指標(biāo)，反映了油藏中原油被采出的比例，高采收率意味著更多的原油被開采出來，提高了油田的經(jīng)濟(jì)效益。有效應(yīng)力是影響油藏穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，過大的應(yīng)力變化可能導(dǎo)致油藏的變形或破壞，控制全局平均有效應(yīng)力的變化，有助于維持油藏的穩(wěn)定性，確保co2驅(qū)油和封存的安全性。co2前緣運(yùn)移距離是衡量co2在油藏中分布和運(yùn)移范圍的重要指標(biāo)，反映了co2的注入效果，較大的co2前緣運(yùn)移距離容易導(dǎo)致co2沿優(yōu)勢通道突進(jìn)，造成采收率低、co2泄露等問題。

3、因此，針對上述技術(shù)問題，亟需建立一種綜合考慮多個(gè)因素的co2注采方案的優(yōu)選方法，使得各評價(jià)指標(biāo)之間的權(quán)重設(shè)置科學(xué)、合理，既能提高油氣采收率又能實(shí)現(xiàn)co2的有效封存與地質(zhì)安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法及系統(tǒng)，該方法通過建立co2驅(qū)油與封存協(xié)同的地質(zhì)模型，注入井和采油井可以考慮不同的井型、射孔層位、注入速率等，以采收率、全局平均有效應(yīng)力降低的最大值及co2前緣運(yùn)移距離為評價(jià)指標(biāo)，使用層次分析法合理設(shè)置各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，最終優(yōu)選出最佳的co2驅(qū)油與封存協(xié)同的注采方案。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

3、一種co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法及系統(tǒng)，具體包括以下步驟：

4、s1、使用油藏?cái)?shù)值模擬軟件建立二氧化碳驅(qū)油與封存的地質(zhì)模型；

5、s2、根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置不同的注采方案；

6、s3、使用油藏?cái)?shù)值模擬軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，獲取各注采方案在一定周期內(nèi)的采收率、全局平均有效應(yīng)力降低的最大值和co2前緣運(yùn)移距離，作為注采方案評價(jià)指標(biāo)；

7、s4、將得到的注采方案評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理；

8、s5、再使用層次分析法建立評價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣，并做一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)通過后進(jìn)行下一步，否則重復(fù)本步驟；

9、s6、根據(jù)判斷矩陣確定各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重；

10、s7、對各注采方案的評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和，并優(yōu)選出最佳方案。

11、進(jìn)一步地，步驟s1中，使用組分模型進(jìn)行流體組分設(shè)置，設(shè)置地質(zhì)力學(xué)網(wǎng)格與初始地應(yīng)力的初始條件，包括：基質(zhì)孔隙度、滲透率、流體飽和度、壓力、初始有效地應(yīng)力、楊氏模量、泊松比、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等。

12、進(jìn)一步地，步驟s2中，地質(zhì)模型中至少設(shè)置一口co2注入井和一口采油井，co2注入井根據(jù)實(shí)際情況考慮不同的井型、注入層位和注入速率，采油井考慮不同的生產(chǎn)壓力、射孔層位、與co2注入井的距離。

13、進(jìn)一步地，步驟s3中，采收率為一定周期內(nèi)采出的油量與初始地下原油含量的比值，co2前緣運(yùn)移距離為co2氣體飽和度分布圖上co2前緣與采油井的距離，平均有效應(yīng)力是通過三維應(yīng)力計(jì)算得到的i、j、k三方向有效應(yīng)力的平均值；

14、平均有效應(yīng)力σeff的計(jì)算為：

15、

16、式中，σx、σy、σz分別為i、j、k三個(gè)方向的總應(yīng)力，α為biot系數(shù)，p為流體壓力。

17、進(jìn)一步地，步驟s4中，采收率作為正向指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，即采收率越大表示該注入方案越好；全局有效應(yīng)力降低的最大值和co2前緣運(yùn)移距離作為負(fù)向指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，即其數(shù)值越小表示該注入方案越好；其中，

18、正向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化方法為：

19、

20、負(fù)向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化方法為：

21、

22、式中，xij為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化之前的值，yij為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化之后的值，max(xi)為某一指標(biāo)下的最大值，min(xi)為某一指標(biāo)下的最小值。

23、進(jìn)一步地，步驟s5中，一致性檢驗(yàn)通過的標(biāo)準(zhǔn)為一致性比率小于0.1。

24、進(jìn)一步地，步驟s6中，確定各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的方法為：先將判斷矩陣a的列向量歸一化，然后將矩陣各行求和，再次歸一化，即可得到各指標(biāo)權(quán)重。

