(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111620381.X (22)申请日 2021.12.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113987851 A (43)申请公布日 2022.01.28 (73)专利权人 中国科学院地质与地球物理研究 所 地址 100029 北京市朝阳区北土城西路19 号 (72)发明人 付博烨　张旺　单小彩　汪文洋　 (74)专利代理 机构 北京市恒有知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11576 代理人 郭文浩　尹文会 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 111/08(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (56)对比文件 CN 112800592 A,2021.0 5.14 CN 107526909 A,2017.12.2 9 CN 109284571 A,2019.01.2 9 US 2017275970 A1,2017.09.28 审查员 李娜 (54)发明名称 二氧化碳运移通道的流体输导特性分析方 法、 系统及设备 (57)摘要 本发明属于岩石流体运移领域， 具体涉及了 一种二氧化碳运移通道的流体输导特性分析方 法、 系统及设备， 旨在解决现有技术仅能完成地 下结构的渗透率的评价， 而无法描述二氧化碳运 移能力随时间的变化规律的问题。 本发明包括： 获取裂缝表面形态、 裂缝长度及裂缝孔径； 对裂 缝表面进行参数化表征形成功率谱函数， 并生成 不同的随机裂缝表面； 形成闭合裂缝空间作为二 氧化碳运移通道； 基于数值模拟获得二氧化碳流 量随时间变化曲线、 运移通道渗透率和弹性模 量； 生成基于二氧化碳运移通道弹性特征反演二 氧化碳运移通道形态以及二氧化碳运移能力的 分析量板。 本发 明不仅能完成地下结构的渗透率 的评价。 还 可以描述二氧化碳运移能力随时间的 变化规律。 权利要求书4页 说明书9页 附图5页 CN 113987851 B 2022.04.08 CN 113987851 B 1.一种二氧化 碳运移通道的流体输导特性分析 方法， 其特 征在于， 该分析 方法包括： 步骤S10， 基于裂缝露头、 岩心观测数据和测井数据获取构 成二氧化碳运移通道的形态 参数特征； 所述形态参数 特征包括裂缝表面形态、 裂缝长度、 裂缝孔径； 步骤S20， 基于所述形态参数特征， 对裂缝表面形态、 裂缝长度、 裂缝孔径进行统计学分 析， 获取二氧化碳运移通道特征； 所述二氧化碳运移通道特征包括表征裂缝表面高度水平 空间分布的自仿射函数、 表征裂缝具有粗糙表面的概率密度函数以及表征裂缝表面形态的 形态参数； 其中， 所述形态参数包括自仿射系数、 高度分布的均值和标准差； 步骤S30， 基于所述 二氧化碳运移通道特 征构建二氧化 碳运移通道形态的功率谱函数： 其中， 为二氧化碳运移通道形态的功率谱函数， 为二氧化碳运移通道表面在波数域 的波数， 为二氧化碳运移通道 形态的自仿射系数， 分别代表二氧化碳运移通道形态的 高度分布的均值和标准差， 为二氧化碳运移通道形态满足的概率密度函数， 为表征裂缝表面高度水平空间分布的自仿射 函数； 步骤S40， 为所述二氧化碳运移通道形态的功率谱函数设置不同的自仿射系数、 高度分 布的均值和标准差， 并通过傅 立叶变换生成不同的随机裂缝表面； 步骤S50， 以裂缝表面最高处平面作为裂缝的顶界面， 形成闭合的裂缝空间， 作为二氧 化碳运移通道， 获得 具有不同自仿射系数、 高度分布的均值和标准差的二氧化 碳运移通道； 步骤S60， 利用局部三次定律、 纳维斯托克斯方程、 胡克定律， 通过数值模拟获取二氧化 碳运移通道的弹性模量和二氧化碳输导能力； 所述二氧化碳输导能力包括二氧化碳运移 通 道的渗透率和二氧化 碳流量随时间变化的曲线； 步骤S70， 基于所述二氧化碳运移通道的弹性模量、 形态参数以及二氧化碳输导能力之 间的关系， 生成基于二氧化碳运移 通道弹性特征反演二氧化碳运移 通道形态以及二氧化碳 运移能力的分析量板 。 2.根据权利要求1所述的二氧化碳运移通道的流体输导特性分析方法， 其特征在于， 步 骤S40中通过傅 立叶变换生成不同的随机裂缝表面， 其方法为： 其中， 为数据点 的运移通道 底界面高度， F FT代表傅立叶变换。 3.根据权利要求1所述的二氧化碳运移通道的流体输导特性分析方法， 其特征在于， 所 述二氧化碳流量随时间变化的曲线采用随机游荡 粒子示踪法获取； 步骤S601， 当总数为 的二氧化碳流体单元通过二氧化碳运移通道时， 第 个单元所需 的时间为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 113987851 B 2其中， 为第 个单元到达节点 所需的时间， 代表从节点 到达节点 任意一 点的时间， 为第 个包含二氧化碳流体单元的二氧化碳体积， 为单位时间内能从节点 任意一点到达节点 的二氧化碳体积， 为对二氧化碳运移通道平面剖分的网格宽 度， 为二氧化碳通道中节点 和节点 高度立方的几何平均值， L代表节点 和节点 之间 的距离， 和 为节点 和节点 的孔隙压力， 为二氧化碳的粘滞系数； 步骤S602， 通过步骤S601的方法， 以时间为变量， 获得二氧化碳运移通道的二氧化碳流 量随时间变化的曲线。 4.根据权利要求3所述的二氧化碳运移通道的流体输导特性分析方法， 其特征在于， 所 述二氧化碳运移通道的渗透率， 其表示 为： 其中， 为二氧化碳运移通道的渗透率， 代表驱动二氧化碳运移的通道两端的压力 差， 和 代表二氧化 碳运移通道的长和宽 。 5.根据权利要求4所述的二氧化碳运移通道的流体输导特性分析方法， 其特征在于， 将 二氧化碳运移通道表面剖分成细 小圆柱体系， 采用胡 克定律计算二氧化碳运移 通道的弹性 模量， 其表示 为： 其中， 为二氧化碳运移通道的弹性模量， 为对二氧化碳运移通道平面剖分时圆柱 体系中最大长度， 为圆柱体系中第 个圆柱体的长度收缩量， 为圆柱体系中圆柱体总个权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 113987851 B 3