多参数约束聚合物驱历史拟合方法

聚合物驱数值模拟需要对大量物理化学现象进行描述,与水驱相比存在很强的特殊性。参考和借鉴水驱数值模拟历史拟合相关方法和聚合物驱油机理研究成果,筛选出聚合物的吸附量、残余阻力系数、聚合物溶液相对黏度、不可及孔隙体积、传导系数、有效地层系数和表皮系数等7个影响聚驱效果的主要特征参数;在对这些参数开展较为详细的敏感性分析基础上,以多种现场实测资料作为约束条件,建立了一套较为系统、有效的多参数约束聚合物驱历史拟合方法。大庆某典型实际区块油藏数值模拟表明,聚合物驱历史拟合精度明显提高,单井含水拟合符合率达到75%。研究结果证明了该聚合物驱历史拟合方法的可行性和有效性。图4表1参13     

海上注聚油田历史拟合方法

本文对海上典型油田(锦州9—3油田)的调驱进行历史拟合,形成实用的调驱数值模拟方法。通过研究,形成了前期水驱历史拟合方法、聚合物驱拟合方法、凝胶历史拟合方法,为相似油田的跟踪模拟提供技术支持。     

聚合物驱多参数数值模拟自动历史拟合方法

为了解决聚合物驱历史拟合涉及参数多、工作量大、花费时间较长等问题,从聚合物驱数值模拟基本原理出发,在多参数历史拟合影响因素研究的基础上选用应用较为广泛的ENKF方法进行聚合物驱自动历史拟合方法的探索研究,并针对聚合物驱历史拟合参数非线性特征进行改进,采用ESMDA方法研制了自动历史拟合软件,且对实际区块进行了聚合物驱历史拟合。研究结果表明聚合物驱多参数数学模型可以较好地反映油藏中聚合物驱替的基本规律,通过综合调整聚合物的吸附量、黏浓关系、残余阻力系数、不可及孔隙体积等参数,模拟结果与油藏实际动态相符,达到历史拟合的目的。所建立的自动历史拟合的数学模型满足方法要求,所研制的自动历史拟合软件可以降低模型计算结果系统误差。实际测试结果表明：全区含水趋势基本符合历史动态,累积产油量误差为3.8%,单井拟合结果较好,单井拟合符合率为81.2%,满足聚合物驱历史拟合要求。     

聚合物驱数值模拟参数敏感性研究

聚合物驱数值模拟技术是指导聚合物驱方案实施的重要手段,由于聚合物驱数值模拟参数的不确定性,导致聚合物驱历史拟合难度加大。基于室内聚合物岩心驱替实验结果,应用岩心驱替数值模拟方法拟合含水率与采收率曲线,确定聚合物驱数值模拟参数,进而得到了比较可靠的岩心数值模型。在此基础上,分别分析了聚合物溶液粘度、不可及孔隙体积、残余阻力系数和聚合物吸附量等数值模拟参数对含水率曲线以及采收率曲线的影响,并引入敏感系数评价了含水率下降幅度以及采收率增加幅度对各参数的敏感性。结果表明,采收率增加幅度和含水率下降幅度对不同参数的敏感程度顺序保持一致,敏感性从强到弱依次为聚合物吸附量、聚合物溶液粘度、残余阻力系数、不可及孔隙体积。     

稠油碱驱机理的物理模拟和数值模拟

通过物理模拟实验和数值模拟方法研究了碱驱提高稠油采收率的驱替机理。首先通过实验测定了碱和稠油的界面张力,然后通过填砂管驱油实验评价了驱油效果,最后对室内物理模拟实验结果进行了数值模拟和历史拟合。研究结果表明,稠油碱驱过程中随着碱浓度的升高,原油采收率和压力降都随之升高。压力降的升高主要由于生成了油包水乳状液,增加了水流通道中水相的流动阻力,导致注入水流向未波及的区域,从而提高了稠油采收率。对稠油碱驱数值模拟时考虑了界面张力的降低、化学剂的吸附和油包水乳状液的形成。结果表明,模拟值和实验值拟合得较好。     

牛心坨油层聚合物/表面活性剂二元驱数值模拟研究

针对牛心坨油层建立地质模型,在水驱历史拟合基础上,利用FACS数值模拟软件完成了聚合物/表面活性剂二元驱数值模拟研究,对聚合物浓度、表面活性剂含量及聚合物/表面活性剂二元体系注入量进行了筛选,确定了适合牛心坨油层的聚合物/表面活性剂二元驱最佳方案:1 500 mg/L聚合物/0.3%B型表面活性剂二元复合驱,注入量0.3 PV,提高采收率10%以上。     

