低滲透油藏空氣驅數值模擬方法及裝置與流程
2023-05-30 13:30:26
本發明涉及油氣開採技術領域，具體而言，涉及一種低滲透油藏空氣驅數值模擬方法及裝置。
背景技術：
低滲油藏空氣驅採油是利用注氣井把空氣注入油層，以補充和保持油層壓力，地層原油與注入空氣中的氧氣在油藏條件下(溫度、壓力)發生的氧化反應，利用氧化產物煙道氣驅效應、氧化生熱效應採油的一種措施。20世紀60年代以來，世界上許多國家包括美國、俄羅斯等都開展過低滲油藏注空氣技術研究，許多深層輕質油藏開展了注空氣礦場試驗，均取得了技術上和經濟上的成功。因此，在開採前依據採集地質的參數模擬低滲油藏空氣驅採油，分析油藏中的組分濃度分布、組分濃度變化對溫度前緣的影響顯得尤為重要。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明實施例的目的在於提供一種低滲透油藏空氣驅數值模擬方法及裝置，模擬空氣驅過程中的溫度變化以及組分的濃度分布，以達到更好的認識空氣驅過程並且計算開採過程中採收率變化情況的目的。
本發明實施例提供一種低滲透油藏空氣驅數值模擬方法，所述方法包括：建立三維油藏網格模型，並設置油藏地質屬性，所述油藏地質屬性包括初始油藏壓力、初始油藏溫度、初始油藏滲透率；依據原油物性分別計算流體的密度和粘度，所述流體包括水相、油相和氣相；依據相對滲透率曲線及毛細管壓力曲線分別計算所述水相、所述油相以及所述氣相的滲透率和擴散係數；計算相間界面面積，依據相間界面面積計算相間界面傳質速率；依據阿倫紐斯方程計算熱採數值模擬過程中的化學反應速率；限定油藏的邊界條件和溫度的邊界條件；計算時間步長大小；依據所述流體的密度和粘度、所述水相、所述油相以及所述氣相的滲透率和擴散係數、化學反應速率、所述流體的邊界條件和溫度的邊界條件以及時間步長大小採用隱式差分格式求解並生成不同時間狀態的模擬結果。
本發明實施例還提供一種低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置，所述裝置包括：網格建立模塊，用於建立三維油藏網格模型，並設置油藏地質屬性，所述油藏地質屬性包括初始油藏壓力、初始油藏溫度、初始油藏滲透率；流體性質計算模塊，用於依據原油物性分別計算流體的密度和粘度，所述流體包括水相、油相和氣相；三相滲流計算模塊，用於依據相對滲透率曲線及毛細管壓力曲線分別計算所述水相、所述油相以及所述氣相的滲透率和擴散係數；相間面積計算模塊，用於計算相間界面面積，依據相間界面面積計算相間界面傳質速率；反應速率計算模塊，用於依據阿倫紐斯方程計算熱採數值模擬過程中的化學反應速率；邊界條件限定模塊，用於限定油藏的邊界條件和溫度的邊界條件；步長限定模塊，用於計算時間步長大小；模型求解模塊，用於依據所述流體的密度和粘度、所述水相、所述油相以及所述氣相的滲透率和擴散係數、化學反應速率、所述流體的邊界條件和溫度的邊界條件以及時間步長大小採用隱式差分格式求解並生成不同時間狀態的模擬結果。
與現有技術相比，本發明實施例提供一種低滲透油藏空氣驅數值模擬方法及裝置，可以更精確的模擬空氣驅過程中的溫度變化以及組分的濃度分布，並且計算開採過程中採收率變化情況，以達到更好的認識空氣驅過程並提高預測準確性目的。由於是將相間的質量交換考慮成了動態的過程，因此可得到更為貼近現實的組分在油氣水中的濃度分布，還可以反映真實的反應低滲油藏中的開採情況。通過模擬在空氣驅過程中的組分濃度變化對溫度前緣的影響，進一步提高人們對空氣驅過程中低溫氧化的認識。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1為本發明較佳實施例提供的電子設備的方框示意圖。
圖2為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置的功能模塊示意圖。
圖3a為本發明較佳實施例提供的三維網格分布圖在x、y軸方向的網格分布。
圖3b為本發明較佳實施例提供的三維網格分布圖在y、z軸方向的網格分布。
圖4為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置得到的氧氣組分在氣相內不同時刻分布圖。
