1.一种基于变径毛细管束模型的渗吸驱替表征方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)根据真实岩心实验确定变径毛细管生成参数,包括毛细管长度L、半径分布数据集r以及迂曲度范围τ;(2)根据步骤(1)中的参数,采用随机算法建立岩心尺度随机变径毛细管束;(3)根据步骤(2)中得到的随机变径毛细管束,分别计算毛细管束中各个毛细管各段的空间坐标;(4)根据步骤(2)、步骤(3)得到的随机变径毛细管结构参数对渗吸速度进行求解;(5)根据步骤(4)的计算结果,求解随机变径毛细管束采出程度、含水率;所述步骤(4)根据以下公式求解变径毛细管束渗吸速度v k,x 与时间t:其中,式中,v kx 为第k段x处渗吸速度,m/s;r kx 为第k段x处管路半径,m;l k 为第k段管路长度,m;t为渗吸驱替时间,s;μ w0 为润湿相黏度,Pa·s;μ nw0 为非润湿相黏度,Pa·s;P si 为入口端压力,MPa;P so 为出口端压力,MPa;C i 是一个中间积分变量;γ为表面张力,N/m;θ e 为接触角;A s 为管壁Hamaker常数,J。
2.如权利要求1所述一种基于变径毛细管束模型的渗吸驱替表征方法,其特征在于,所述步骤(1)需确定的变径毛细管生成参数如下:根据真实岩心长度确定毛细管长度L;毛细管段数k,且k=(L,5L);根据真实岩心压汞或核磁数据,确定半径分布数据集r,该数据集r生成频率之和为1;根据真实岩心实验数据确定迂曲度范围τ;并采用下式计算毛细管真实流动路径L e ;
3.如权利要求2所述一种基于变径毛细管模型的渗吸驱替表征方法,其特征在于,所述步骤(2)根据以下方式建立岩心尺度变径毛细管束:(a)根据毛细管数n及毛细管段数k,生成段数列表K L ={k 1 ,k 2 ,k 3 …k n },其中k i ∈K L ,则该毛细管束共具有n k =∑k i 个微管段;(b)根据毛细管数n及迂曲度范围τ生成迂曲度列表τ L ={τ 1 ,τ 2 ,τ 3 …τ n },其中τ i ∈τ L ;(c)根据半径分布数据集r和nk值,生成半径列表R L ={r 1 ,r 2 ,r 3 …r nk },其中r i ∈R L ;(d)对任意一个毛细管i,从迂曲度列表τ L 中为其指定一个τ i ,从段数列表K L 中为其指定一个k i ,并从半径列表R L 取k i 个值赋予各段,即可得到一个具有空间坐标且段数及半径随机分布的随机变径毛细管束模型。
4.如权利要求3所述一种基于变径毛细管模型的渗吸驱替表征方法,其特征在于,所述步骤(3)根据以下方式确定随机变径毛细管束模型中每一根随机变径毛细管各段空间坐标:对所有变径毛细管进行以下计算,将毛细管长度L分成k段得到单段前进长度L k ,将当前毛细管真实流动路径L e 分成k段得到单段长度L e,k ,采用下式计算各段对应纵向偏转量L p,k令变径毛细管在x轴方向的单段增量Δx i =L k ,变径毛细管在y轴方向的单段增量Δy i =L p,k ,变径管各段结尾坐标表示如下:
5.根据权利要求4所述一种基于变径毛细管束模型的渗吸驱替表征方法,其特征在于:所述步骤(5)根据以下公式求解随机变径毛细管束采出程度、含水率:通过下式计算得到毛细管束的采出程度R:式中,R为采出程度,%;r k 为第k段管路半径,m;l k 为第k段管路长度,m;r kT 为T时刻界面位置所在的管路半径,m;l kT 为T时刻界面位置所在的管路长度,m;n为毛细管数;k为毛细管段数;k T 为T时刻界面位置所在的管路段;通过下式计算得到毛细管束的含水率f w :其中,式中,f w 为含水率,%;r i,end 为第i根毛细管的末端管路半径,m;v i,end 为第i根毛细管的末端渗吸驱替速度,m/s;A i 为第i根毛细管末端的状态参数,由第i根毛细管完全渗吸时间t i,end 与当前时刻T的相对大小确定,A i =1表明第i根毛细管末端产水,A i =0表明第i根毛细管末端产油。