聚合物驱相对渗透率曲线影响因素研究

聚合物驱相对渗透率曲线是描述多孔介质中多相渗流动态及油田聚驱开发指标计算和预测的重要基础资料。文章通过大量的非稳态法聚合物驱相对渗透率曲线测定实验,研究了岩心润湿性、渗透率和聚合物溶液粘弹性对聚合物驱相对渗透率曲线形状和特征的影响。结果表明,与亲油岩心相比,亲水岩心相对渗透率曲线上同一含水饱和度时聚合物相相对渗透率偏低,曲线右端点和等渗点都向右偏移,驱油效率较高;随着岩心渗透率的增加,相对渗透率曲线等渗点右移,两相流跨度增大,残余油饱和度变小,最终采出程度增加,含水上升率变低;与相同粘度的甘油驱对比,聚合物驱相对渗透率曲线的右端点明显右移,说明聚合物溶液的弹性可降低残余油饱和度,提高了微观驱油效率。     

聚合物驱相对渗透率曲线影响因素研究

聚合物驱相对渗透率曲线是描述多孔介质中多相渗流动态及油田聚驱开发指标计算和预测的重要基础资料。文章通过大量的非稳态法聚合物驱相对渗透率曲线测定实验，研究了岩心润湿性、渗透率和聚合物溶液粘弹性对聚合物驱相对渗透率曲线形状和特征的影响。结果表明，与亲油岩心相比，亲水岩心相对渗透率曲线上同一含水饱和度时聚合物相相对渗透率偏低，曲线右端点和等渗点都向右偏移，驱油效率较高；随着岩心渗透率的增加，相对渗透率曲线等渗点右移，两相流跨度增大，残余油饱和度变小，最终采出程度增加，含水上升率变低；与相同粘度的甘油驱对比，聚合物驱相对渗透率曲线的右端点明显右移，说明聚合物溶液的弹性可降低残余油饱和度，提高了微观驱油效率。     

聚合物驱相对渗透率曲线实验研究

相对渗透率曲线反映油藏岩石中多相流体的渗流和分布规律。在聚合物溶液流经多孔介质的地下流变性实验研究基础上,获得了聚合物溶液有效粘度与分流量和相饱和度之间的关系式。解决了聚合物吸附/滞留及非牛顿流效应对相对渗透率曲线的影响,从而建立并改进了稳定流法测定聚合物驱相对渗透率曲线的实验技术和方法。利用稳定流法实验技术,成功地测得了70℃高温油藏条件下的油/聚合物溶液体系的相对渗透率曲线和注聚合物段塞后的油/水体系的相对渗透率曲线,并确定了适当的相对渗透率曲线方程。讨论了聚合物驱相对渗透率曲线的特征,分析了水相中自由聚合物分子和岩石中吸附滞留的聚合物分子对相对渗透率曲线的影响,真实地反映了聚合物驱过程中的多相渗流规律,揭示了聚合物驱油机理。为聚合物驱的数值模拟、动态预测和效果评价提供了重要参数和基础依据。     

聚合物驱相对渗透率曲线实验研究

相对渗透率曲线反映油藏岩石中多相流体的渗流和分布规律。在聚合物溶液流经多孔介质的地下流变性实验研究基础上，获得了聚合物溶液有效粘度与分流量和相饱和度之间的关系式。解决了聚合物吸附／滞留及非牛顿流效应对相对渗透率曲线的影响，从而建立并改进了稳定流法测定聚合物驱相对渗透率曲线的实验技术和方法。利用稳定流法实验技术，成功地测得了７０℃高温油藏条件下的油／聚合物溶液体系的相对渗透率曲线和注聚合物段塞后的油／水体系的相对渗透率曲线，并确定了适当的相对渗透率曲线方程。讨论了聚合物驱相对渗透率曲线的特征，分析了水相中自由聚合物分子和岩石中吸附滞留的聚合物分子对相对渗透率曲线的影响，真实地反映了聚合物驱过程中的多相渗流规律，揭示了聚合物驱油机理。为聚合物驱的数值模拟、动态预测和效果评价提供了重要参数和基础依据     