25、另一方面，本發(fā)明還公開了采用上述優(yōu)選方法的系統(tǒng)，包括：模型建立及方案設(shè)計(jì)單元、數(shù)據(jù)采集處理單元和綜合評價(jià)單元，其中，

26、模型建立及方案設(shè)計(jì)單元，用于建立co2驅(qū)油與封存協(xié)同的地質(zhì)模型，并設(shè)計(jì)不同的注采方案；

27、數(shù)據(jù)采集處理單元，用于獲取評價(jià)指標(biāo)并進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理；

28、綜合評價(jià)單元，使用層次分析法計(jì)算評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，對各方案進(jìn)行評價(jià)并優(yōu)選出最佳的注采方案。

29、另外，本發(fā)明還公開了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)執(zhí)行上述co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法及系統(tǒng)。

30、本發(fā)明的有益效果是，通過建立co2驅(qū)油與封存協(xié)同的地質(zhì)模型，注入井和采油井可以考慮不同的井型、射孔層位、注入速率等，以采收率、全局平均有效應(yīng)力降低的最大值及co2前緣運(yùn)移距離為評價(jià)指標(biāo)，使用層次分析法合理設(shè)置各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，最終優(yōu)選出最佳的co2驅(qū)油與封存協(xié)同的注采方案。

31、該方法能夠考慮co2驅(qū)油與封存協(xié)同作用的經(jīng)濟(jì)性、安全性與有效性，在多目標(biāo)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，能夠科學(xué)合理地確定各指標(biāo)的權(quán)重，并優(yōu)選出最優(yōu)的注采方案，不僅可以提高原油采收率，還能確保co2在油藏中的有效封存，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

技術(shù)特征：

1.一種co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟s1中，使用組分模型進(jìn)行流體組分設(shè)置，設(shè)置地質(zhì)力學(xué)網(wǎng)格與初始地應(yīng)力的初始條件，包括：基質(zhì)孔隙度、滲透率、流體飽和度、壓力、初始有效地應(yīng)力、楊氏模量、泊松比、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角。

3.如權(quán)利要求2所述的一種co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟s2中，地質(zhì)模型中至少設(shè)置一口co2注入井和一口采油井，co2注入井根據(jù)實(shí)際情況考慮不同的井型、注入層位和注入速率，采油井考慮不同的生產(chǎn)壓力、射孔層位、與co2注入井的距離。

4.如權(quán)利要求3所述的一種co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟s3中，采收率為一定周期內(nèi)采出的油量與初始地下原油含量的比值，co2前緣運(yùn)移距離為co2氣體飽和度分布圖上co2前緣與采油井的距離，平均有效應(yīng)力是通過三維應(yīng)力計(jì)算得到的i、j、k三方向有效應(yīng)力的平均值；

5.如權(quán)利要求4所述的一種co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟s4中，采收率作為正向指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，即采收率越大表示該注入方案越好；全局有效應(yīng)力降低的最大值和co2前緣運(yùn)移距離作為負(fù)向指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，即其數(shù)值越小表示該注入方案越好；其中，

6.如權(quán)利要求5所述的一種co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟s5中，一致性檢驗(yàn)通過的標(biāo)準(zhǔn)為一致性比率小于0.1。

7.如權(quán)利要求6所述的一種co2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟s6中，確定各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的方法為：先將判斷矩陣a的列向量歸一化，然后將矩陣各行求和，再次歸一化，即可得到各指標(biāo)權(quán)重。

8.一種采用如權(quán)利要求7所述優(yōu)選方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：模型建立及方案設(shè)計(jì)單元、數(shù)據(jù)采集處理單元和綜合評價(jià)單元，其中：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求7所述優(yōu)選方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種CO2驅(qū)油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法及系統(tǒng),涉及油氣藏CO2地質(zhì)封存技術(shù)領(lǐng)域，包括：建立二氧化碳驅(qū)油與封存的地質(zhì)模型；根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置不同的注采方案；將采收率、全局平均有效應(yīng)力降低的最大值和CO2前緣運(yùn)移距離作為注采方案評價(jià)指標(biāo)；進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理；使用層次分析法建立評價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣并做一致性檢驗(yàn)，通過后進(jìn)行下一步；根據(jù)判斷矩陣確定各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重；對各注采方案的評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和，并優(yōu)選出最佳方案。本發(fā)明考慮CO2驅(qū)油與封存協(xié)同作用的經(jīng)濟(jì)性、安全性與有效性，在多目標(biāo)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理地確定各指標(biāo)的權(quán)重并優(yōu)選出最優(yōu)的注采方案，不僅可以提高原油采收率，還能確保CO2在油藏中的有效封存。

技術(shù)研發(fā)人員：劉樹陽,王志強(qiáng),孫寶江,劉峻嶸,徐建春
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（華東）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19