基于流线的聚合物驱热降解数值模拟

聚合物驱是化学驱提高采收率的主要方法之一。热降解是影响聚合物驱效果的重要因素,利用油藏数值模拟进行聚合物驱方案设计时,应考虑聚合物的热降解作用,但目前考虑热降解的聚合物驱数值模拟尚未完善。为此,基于准确反映热降解的粘度衰减模型,利用分时步更新流线及网格—流线场互相映射的方法求解降解时间,实现了聚合物驱热降解数值模拟。该方法物理意义明确,适用性强,计算结果准确,可以准确反映聚合物在流动状态下的热降解过程。利用该数值模拟方法进行了3组模型的研究,结果表明,聚合物驱过程中聚合物的降解时间小于在地层中的传播时间,聚合物驱达到稳定后,降解时间等于传播时间。热降解对地层中聚合物质量浓度分布基本无影响,但会造成聚合物粘度降低,延长聚合物驱见效时间,同时使含水率下降,漏斗变小,驱油效果变差,在聚合物驱方案设计时应充分考虑聚合物的热降解作用。     

高压注空气工艺采油机理的数值模拟和实验评价

本文阐述了在实验室条件下建立一个合适的高压注空气数值模型实验和油藏模拟方法,确定了烟道气驱和氧化反应对整个采油过程的作用.对两种轻质原油进行了量热实验、PVT、烟道气驱替和燃烧管实验,以此来确定油藏模拟中每种驱替机理的采收率.利用贝雷砂岩岩心进行了两相和三相(轻油、烟道气、水)驱替,分析特定条件下饱和度、压力、温度和相组成对原油采收率的影响.燃烧管实验的热采模拟器是根据单个实验和历史拟合的数据建立的.使用历史拟合的相对渗透率曲线的燃烧管实验模拟表明,单一的烟道气驱不能解释实验过程中所观察到的高采收率.     

捕集数对碳酸盐岩油藏生物聚合物驱采收率的影响

基于储集层岩石和流体数据,采用一维数值模拟方法,研究捕集数对碳酸盐岩油藏裂褶菌多糖生物聚合物驱提高采收率的影响。对不可及孔隙体积、生物聚合物吸附量、渗透率降低系数、剪切速率系数、注入水硬度以及捕集数进行敏感性分析,与岩心驱替实验采收率数据进行历史拟合。结果表明,不可及孔隙体积、生物聚合物吸附量、渗透率降低系数、剪切速率系数和注入水硬度对生物聚合物驱提高采收率的影响可以忽略不计,且在其典型值范围内无法与采收率数据实现历史拟合。当通过毛细管去饱和曲线模型考虑捕集数影响时,残余油饱和度从不考虑捕集数影响或低捕集数条件下的25.1%降低到10.0%,采收率拟合效果较好。因此,为了更好地对碳酸盐岩油藏生物聚合物驱进行模拟研究,不能忽略捕集数影响。     

海上油田早期聚合物驱历史拟合方法

早期聚合物驱无水驱或水驱的时间短,在动态历史拟合过程中,储层物性参数与聚合物物化参数的调整往往交织在一起,使得数值模拟的多解性问题更加突出.为解决该问题,按照早期聚合物驱现场实施的2种情况分别采取相应的历史拟合方法.对于先实施先导试验再进行扩大聚合物驱的情况,首先充分利用扩大注聚区的水驱阶段数据修正储层物性参数,然后利用修正后的地质模型进行聚合物参数拟合,最后将得到的聚合物参数应用于先导试验区或者没有注水就开始注聚的区块,进而修正储层参数以拟合生产动态.对于早期聚合物驱无注水阶段的情况,建议首先根据类比法或经验法,对岩心实验测定的聚合物参数进行修正,然后在储层参数可调范围内,最大范围地调整储层物性参数进行动态拟合;若无法拟合,再调整聚合物参数进行动态拟合,若有实际聚合物返排参数,可以先调整聚合物参数,再调整储层参数.将上述方法应用于渤海某油田,含水率拟合的成功率达90%以上.     

Integrating genetic algorithm and support vector machine for polymer flooding production performance prediction

Quantitative characterization models of oil increment and water-cut change in polymer flooding called Hou's models are established in the paper. The mathematic models are concise and characteristic parameters have specific physical meanings and are easy to determine. Automatic solution method based on real-coded genetic algorithm (GA) is presented. Based on numerical simulation of polymer flooding, quantitative prediction model of production performance in polymer flooding is established through the combination of orthogonal design and support vector machine (SVM) methods, in which the combination effect of factors is considered. Taking Shengli oilfield as an example, the history matching and prediction of polymer flooding are carried out, it is indicated that there exists a good matching between the quantitative characterization model and the field data, and this model can be extrapolated. Regardless of the limited sample set, the quantitative prediction model can give consideration to both universality and generalization to meet the requirements of engineering computation application. The characterization model or prediction model can be alternatively used according to whether there is a dynamic tendency of the polymer flooding unit or not. Therefore, the models can guide the scheme programming and dynamic adjustments of polymer flooding.     