一种聚合物驱数值模拟物化参数的确定方法

聚合物溶液在油藏中的物化参数与室内实验测得的结果差别较大,将实验结果直接应用于数值模拟中随意性较大,模拟结果可靠性无法保证。针对这一问题,以大庆炼化聚合物（HPAM）为例,模拟了炮眼和近井地带的剪切作用,测定了聚合物溶液的黏度损失,应用物质平衡方法测定了聚合物驱的吸附量,并测定了聚合物驱相对渗透率曲线和残余阻力系数。通过小尺度岩心数值模拟对以上物化参数进行敏感性分析。研究结果表明：实验中测量的聚合物黏浓关系、吸附量和相对渗透率数据能够反映油藏中实际情况,实验中测量的残余阻力系数与实际情况差异较大。通过修正残余阻力系数,小尺度数值模拟拟合较好,能够应用于矿场数值模拟中。图7 表5 参12     

DETECTING METHOD FOR THE RELATIVE PERMEABILITY CURVE OF POLYMER FLOODING

基于非牛顿流体渗流理论,推导并建立了聚合物溶液非牛顿流体体系驱油的分流量方程和前缘运动方程,考虑了体系流变性、储层物性以及驱替速度和不可及体积对聚合物驱渗流特征的影响,得到了新的聚合物驱相对渗透率计算模型.通过对实验流程和方法的改进,实现了恒速驱替,使实验过程与理论模型所要求的假设条件一致,建立了测定聚合物驱相对渗透率的新方法.新方法测定结果与常规水驱相对渗透率曲线的对比分析表明:聚合物驱两相跨度范围增大,残余油饱和度降低;同一含水饱和度下的水相相对渗透率偏低,油相相对渗透率偏高;在等渗点右侧,随含水饱和度的增加,水相相对渗透率上升幅度相对较缓.     

聚合物溶液对孔隙结构特征的影响

通过水驱、聚合物驱及后续水驱实验,研究了不同相对分子质量、不同质量浓度聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数;通过常规压汞实验,研究了聚合物驱后岩心孔隙结构特征,对比分析了不同相对分子质量、不同质量浓度的聚合物溶液驱替对岩心孔隙结构特征的影响。结果表明,由于聚合物溶液在岩心孔隙中的吸附滞留,随聚合物溶液相对分子质量、质量浓度的增加,阻力系数和残余阻力系数增大,渗透率下降幅度越大;毛管压力曲线从左下方到右上方逐次排列,孔隙体积在大孔道处减少,而在下一级的小孔道处增加,岩心的平均孔隙半径、半径均值、歪度、结构系数、均质系数各参数降低,其结果对聚合物驱后进一步提高原油采收率的方法研究具有重大的指导意义。     

聚合物溶液在多孔介质中的渗流规律及其提高驱油效率的机理

通过室内实验，测定了聚丙烯酰胺（HPAM）溶液在流变仪中的流变性，通过多孔介质的流变性和残余阻力系数，并用不同的浓度，注入速度和岩心渗透率进行了驱油实验，结果表明，随着浓度的增加，聚合物溶液的体相粘度、表观粘度和残余阻力系数增加，衰竭层厚度减小，驱油效率增加，注入速度增加时，聚合物溶液的衰竭层厚度降低，粘弹性增加，驱油效率增加，渗透率的增加能使驱油效率增加，对提高驱油效率起作用的是聚合物分子的缠结作用引起的表观粘度的增加或衰竭层厚度的降低，这种作用能使平行于油水界面的拉动残余油的力增加。     

二元复合体系相对渗透率曲线测定

二元复合体系相对渗透率曲线在测定上主要存在两方面困难,首先聚合物在孔隙中会发生吸附和滞留现象,使得溶液有效黏度降低;其次二元体系具有乳化作用,计量精度较差。采用稳态法测定了相同渗透率贝雷岩心中水、聚合物和二元复合体系的相对渗透率曲线及不同渗透率贝雷岩心中二元复合体系的相对渗透率曲线。结果表明:高渗透率岩心的水相渗透率上升幅度比低渗透岩心快,高渗透率岩心内的残余油饱和度明显比低渗透率岩心低,说明高渗透率岩心的驱油效果更好;二元复合驱相对渗透率曲线比水驱、聚合物驱相对渗透率曲线的两相跨度都大,右端点更偏右,岩心内部的残余油饱和度更低,说明二元复合驱比水驱和聚合物驱驱油效果更好、采出程度更高。研究结果可准确预测采油速度、最终采收率、含水率,判断油藏润湿性,提供油藏数值模拟参数。     