圖5為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置得到的氮氣組分在氣相內不同時刻分布圖。
圖6為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置得到不同時刻的z方向第4層位的氣相飽和度分布。
圖7為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置得到不同時刻的壓力分布。
圖8為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置得到不同時刻的z方向第4層位的油相飽和度。
圖9為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置得到不同時刻的z方向第4層位的液相溫度分布圖。
圖10為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置得到不同滲透率下的原油日產量及採收率曲線圖。
圖11為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置得到不同注入氧氣摩爾分數下的原油採收率曲線圖。
圖12為本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬方法的流程圖。
圖標：10-電子設備；101-存儲器；102-存儲控制器；103-處理器；104-外設接口；105-顯示單元；106-音頻單元；107-輸入輸出單元；200-低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置；201-網格建立模塊；202-流體性質計算模塊；203-三相滲流計算模塊；204-相間面積計算模塊；205-反應速率計算模塊；206-邊界條件限定模塊；207-步長限定模塊；208-模型求解模塊。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本發明的描述中，術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
請參考圖1，是本發明實施例提供的電子設備10的方框示意圖，本發明實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置200可應用於電子設備10中。所述電子設備10可以是，但不限於個人電腦(personalcomputer，pc)、平板電腦等。所述電子設備10的作業系統可以是，但不限於，安卓系統、ios(iphoneoperatingsystem)系統、windows系統等。
於本發明實施例中，所述電子設備10還包括存儲器101、存儲控制器102、處理器103、外設接口104、顯示單元105、音頻單元106以及輸入輸出單元107。
所述存儲器101、存儲控制器102、處理器103、外設接口104、顯示單元105、音頻單元106以及輸入輸出單元107，各元件相互之間直接或間接地電性連接，以實現數據的傳輸或交互。例如，這些元件相互之間可通過一條或多條通訊總線或信號線實現電性連接。所述低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置200包括至少一個可以軟體或固件(firmware)的形式存儲於所述存儲器101中或固化在所述電子設備10的作業系統(operatingsystem，os)中的軟體功能模塊。所述處理器103用於執行存儲器101中存儲的可執行模塊，例如，所述低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置200包括的軟體功能模塊或電腦程式。
處理器103可能是一種集成電路晶片，具有信號的處理能力。上述的處理器103可以是通用處理器，包括中央處理器(centralprocessingunit，簡稱cpu)、網絡處理器(networkprocessor，簡稱np)等；還可以是數位訊號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現成可編程門陣列(fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者電晶體邏輯器件、分立硬體組件。可以實現或者執行本發明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器103也可以是任何常規的處理器等。