聚驱后剩余油分布及挖潜技术研究

油田经过聚驱开发后，油层动用程度得到了较大的改善，但聚驱后仍存在一部分剩余油。为了寻求后续水驱阶段剩余油切实可行的有效挖潜方法，利用室内实验和数值模拟结果，明确不同类型剩余油分布，对不同类型剩余油采取行之有效的挖潜措施，应用与之配套的工艺技术，形成一套注聚后葡一组剩余油挖潜配套技术。这些配套技术应用于现场实际中，取得了较好效果。这样使葡一组聚驱后剩余油成为可动用的开发潜力，探索出了一条聚驱后进一步提高采收率的新路子。     

数值模拟分层注水技术研究

本文利用虚拟井技术,实现了在数值模拟中表征注水井分层注水工艺,使数值模拟注水状况更加符合地下实际情况。该技术的研制成功,提高了数值模拟历史拟合速度与精度, 并且实现了利用数值模拟进行注水井调整方案的优化,扩大了多学科油藏研究的应用范围。     

砾岩油藏弓形井多级水平缝压裂聚驱采收率数值模拟

砾岩油藏非均质性较强,注水开发极易形成水流优势通道,注入水波及效率较低,含水率上升快,开发效果较差.为此,针对相变快、储集层连续性较差的浅层砾岩油藏,提出了采用弓形井多级水平缝压裂改造的方式,以提高聚合物驱的采收率.基于克拉玛依油田七东1区西北区块的地质模型,对高含水砾岩油藏进行生产动态历史拟合,在此数值模型的基础之上...     

利用聚合物驱产出液浓度剖面模型确定不可入孔隙体积和滞留孔隙体积

聚合物驱数值模拟中不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积等物理化学参数往往不易准确获得，严重影响了聚合物驱数值模拟结果和矿场动态预测效果。该文以聚合物驱互溶驱替理论为基础，介绍了聚合物驱产出液浓度剖面模型的测定与分析方法。实验测得了大庆油层条件下的聚合物驱产出液浓度剖面模型，求出了相应的不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积。通过浓度剖面模型确定不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积的方法，具有操作简单、准确、易于掌握等特点。研究成果对聚合物驱数值模拟技术、聚合物驱方案设计和矿场动态监测有指导意义。     

海上稠油聚合物驱开发指标定量表征

考虑到渤海稠油油藏的复杂性,需要定量评价不同类型油藏聚合物驱的开发指标。笔者建立了适合稠油聚合物驱开发指标定量表征模型,具有3个有明确物理意义的特征参数,包括累积注聚量下极限采收率、模型导数曲线拐点处的累积注入量等参数。利用该模型定量表征了渤海油田不同类型油藏聚合物驱开发指标。与数值模拟相比,绝对误差基本控制在0.5% 以内,平均相对误差也能控制在4% 以内,满足定量评价聚合物驱开发指标计算需求。该模型易于确定特征参数,且具有较好的外推性,可用于工程问题中类似增长曲线的拟合和预测。     

考虑浓度稀释的聚驱试井模型及解释方法

针对聚驱过程中存在稀释带的情况,提出用n>1的幂律模式描述稀释带流体混合液粘度,在此基础上,建立了考虑浓度稀释的聚驱试井模型。用有限差分方法数值求解,绘制理论曲线,结合室内实验、理论研究及数值模型提出了解释方法,可解释出幂律指数、井筒储存系数、表皮系数、平均流度,推算聚合物溶液稀释区前沿半径等,丰富了解释参数,提高了解释精度。通过实测资料的解释,图版拟合效果好,结果符合实际。该研究成果进一步完善了聚驱试井理论模型及解释方法,为充分发挥聚驱试井的动态监测作用奠定了理论基础。     

对大庆油田进一步开展三次采油技术研究工作的几点意见

根据大庆油田三次采油工作现状和存在的问题，阐述了今后工作的重点研究方向。在聚合物驱油方面，要运用数值模拟技术整体考虑布井、调剖、注聚和后续水驱4个过程，加强注聚过程中的跟踪与调整，进一步加大抗盐聚合物、CDG和预交联体膨颗粒调驱力度，提出了二类油层聚驱方面的有关地质、室内实验和数值模拟等方面研究方向。在化学复合驱方面，强调岩心、数模和矿场试验紧密结合，从油藏工程角度开展二次机理研究。最后，强调了探索泡沫复合驱、微生物采油和聚驱后热采可行性。