聚合物驱相对渗透率曲线测定方法研究进展

聚合物驱相对渗透率曲线是研究聚驱渗流机理和编制聚驱开发方案必不可少的重要基础数据,但由于聚合物溶液在多孔介质中的非牛顿流体特性,如何准确测定聚合物驱相对渗透率多年来一直是国内外学者关注的热点。在阐述前人聚合物驱相对渗透率曲线测定方法的基础上,按稳态和非稳态两种测试方法对其研究进展做了全面的分析和总结;针对存在的问题和不足,通过推导新的理论计算模型和实验方法的改进,给出了相关问题的解决方法。     

聚合物驱后储层物性参数的变化特征

通过室内实验，对聚合物驱后储层岩心孔渗参数、孔隙结构以及渗流特征进行了研究，总结了储层物性参数变化特征及对渗流特征的影响。研究结果表明，长期实施聚合物驱后，聚合物在岩心孔隙空间中的吸附和滞留作用对渗透率的影响要大于聚合物溶液对孔隙的冲刷所产生的影响。地层多孔介质中受聚合物对岩石的冲刷作用影响最大的是少数较大孔隙，聚合物对地层的影响作用是非均质的。相对渗透率曲线的变化显示了聚合物的选择作用，聚合物吸附对水相相对渗透率的影响要大于对油相相对渗透率的影响。     

水驱后聚合物驱全过程的相对渗透率曲线研究

针对油田开发时水驱至一定含水率后聚合物驱的实际情况,选用大庆油田有代表性的葡Ⅰ组与萨Ⅱ组的天然岩心平行样,水测渗透率分别约1.0、0.6、0.2μm2,采用恒速非稳态法分别测定了水驱至含水率90%、94%、98%时转注聚合物溶液及后续水驱全过程的相对渗透率曲线.实验结果表明:水驱与聚合物驱全过程的相渗曲线形态与单一聚合物驱相比发生了明显变化.注聚合物后的油相相对渗透率先增加后降低,而驱替相渗透率则先降低后增加;同等渗透率级别时,转注聚合物越早,其相渗曲线两相区跨度越大,残余油饱和度越低;转注聚合物时机相同时,岩心渗透率越高,油相相对渗透率下降越缓慢,对应水相相对渗透率上升越缓慢,使两相区增大,残余油饱和度降低.     

含水率曲线对聚合物驱特征参数的敏感性分析

聚合物驱含水率曲线历史拟合是聚合物驱历史拟合的重点部分。在聚合物驱含水率曲线上确定2个重要的拟合点:聚合物驱见效点和含水下降最低点。在影响聚合物驱的众多因素中,选取聚合物溶液相对黏度、聚合物吸附量、残余阻力系数和不可及孔隙体积作为敏感性分析的特征参数;定义敏感度系数,通过各特征参数对各拟合点的敏感性分析,得出拟合点值随着聚合物溶液相对黏度、残余阻力系数和不可及孔隙体积的增大而减小,随着聚合物吸附量的增大而增大;含水率曲线对聚合物驱特征参数的敏感程度由强到弱依次为:聚合物吸附量、聚合物溶液相对黏度、不可及孔隙体积、残余阻力系数。     

渤海绥中36-1 油田二元复合驱相对渗透率研究

为准确测定渤海绥中36-1 油田进行聚合物/表面活性剂二元复合驱相对渗透率曲线,提出了将某含水饱和度下聚合物/表面活性剂二元复合驱体系在岩心入口端与出口端黏度的平均值作为在岩心中平均黏度的黏度处理新方法;模拟该油田的实际情况采用恒速非稳态法测定了水驱和二元复合驱的相对渗透率曲线,研究了表面 活性剂和聚合物加量对二元复合驱相对渗透率曲线的影响。结果表明：二元复合驱的油相相对渗透率比水驱时的高,水相相对渗透率和残余油饱和度比水驱时的低;随着二元复合体系中表面活性剂加量的增大,油水两相的相对渗透率均增大,残余油饱和度降低;随着聚合物浓度的增大,油相相对渗透率增加,水相相对渗透率和残余油饱和度降低。图4表1 参12     