所述外設接口104將各種輸入/輸出裝置耦合至處理器103以及存儲器101。在一些實施例中，外設接口104，處理器103以及存儲控制器102可以在單個晶片中實現。在其他一些實例中，他們可以分別由獨立的晶片實現。
顯示單元105在所述電子設備1010與用戶之間提供一個交互界面(例如用戶操作界面)或用於顯示圖像數據給用戶參考。在本實施例中，所述顯示單元105可以是液晶顯示器或觸控顯示器。
音頻單元106向用戶提供音頻接口，其可包括一個或多個麥克風、一個或者多個揚聲器以及音頻電路。
輸入輸出單元107用於提供給用戶輸入數據實現用戶與所述電子設備10的交互。所述輸入輸出單元107可以是，但不限於，滑鼠和鍵盤等。
請參考圖2，是本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置200的方框示意圖。所述低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置200包括網格建立模塊201、流體性質計算模塊202、三相滲流計算模塊203、相間面積計算模塊204、反應速率計算模塊205、邊界條件限定模塊206、步長限定模塊207以及模型求解模塊208。
所述網格建立模塊201，用於建立三維油藏網格模型，並設置油藏地質屬性，所述油藏地質屬性包括初始油藏壓力、初始油藏溫度、初始油藏滲透率。
如圖3a和圖3b所示，是本發明較佳實施例提供的三維網格分布圖分別在x、y軸和y、z軸的網格分布。依據需要模擬的油藏尺寸，建立相應的網格，本實施例採用長方體油藏模型，設置油藏尺寸為100×100×25，並對網格序號按照point＝nx+(ny-1)xnum+(nz-1)(xnumynum)進行排序。
其中，point為網格序號，nx，ny，nz分別為x軸，y軸，z軸方向上的網格序號，xnum，ynum，znum分別是x軸，y軸，z軸方向上的網格數量。
油藏初始溫度壓力條件設置可先賦予油藏整體一個初始溫度和壓力，此溫度和壓力為油藏的固有性質，是油藏開採前的油藏狀態。實際油藏的溫度壓力分布往往較為複雜，非均質性較強，模型為了簡便起見，設置油藏內所有網格的初始溫度壓力相同。在模型所有參數設置完後在油藏中不考慮生產井與注入井，待油藏流體自行達到平衡的方式建立油藏初始條件。
進一步，建立地層滲透率及地層孔隙度隨溫度壓力變化模型：
孔隙度隨溫度壓力的變化關係為φ＝φ0(1+cpf(p-p0)-ctf(t-t0))，
滲透率通過孔隙度以卡曼方程表示：
其中，φ0為初始油藏孔隙度，cpf為孔隙壓縮係數，單位為1/pa，ctf為孔隙等壓膨脹係數，單位為1/k，k0為初始油藏滲透率，單位為md，p0為初始油藏壓力，單位為pa，t0為初始油藏溫度，單位為k。
所述流體性質計算模塊202，用於依據原油物性分別計算流體的密度和粘度，所述流體包括水相、油相和氣相。故需要計算水相、油相和氣相的密度。計算流體性質需要設置的組分參數為：組分摩爾分數z，組分分子質量m，組分臨界參數：臨界體積vci，臨界溫度tci，臨界壓力pci，偏心因子wi。
具體的，所述水相密度依據方程：
計算；
所述油相密度依據方程：計算；
所述氣相密度通過rk方程：計算；
混合體系z的三次方程為：z3-z2+(a-b-b2)z-ab＝0，其中，
a＝0.427480·(p/pc)·(tc/t)2.5，b＝0.086640·(p/pc)·(tc/t)，
其中，xw，xo分別是水相，油相組分摩爾分數，分別是水相，油相內參考組分密度，cpw，cpo分別是水相，油相壓縮係數，單位為1/pa，ctw，cto分別是水相，油相等壓膨脹係數，單位為1/k，pc，tc為由熱力學原理計算得到的參數，pci，tci為流體的臨界壓力及溫度。
計算所述流體的相對密度：
ρr＝ρ·∑xivci，其中，
通過公式
