1.一种岩石非常规储层二氧化碳压裂温度场模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:获取岩石非常规储层参数和井筒参数,基于Span-Wagner状态方程确定二氧化碳压裂液在井筒流动中的流体物理性质参数:基于Span-Wagner状态方程,利用亥姆霍兹自由能的理想部分 和剩余部分 ,推导出二氧化碳压裂液在井筒流动中的流体物理性质参数,包括压缩因子、密度和比热容,其中:CO 2 的压缩因子 为: ;其中, 为对比密度, , 为CO 2 的临界密度, 为岩石密度,g/cm 3 ; 为对比温度的倒数; 为CO 2 的临界温度; T 为储层原始温度; ;CO 2 的密度 为: ;其中, 为气体常数, =8.314J/(mol K);CO 2 的比热容 为: ;其中, 、 、 、 ;基于流体物理性质参数构建多维物理分区模型,将非常规储层划分为流体流动区、静态流体区、固体区和多孔介质区多个物理区域;通过能量守恒方程耦合各物理区域的热边界条件,并对热边界条件添加地层弹性模量和泊松比,构建热-力耦合方程;通过热-力耦合方程对实时获取的二氧化碳压裂施工参数进行估计,获得二氧化碳压裂液在井筒流动中不同时刻的温度场分布云图。
2.根据权利要求1所述的岩石非常规储层二氧化碳压裂温度场模拟方法,其特征在于,所述获取岩石非常规储层参数和井筒参数,具体包括:获取岩石非常规储层参数包括:储层孔隙度、储层渗透率、岩石密度、岩石比热容、岩石导热系数和储层原始温度;井筒参数包括:井筒内径、井筒外径、井筒壁导热系数和井筒长度。
3.根据权利要求1所述的岩石非常规储层二氧化碳压裂温度场模拟方法,其特征在于,所述基于流体物理性质参数构建多维物理分区模型,将非常规储层划分为流体流动区、静态流体区、固体区和多孔介质区多个物理区域,具体包括:将流体物理性质参数简化为二维轴对称模型,构建多维物理分区模型;基于多维物理分区模型将非常规储层划分为流体流动区、静态流体区、固体区和多孔介质区多个物理区域,包括:流体流动区,表示在油管内CO 2 湍流流动,考虑物性动态变化;静态流体区,表示在环空内流体静止,仅传导热;固体区,表示在管壁、套管及水泥环,仅导热;多孔介质区,表示地层,采用多孔介质传热模型。
4.根据权利要求3所述的岩石非常规储层二氧化碳压裂温度场模拟方法,其特征在于,所述通过能量守恒方程耦合各物理区域的热边界条件,并对热边界条件添加地层弹性模量和泊松比,构建热-力耦合方程,具体包括:通过能量守恒方程耦合,确定各物理区域的热边界条件为: ;式中: k 为导热系数, S 为源项,代表除传导热和热对流之外,其他因素导致的热量增加或减少的项;对各物理区域的热边界条件添加地层弹性模量E和泊松比v,构建热-力耦合方程为: ;式中: 为应力张量, ϵ 为应变张量, C 为弹性矩阵, 为热膨胀系数, 为CO 2 注入过程前后井筒储层的温度变化, F 为CO 2 注入井筒储层产生附加的体积力;基于热-力耦合方程,模拟CO 2 注入井筒过程中的温度变化的情形。
5.根据权利要求4所述的岩石非常规储层二氧化碳压裂温度场模拟方法,其特征在于,所述通过热-力耦合方程对实时获取的二氧化碳压裂施工参数进行估计,获得二氧化碳压裂液在井筒流动中不同时刻的温度场分布云图,具体包括:通过传感器实时获取二氧化碳压裂施工参数包括:二氧化碳注入排量、注入温度、注入压力、压裂施工时间;根据实时获取的二氧化碳压裂施工参数,确定初始温度数据和初始压力数据,基于Newton-Raphson迭代法,对流体流动区、静态流体区、固体区和多孔介质区进行数值求解,直至当前迭代步的温度数据和压力数据的收敛误差均满足预设的收敛容差时,停止迭代,输出二氧化碳压裂液在井筒流动中不同时刻的温度节点值;将不同时刻的温度节点值映射至网格,生成二氧化碳压裂液在井筒流动中不同时刻的温度场分布云图。
6.根据权利要求5所述的岩石非常规储层二氧化碳压裂温度场模拟方法,其特征在于,所述生成二氧化碳压裂液在井筒流动中不同时刻的温度场分布云图,包括不同注入排量和不同注入温度下的井底温度的变化的温度场分布云图。
7.一种岩石非常规储层二氧化碳压裂温度场模拟系统,其特征在于,包括:流体物理性质参数确定模块,用于获取岩石非常规储层参数和井筒参数,基于Span-Wagner状态方程确定二氧化碳压裂液在井筒流动中的流体物理性质参数;热-力耦合方程构建模块,用于基于流体物理性质参数构建多维物理分区模型,将非常规储层划分为流体流动区、静态流体区、固体区和多孔介质区多个物理区域;通过能量守恒方程耦合各物理区域的热边界条件,并对热边界条件添加地层弹性模量和泊松比,构建热-力耦合方程;温度场模拟模块,用于通过热-力耦合方程对实时获取的二氧化碳压裂施工参数进行估计,输出二氧化碳压裂液在井筒流动中不同时刻的温度节点值;其中,所述获取岩石非常规储层参数和井筒参数,基于Span-Wagner状态方程确定二氧化碳压裂液在井筒流动中的流体物理性质参数,具体包括:基于Span-Wagner状态方程,利用亥姆霍兹自由能的理想部分 和剩余部分 ,推导出二氧化碳压裂液在井筒流动中的流体物理性质参数,包括压缩因子、密度和比热容,其中:CO 2 的压缩因子 为: ;其中, 为对比密度, , 为CO 2 的临界密度, 为岩石密度,g/cm 3 ; 为对比温度的倒数; 为CO 2 的临界温度; T 为储层原始温度; ;CO 2 的密度 为: ;其中, 为气体常数, =8.314J/(mol K);CO 2 的比热容 为: ;其中, 、 、 、 。