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

背景技術：

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

2、油藏的地質條件復雜且具有不確定性，不同區(qū)域的地質特性會顯著影響co2的驅油效果和封存效率。在co2驅油和封存過程中，需要綜合考慮多個因素，確定最優(yōu)的注采方案，以在最大化采收率的同時，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，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，提高了油田的經濟效益。有效應力是影響油藏穩(wěn)定性的關鍵參數，過大的應力變化可能導致油藏的變形或破壞，控制全局平均有效應力的變化，有助于維持油藏的穩(wěn)定性，確保co2驅油和封存的安全性。co2前緣運移距離是衡量co2在油藏中分布和運移范圍的重要指標，反映了co2的注入效果，較大的co2前緣運移距離容易導致co2沿優(yōu)勢通道突進，造成采收率低、co2泄露等問題。

3、因此，針對上述技術問題，亟需建立一種綜合考慮多個因素的co2注采方案的優(yōu)選方法，使得各評價指標之間的權重設置科學、合理，既能提高油氣采收率又能實現(xiàn)co2的有效封存與地質安全性。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種co2驅油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法及系統(tǒng)，該方法通過建立co2驅油與封存協(xié)同的地質模型，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、全局平均有效應力降低的最大值及co2前緣運移距離為評價指標，使用層次分析法合理設置各評價指標的權重，最終優(yōu)選出最佳的co2驅油與封存協(xié)同的注采方案。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案：

3、一種co2驅油與封存協(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、使用油藏數值模擬軟件建立二氧化碳驅油與封存的地質模型；

5、s2、根據實際情況設置不同的注采方案；

6、s3、使用油藏數值模擬軟件進行數值模擬，獲取各注采方案在一定周期內的采收率、全局平均有效應力降低的最大值和co2前緣運移距離，作為注采方案評價指標；

7、s4、將得到的注采方案評價指標進行數據標準化處理；

8、s5、再使用層次分析法建立評價指標的判斷矩陣，并做一致性檢驗，檢驗通過后進行下一步，否則重復本步驟；

9、s6、根據判斷矩陣確定各評價指標的權重；

10、s7、對各注采方案的評價指標進行加權求和，并優(yōu)選出最佳方案。

11、進一步地，步驟s1中，使用組分模型進行流體組分設置，設置地質力學網格與初始地應力的初始條件，包括：基質孔隙度、滲透率、流體飽和度、壓力、初始有效地應力、楊氏模量、泊松比、內聚力、內摩擦角等。

12、進一步地，步驟s2中，地質模型中至少設置一口co2注入井和一口采油井，co2注入井根據實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壓力、射孔層位、與co2注入井的距離。

13、進一步地，步驟s3中，采收率為一定周期內采出的油量與初始地下原油含量的比值，co2前緣運移距離為co2氣體飽和度分布圖上co2前緣與采油井的距離，平均有效應力是通過三維應力計算得到的i、j、k三方向有效應力的平均值；

14、平均有效應力σeff的計算為：

15、

16、式中，σx、σy、σz分別為i、j、k三個方向的總應力，α為biot系數，p為流體壓力。

17、進一步地，步驟s4中，采收率作為正向指標進行數據標準化，即采收率越大表示該注入方案越好；全局有效應力降低的最大值和co2前緣運移距離作為負向指標進行數據標準化，即其數值越小表示該注入方案越好；其中，

18、正向指標標準化方法為：

19、

20、負向指標標準化方法為：

21、

22、式中，xij為數據標準化之前的值，yij為數據標準化之后的值，max(xi)為某一指標下的最大值，min(xi)為某一指標下的最小值。

23、進一步地，步驟s5中，一致性檢驗通過的標準為一致性比率小于0.1。

24、進一步地，步驟s6中，確定各評價指標權重的方法為：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，即可得到各指標權重。

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：模型建立及方案設計單元、數據采集處理單元和綜合評價單元，其中，

26、模型建立及方案設計單元，用于建立co2驅油與封存協(xié)同的地質模型，并設計不同的注采方案；

27、數據采集處理單元，用于獲取評價指標并進行數據標準化處理；

28、綜合評價單元，使用層次分析法計算評價指標的權重，對各方案進行評價并優(yōu)選出最佳的注采方案。

29、另外，本發(fā)明還公開了一種計算機設備，包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序時執(zhí)行上述co2驅油與封存協(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驅油與封存協(xié)同的地質模型，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、全局平均有效應力降低的最大值及co2前緣運移距離為評價指標，使用層次分析法合理設置各評價指標的權重，最終優(yōu)選出最佳的co2驅油與封存協(xié)同的注采方案。

31、該方法能夠考慮co2驅油與封存協(xié)同作用的經濟性、安全性與有效性，在多目標優(yōu)化的基礎上，能夠科學合理地確定各指標的權重，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，具有重要的經濟效益與環(huán)境效益。

技術特征：

1.一種co2驅油與封存協(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.如權利要求1所述的一種co2驅油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟s1中，使用組分模型進行流體組分設置，設置地質力學網格與初始地應力的初始條件，包括：基質孔隙度、滲透率、流體飽和度、壓力、初始有效地應力、楊氏模量、泊松比、內聚力、內摩擦角。

3.如權利要求2所述的一種co2驅油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟s2中，地質模型中至少設置一口co2注入井和一口采油井，co2注入井根據實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壓力、射孔層位、與co2注入井的距離。

4.如權利要求3所述的一種co2驅油與封存協(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采出的油量與初始地下原油含量的比值，co2前緣運移距離為co2氣體飽和度分布圖上co2前緣與采油井的距離，平均有效應力是通過三維應力計算得到的i、j、k三方向有效應力的平均值；

5.如權利要求4所述的一種co2驅油與封存協(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進行數據標準化，即采收率越大表示該注入方案越好；全局有效應力降低的最大值和co2前緣運移距離作為負向指標進行數據標準化，即其數值越小表示該注入方案越好；其中，

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

7.如權利要求6所述的一種co2驅油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟s6中，確定各評價指標權重的方法為：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，即可得到各指標權重。

8.一種采用如權利要求7所述優(yōu)選方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：模型建立及方案設計單元、數據采集處理單元和綜合評價單元，其中：

9.一種計算機設備，其特征在于，包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序時實現(xiàn)權利要求7所述優(yōu)選方法的步驟。

技術總結
本發(fā)明公開了一種CO2驅油與封存協(xié)同注采方案的優(yōu)選方法及系統(tǒng),涉及油氣藏CO2地質封存技術領域，包括：建立二氧化碳驅油與封存的地質模型；根據實際情況設置不同的注采方案；將采收率、全局平均有效應力降低的最大值和CO2前緣運移距離作為注采方案評價指標；進行數據標準化處理；使用層次分析法建立評價指標的判斷矩陣并做一致性檢驗，通過后進行下一步；根據判斷矩陣確定各評價指標的權重；對各注采方案的評價指標進行加權求和，并優(yōu)選出最佳方案。本發(fā)明考慮CO2驅油與封存協(xié)同作用的經濟性、安全性與有效性，在多目標優(yōu)化的基礎上，科學合理地確定各指標的權重并優(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。

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