[(μg-μ*)ξ+10-4]1/4＝0.10202+0.055258ρr-0.011430ρr2+0.0047894ρr3+tr-3.2508ρr4，msum＝∑xm和tsum＝∑trix計算氣相粘度；
通過公式
計算油相粘度；
計算大氣壓力下的地層水粘度：
100℉<t<400℉且ws<26％
壓力對地層水粘度影響通過以下公式表示：
86℉<t<167℉且14000psia<p
其中，tri為臨界相對溫度，μg為氣相粘度，μo為油相粘度，μw為水相粘度，μk為液相粘度，ws為地層水含鹽量。
所述三相滲流計算模塊203，用於依據相對滲透率曲線及毛細管壓力曲線分別計算所述水相、所述油相以及所述氣相的滲透率和擴散係數。
具體的，所述氣相和所述水相通過相對滲透率曲線插值得到；
油相相對滲透率為：
液相的擴散係數為：其中，
vbi＝0.285(vcim)1.048
氣相擴散係數計算涉及系列熱力學參數，其計算過程如下：
ξi＝kb(0.7915+0.1963ωi)tci，其中ωi為偏心因子。
kb＝1.3805*10-16，
其中，kb為玻爾茲曼常數，y為氣相組分摩爾分布，ρg為氣相密度，g/cm3；σ為勢常數，10-10m，ω為擴散碰撞積分，無因次。
則氣相擴散係數為：
其中，kog，kow分別為油相在油氣和油水相對滲透率曲線下的相對滲透率，krw，krg，分別為水相，氣相相對滲透率；dik為液相的擴散係數，xig為氣相摩爾濃度，dij表示i，j組分間的相互擴散係數。
相間面積計算模塊204，用於計算相間界面面積，依據相間界面面積計算相間界面傳質速率。
通過方程：
agw＝a1(pwgmax-pcwg)(1-sw)+a2(pwgmax-pcwg)2-(1-sw)+a3(pwgmax-pcwg)(1-sw)2
計算氣水間界面面積；
通過方程：
ago＝a1(pogmax-pcog)(1-so)+a2(pogmax-pcog)2-(1-so)+a3(pogmax-pcog)(1-so)2計算油氣間界面面積；
將界面間質量傳遞設置為組分蒸發及組分溶解，其中組分蒸發速率表示為：
組分溶解速率表示為：
其中dilef，digef分別為液相，氣相內等效擴散係數；dl，dg分別為液，氣相等效網格距離；cil,s，cig,s分別為液，氣相內組分達到平衡時的摩爾分數；cil，cig分別為液，氣相內組分摩爾分數。
其中液相組分平衡濃度由亨利定律計算得到：
氣相組分平衡濃度由拉烏爾定律計算得到
其中hio，hiw分別為油，水相內組分對應的亨利常數；pis為氣相飽和蒸汽壓。
考慮到多孔介質內部結構複雜，會對氣體分子的運動造成影響，即分子實際經過的路徑與其在多孔介質內運動距離有如下關係：l*＝l×τ×φ。
故考慮迂曲度對分子運動的影響，對氣相擴散係數進行修正：
dig,o,wef＝τφsg,o,wdig,o,w
其中，a1，a2，a3通過實驗擬合得到，pwgmax，pogmax分別為氣水，油氣毛細管力最大值，pcwg，pcog別為氣水，油氣毛細管壓力，φ為油藏孔隙度，τ為迂曲度，sg,o,w為三相(水相、液相、氣相)的飽和度，dig,o,wef為修正後的氣相擴散係數，dig,o,w為未修正的氣相擴散係數。
所述反應速率計算模塊205，用於依據阿倫紐斯方程計算熱採數值模擬過程中的化學反應速率。
通過阿瑞紐斯方程表徵反應速率，其表達式如下：
其中，其中ark為頻率因子，eak為活化能，r為氣體常數，tf為流體溫度，ek為反應級數。
建立質量與能量守恆方程並求解，其中質量守恆方程如下所示：
∑cig＝1，∑cio＝1，∑ciw＝1，
μg＝μg(p,tf,cig,…)，μo＝μo(p,tf,cio,…)，μw＝μw(p,tf,ciw,…)
ρg＝ρg(p,tf,cig,…)，ρo＝ρo(p,tf,cio,…)，ρw＝ρw(p,tf,ciw,…)
dig＝dig(ρg,tf,cig,…)，dio＝dio(μo,tf,cio,…)，diw＝diw(μw,tf,cio,…)，
pg＝p+pcog，pw＝p-pcow；
其中，γ為重度；分別為因反應生成，消耗的氣相組分；分別為因反應生成，消耗的油相組分；分別為因反應生成，消耗的水相組分；分別為因反應生成，消耗的固相組分。
以上質量守恆方程為油藏數值模擬求解方程中的主幹部分，為流體在油藏中流動的滲流方程，而油藏外邊界及注入井採出井對油藏的影響則是由邊界條件設定的。