疏水缔合聚合物的阻力系数和残余阻力系数及驱油效率研究

在模拟大庆油田条件(45℃)下,进行疏水缔合聚合物和工业产品甘油(丙三醇)的阻力系数(FR)和残余阻力系数(FRF)的测定以及人造岩心驱油实验,并将实验结果进行对比。实验结果表明,在相同条件下,疏水缔合聚合物阻力系数和残余阻力系数分别大于14和8,均高于甘油的阻力系数和残余阻力系数;在人造岩心(渗透率Kg在0.9~1.3μm2)上的驱油实验结果显示,在水驱采收率的基础上,污水配制的疏水缔合聚合物溶液可以提高采收率16%~18%,比甘油驱采收率高6%~8%。     

聚合物驱相对渗透率计算的微观模拟研究

聚驱相对渗透率曲线是油田聚驱开发指标计算和预测的重要资料。文中建立了基于油水两相流的三维准静态孔隙网络模型,模拟了以Carreau 模型为基础的黏弹性聚合物驱微观渗流过程。用孔隙网络模型模拟了水驱、聚驱的渗流过程,得到了水驱和聚驱的相对渗透率曲线,计算结果与实验结果的变化趋势相吻合,验证了采用孔隙网络模型预测聚驱相对渗透率曲线的有效性。结果表明：孔隙网络模型能充分体现毛管压力的作用,在相同水饱和度下,聚合物驱的相对渗透率低于常规油/水的水相相对渗透率,聚合物驱残余油饱和度比常规水驱低,说明采用孔隙网络模型模拟聚驱相对渗透率曲线具有可行性。     

聚合物驱不可及孔隙体积对渗流规律的影响

聚合物溶液在多孔介质中流动存在不可及孔隙体积和吸附滞留现象,以往研究聚合物溶液在多孔介质中的渗流规律时,常忽略不可及孔隙体积的影响。为此,通过实验测定了聚合物驱不可及孔隙体积、聚合物溶液的流变性和在多孔介质中的有效粘度;通过建立考虑不可及孔隙体积的并联毛细管模型,分析不同渗透率岩心的不可及孔隙体积对聚合物溶液阻力系数、有效粘度、剪切速率和衰竭层效应的影响。结果表明,对聚合物累积质量曲线求导得到的不可及孔隙体积更准确;不可及孔隙体积会使聚合物溶液阻力系数和有效粘度降低,剪切速率和衰竭层厚度增加;岩心渗透率越小,不可及孔隙体积越大,对阻力系数、有效粘度、剪切速率和衰竭层厚度的计算误差越大。     

高分子质量聚合物溶液与二类油层匹配性研究

为确定 Ｓ 区块二类油层注高分子质量聚合物溶液的可行性,通过实验确定出聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数,并分析其流动特征,建立了聚合物与油层匹配性的研究方法。 通过室内不同渗透率岩心流动实验,研究分子质量为 １ ６００×１０^４～１ ９００×１０^４聚合物溶液在不同浓度条件下与二类油层的匹配性。 结果表明：高分子质量聚合物溶液可有效改善二类油层的油水流度比,驱油效果较好,且注入过程中不会造成不可逆堵塞,与二类油层具有较好的匹配性。 该研究为 Ｓ 区块二类油层实施开发调整措施提供了可靠依据。     

应用阻力系数优化聚合物驱参数

为了合理的匹配聚合物的注入速度、注入浓度和聚合物的相对分子质量，根据阻力系数和残余阻力系数的关系以及相对渗透率曲线，对于一定的油层条件应该匹配多大的阻力系数进行了研究。结果表明，在聚合物驱过程中，使聚油流度比小于等于1的条件是聚合物驱阻力系数大于等于水油流度比，因此，可以采用聚合物的阻力系数进行聚合物驱参数优化或设计，采用该方法可以实现注聚合物单井的个性化设计，进一步提高聚合物驱采收率。     

确定ASP复合驱相对渗透率曲线的最优化方法

ASP复合驱油体系相对渗透率曲线的确定是研究ASP复合驱油体系的驱替机理和数值模拟的关键技术,由于ASP复合驱的复杂性,单纯依靠实验测定其相对渗透率曲线是很困难的.本文应用渗流力学和最优化理论,将瞬时界面张力和聚合物的影响引入相对渗透率曲线模型,给出了描述ASP复合驱油体系的数学模型及相对渗透率曲线参数估计的最优化模型,用原油采收率和岩心两端压差的加权平均作为拟合的目标函数,采用变尺度的最优化方法,反求出相对渗透率曲线模型中的参数.实例计算结果表明,该ASP复合驱油体系的数学模型及求相对渗透率曲线的最优化方法是可行的和可靠的,并可有效地克服参数初值的敏感性问题.