出砂冷采（CHOPS）后，油藏中仍残留 85 % 以上的原始地质储量，循环溶剂注入（CSI）被视为最具经济性的非热后续开发手段。然而，现场网格尺寸（1–5 m）远大于蚯蚓洞直径（2.5–30 cm），常规模拟往往通过“人为调弥散度”近似，导致溶剂与稠油接触面积及采收率预测失真。

本文提出一套实用升级流程：① 采用扩散限制聚集（DLA）算法生成 30 m × 30 m 分形蚯蚓洞网络，建立 0.25 m 细网格单孔模型，显式模拟溶剂在基质-虫孔间的运移与混合；② 以“流动响应差异最小”为目标，利用双渗介质等效，将蚯蚓洞强度（WI）与纵向/横向有效弥散度（αL、αT）进行双变量高斯拟合，构建云变换关系；③ 在 75 m × 75 m 现场尺度模型中，快速完成多因素敏感分析（浸泡时间、周期数、溶剂总量）。

结果表明：细网格与粗化网格的油-气累积产量误差 <3 %，计算耗时降低 90 %；存在经济极限产量（2 m³/d）时，最佳浸泡时间为 22 d；溶剂预算受限条件下，将全部溶剂一次性注入并延长浸泡，比拆分为多短周期可提高采收率 0.5–1.2 %；前两个 CSI 周期贡献约 70 % 的增油量。研究为薄层稠油 CHOPS 后效开发提供了可直接嵌入商业模拟器的升级参数库与操作优化依据。

CMG 软件应用情况

  1. CMG-GEM：建立 120×120×5 细网格与 24×24×1 双渗模型，采用 Peng-Robinson 状态方程、四组分（C1/C3/IC4-C14/C15+）流体描述，嵌入泡沫油修正相渗曲线（生产段降低气相端点饱和度），完成溶剂-原油互溶、膨胀与粘度下降计算。
  2. CMG-CMOST：驱动自动历史拟合，以“累积油/气产量”为目标函数，反演不同 WI 区间（高-中-低）对应的 αL、αT、形状因子 σ 与裂缝间距 L，实现 7 组虫孔实现样本的快速标定。
  3. IMEX：在矿场尺度 75 m×75 m 模型中，调用粗化后的双渗参数（σ、αL、αT 随 WI 云变换赋值），进行 6 周期、多浸泡方案（10–30 d）及有限溶剂总量（1.8×10⁴ m³、2.7×10⁴ m³）对比，单算例耗时由细网格的 12 h 降至 40 min，提速约 18 倍。
  4. WinProp：提供甲烷-丙烷-稠油 PVT 回归与闪蒸计算，确保 GEM 与 IMEX 的流体性质一致性。

主要结论

  1. 提出“WI-α 双变量云变换”升级方法，可系统替代传统“人为调弥散度”，首次实现蚯蚓洞网络从厘米-米级到百米级的物理一致升尺度。
  2. 升尺度后的双渗模型与显式细网格结果高度吻合（油、气产量误差 <3 %），计算效率提升 >90 %，满足现场多井-多周期快速评价需求。
  3. 存在经济极限产量时，最佳浸泡时间并非最长，推荐 22 d；若忽略经济极限，30 d 浸泡可进一步提高终采 0.3 %。
  4. 溶剂总量受限时，一次性长浸泡策略优于多短周期，可节省溶剂 3–5 % 并获得同等或略高采收率。
  5. 前两个 CSI 周期贡献 70 % 增油量，建议将优质溶剂与较长浸泡时间集中用于首、次周期，以最大化投资回报率。

574. MartinezGamboa_MSc

作者单位

加拿大阿尔伯塔大学 土木与环境工程系 石油工程专业

图表 AI 生成的内容可能不正确。

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