所述邊界條件限定模塊206，用於限定油藏的邊界條件和溫度的邊界條件。
具體的，油藏外邊界條件為：
與生產井相連接的網格處內邊界條件為：
與注入井相連接的網格處內邊界條件為：
其中kh為幾何平均滲透率，
req等效井距，為
其中，δx及δy為x與y方向上的網格尺寸，即網格在x，y方向上的長度。
將將溫度分為地層巖石溫度與地層流體溫度，具體偏微分方程表達式如下：
固相能量守恆：
流體能量守恆：
其中分別為氣，水油三相滲流速度。
其中流體/固相界面面積表示為：
其中表面熱傳遞係數表示為：ks為油藏絕對滲透率，dp為地層顆粒直徑。
溫度場外邊界條件為：
與生產井相連接的網格處內邊界條件為：
與注入井相連接的網格處內邊界條件為：
所述步長限定模塊207，用於計算時間步長大小。通過用戶輸入單位時間步長內最大壓力變化，溫度變化，濃度變化來限制時間步長大小。
具體的，時間步長為：
其中δtmin，δpmax，δtfmax，δcikmax分別為用戶設置的最小時間步長，最大壓力變化，最大流體溫度變化，最大組分濃度變化。
所述模型求解模塊208，用於依據所述流體的密度和粘度、所述水相、所述油相以及所述氣相的滲透率和擴散係數、化學反應速率、所述流體的邊界條件和溫度的邊界條件以及時間步長大小採用隱式差分格式求解並生成不同時間狀態的模擬結果。
如圖4-9，通過模型求解模塊208可以得到在氧氣組分在氣相內不同時刻分布、氮氣組分在氣相內不同時刻分布、不同時刻的z方向的氣相飽和度分布、不同時刻的壓力分布、不同時刻的z方向的油相飽和度、不同時刻的z方向的液相溫度分布模型圖，可以在顯示單元105上顯示。
請參考圖10，是本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置200得到不同滲透率下的原油日產量及採收率曲線圖。其中，在2000天的時刻，原油日產量低到高對應的滲透率排布為0.5、1、2、4，採收率低到高對應的滲透率排布為0.5、1、2、4。
請參考圖11，是本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置200得到不同注入氧氣摩爾分數下的原油採收率曲線圖。其中，在4000天的時刻，原油採收率由低到高對應的氧氣摩爾分數排布為0％、20％、40％、60％、800％、100％。
請參考圖12，是本發明較佳實施例提供的低滲透油藏空氣驅數值模擬方法的流程圖。需要說明的是，本發明所述的低滲透油藏空氣驅數值模擬方法並不以圖12以及以下所述的具體順序為限制。應當理解，在其它實施例中，本發明所述的低滲透油藏空氣驅數值模擬方法其中部分步驟的順序可以根據實際需要相互交換，或者其中的部分步驟也可以省略或刪除。本實施例的低滲透油藏空氣驅數值模擬方法應用於低滲透油藏空氣驅數值模擬裝置200。下面將對圖12所示的具體流程進行詳細闡述。請參閱圖12，所述低滲透油藏空氣驅數值模擬方法包括：
步驟s101，建立三維油藏網格模型，並設置油藏地質屬性。所述油藏地質屬性包括初始油藏壓力、初始油藏溫度、初始油藏滲透率。
依據需要模擬的油藏尺寸，建立相應的網格，本實施例採用長方體油藏模型，設置油藏尺寸為100×100×25，並對網格序號按照point＝nx+(ny-1)xnum+(nz-1)(xnumynum)進行排序。
其中，point為網格序號，nx，ny，nz分別為x軸，y軸，z軸方向上的網格序號，xnum，ynum，znum分別是x軸，y軸，z軸方向上的網格數量。
本發明實施例中，所述步驟s101可以由網格建立模塊201執行。
步驟s102，依據原油物性分別計算流體的密度和粘度。其中，所述流體包括水相、油相和氣相。
計算流體性質需要設置的組分參數為：組分摩爾分數z，組分分子質量m，組分臨界參數：臨界體積vci，臨界溫度tci，臨界壓力pci，偏心因子wi。
具體的，所述水相密度依據方程：
計算；
所述油相密度依據方程：計算；
所述氣相密度通過rk方程：計算；
混合體系z的三次方程為：z3-z2+(a-b-b2)z-ab＝0，其中，
a＝0.427480·(p/pc)·(tc/t)2.5，b＝0.086640·(p/pc)·(tc/t)，
其中，xw，xo分別是水相，油相組分摩爾分數，分別是水相，油相內參考組分密度，cpw，cpo分別是水相，油相壓縮係數，單位為1/pa，ctw，cto分別是水相，油相等壓膨脹係數，單位為1/k，pc，tc為由熱力學原理計算得到的參數，pci，tci為流體的臨界壓力及溫度。
計算所述流體的相對密度：
ρr＝ρ·∑xivci，其中，
通過公式
[(μg-μ*)ξ+10-4]1/4＝0.10202+0.055258ρr-0.011430ρr2+0.0047894ρr3+tr-3.2508ρr4，msum＝∑xm和tsum＝∑trix計算氣相粘度；
通過公式
計算油相粘度；
計算大氣壓力下的地層水粘度：
100℉<t<400℉且ws<26％
壓力對地層水粘度影響通過以下公式表示：
86℉<t<167℉且14000psia<p
其中，tri為臨界相對溫度，μg為氣相粘度，μo為油相粘度，μw為水相粘度，μk為液相粘度，ws為地層水含鹽量。
本發明實施例中，所述步驟s102可以由流體性質計算模塊202執行。
步驟s103，依據相對滲透率曲線及毛細管壓力曲線分別計算所述水相、所述油相以及所述氣相的滲透率和擴散係數。
具體的，所述氣相和所述水相通過相對滲透率曲線插值得到；
油相相對滲透率為：
液相的擴散係數為：其中，
vbi＝0.285(vcim)1.048
氣相擴散係數為：
其中，kog，kow分別為油相在油氣和油水相對滲透率曲線下的相對滲透率，krw，krg，分別為水相，氣相相對滲透率；dik為液相的擴散係數，xig為氣相摩爾濃度，dij表示i，j組分間的相互擴散係數。
本發明實施例中，所述步驟s103可以由三相滲流計算模塊203執行。
步驟s104，計算相間界面面積，依據相間界面面積計算相間界面傳質速率。
通過方程：
agw＝a1(pwgmax-pcwg)(1-sw)+a2(pwgmax-pcwg)2-(1-sw)+a3(pwgmax-pcwg)(1-sw)2計算氣水間界面面積；
通過方程：
ago＝a1(pogmax-pcog)(1-so)+a2(pogmax-pcog)2-(1-so)+a3(pogmax-pcog)(1-so)2計算油氣間界面面積；
將界面間質量傳遞設置為組分蒸發及組分溶解，其中組分蒸發速率表示為：
組分溶解速率表示為：
其中dilef，digef分別為液相，氣相內等效擴散係數；dl，dg分別為液，氣相等效網格距離；cil,s，cig,s分別為液，氣相內組分達到平衡時的摩爾分數；cil，cig分別為液，氣相內組分摩爾分數。
本發明實施例中，所述步驟s104可以由相間面積計算模塊204執行。
步驟s105，依據阿倫紐斯方程計算熱採數值模擬過程中的化學反應速率。
本發明實施例中，所述步驟s105可以由反應速率計算模塊205執行。
步驟s106，限定油藏的邊界條件和溫度的邊界條件。
本發明實施例中，所述步驟s105可以由邊界條件限定模塊206執行。
步驟s107，計算時間步長大小。
本發明實施例中，所述步驟s107可以由邊界條件限定模塊206執行。
步驟s108，求解並生成不同時間狀態的模擬結果。依據步驟s101至步驟s106的求解並生成不同時間狀態的模擬結果。
本發明實施例中，所述步驟s108可以由模型求解模塊208執行。
綜上所述，本發明實施例提供一種低滲透油藏空氣驅數值模擬方法及裝置，通過建立三維油藏網格模型，並設置油藏地質屬性；依據原油物性分別計算流體的密度和粘度；計算所述水相、所述油相以及所述氣相的滲透率和擴散係數；計算相間界面面積，依據相間界面面積計算相間界面傳質速率；計算熱採數值模擬過程中的化學反應速率；限定油藏的邊界條件和溫度的邊界條件；計算時間步長大小；最後綜合上述結果求解並生成不同時間狀態的模擬結果。
可以更精確的模擬空氣驅過程中的溫度變化以及組分的濃度分布，並且計算開採過程中採收率變化情況，以達到更好的認識空氣驅過程並提高預測準確性的目的。由於是將相間的質量交換考慮成了動態的過程，因此可得到更為貼近現實的組分在油氣水中的濃度分布，還可以反映真實的反應低滲油藏中的開採情況。通過模擬在空氣驅過程中的組分濃度變化對溫度前緣的影響，進一步提高了人們對空氣驅過程中低溫氧化的認識。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。