非均相复合驱数值模拟方法研究与应用

非均相复合驱是一项应用于聚合物驱后油藏进一步提高采收率的化学驱方法,其主要的驱替剂为预交联凝胶颗粒B-PPG、聚合物和表面活性剂。从室内实验结果看,B-PPG颗粒的物理化学性质及驱油特征与聚合物有着明显的区别。传统的化学驱数学模型与应用软件无法准确描述其驱油机理。为深入研究非均相复合驱体系的驱油机理,基于室内实验的认识,引入了颗粒通过因子的概念,描述B-PPG颗粒的非连续性运移特征,并修正了残余阻力系数的数学表征方式,建立了新的数学模型,进行了快速求解算法研究和软件实现。算例测试表明,新的数学模型较好地反映了预交联凝胶颗粒的驱油机理,拟合了室内实验结果,并实现了矿场的拟合、跟踪应用。     

三元复合驱注采系统流体流变特性

根据室内流变性测试实验，研究了三元复合驱注入体系和油井采出液流变特性，得到了描述其流变特性的本构方程，确定了相应的流变参数。实验结果表明，三元复合驱注入体系和三元复合驱油井采出液（油相和水相）均符合幂律模式。本文的结果为三元复合驱油井流入流出特性研究提供了重要依据。     

表面活性剂驱数值模拟参数测定方法

阐述了表面活性剂驱数值模拟参数的物理意义。系统地介绍了表面活性剂驱数值模拟参数测定方法。发表了应用本文介绍的方法测定的模拟参数及拟合结果。所得参数值和拟合结果符合模型要求,因此测定方法是合理的。表面活性剂驱数值模拟参数测定方法的建立,不但完善了与 VIP-化学驱模型相匹配的实验技术,而且为表面活性剂驱油的室内研究和体系评价提供了有实用价值的新方法。     

七点法井网聚合物驱数值模拟及矿场试验

孤岛油田中二中馆3-4单元自1988年实施七点法注采井网,经过十余年的强注强求开发,剩余油高度分散,水驱效率高。注聚前采出程度高达41.2％,含水95.3％。为了探索七点法注采井网聚合物驱提高采收率技术,在进行数值模拟优化的基础上,于1998年1月在该区两个井组开展了注聚矿场试验,取得了较好的效果,试验区日产油水平由实施前的81t上升到目前的278t,含水由95.3％下降到83.7％,累积增油16×104t,吨聚增油48.6t/t,提高采收率7.07％,为下步中二中区块全部注聚提供了成功的经验,对类似井网聚合物驱有较大参考和推广价值。     

对三元复合驱注入方式的数值模拟研究

三元复合驱注入方式涉及三元体系段塞大小、段塞配方、组合等研究内容，文中应用化学驱数值模拟软件UTCHEM（改进后），对典型五点法布井方式的三元复合驱技术采用不同的前置聚合物调剖段塞、三元主段塞、三元副段塞、后置聚合物保护段塞的注入方式的驱油效果进行了较为全面地计算。计算结果表明，三元复合体系在一定程度上对提高驱油效果具有协同效应；适宜的段塞大小、段塞组合及合理配方的注入方式可在较为经济的条件下获得更好的驱油效果。     

聚合物驱后剩余油分布规律及注采参数优化——以河南双河油田北块为例

依据双河油田北块Ⅱ4-5层系的实际情况,建立了典型的数学模型,研究聚合物驱后地下剩余油分布规律,聚合物驱后剩余油主要集中在上倾尖灭区、注采井网不完善区域、压力平衡区和局部构造高部位;在剩余油研究基础上对转后续水驱开采方式进行了优化,后续水驱时应以提液、封堵高含水井层及控制注入速度为目标,达到提高最终采收率的目的。     

聚合物驱油数值模拟中的参数敏感性分析

研究了VIP-POLYMER升级软件聚合物驱油的机理，剖析了聚合物溶液在驱油过程中各种驱油效应及为了描述这些效应而引入的相关参数，并对描述聚合物驱油效应的参数及其敏感性进行了研究，筛选出了聚合物溶液的含盐量、浓度、粘度、聚合物在地层中的吸附量、聚合物引起的地层渗透率下降系数、不可及体积系数等参数为聚合物驱主要模拟参数，并介绍了聚合物溶液在地层中的阳离子交换现象，分析了聚合物相对分子质量差异对聚合物驱效果的影响，确定了聚合物驱模拟参数在聚合物工业化推广区块数值模拟研究中的应用条件及其合理取值范围。     

克拉玛依油田火驱开发参数的数值模拟研究

在油藏条件一定的情况下,可通过设计合理的开发参数来提高火驱开发的效果。该文以克拉玛依油田六东区为例,用数值模拟的方法研究了井网、井距、注气速度１燃烧方式、湿烧水气比及湿烧的时间等主要参数的影响。     

对三元复合驱注入方式的数值模拟研究

三元复合驱注入方式涉及三元体系段塞大小、段塞配方、组合等研究内容,文中应用化学驱数值模拟软件UTCHEM(改进后),对典型五点法布井方式的三元复合驱技术采用不同的前置聚合物调剖段塞、三元主段塞、三元副段塞、后置聚合物保护段塞的注入方式的驱油效果进行了较为全面地计算。计算结果表明,三元复合体系在一定程度上对提高驱油效果具有协同效应;适宜的段塞大小、段塞组合及合理配方的注入方式可在较为经济的条件下获得更好的驱油效果。     

聚合物驱注采参数无梯度优化新算法

无梯度优化算法对最优化算法理论研究具有重要意义,已经被应用于许多实际问题的解决,也可以用来求解聚合物驱注采参数最优控制模型问题。针对有限差分随机逼近（FDSA）算法和同时扰动随机逼近（SPSA）算法的优缺点,提出了一种有限差分梯度引导的同时扰动随机逼近（SPSA-FDG）算法,建立了油藏数值模拟模型,开展了聚合物驱注采参数最优控制研究,并将3种算法的结果进行了对比和分析。结果表明：SPSA-FDG算法收敛性要好于FDSA算法和SPSA算法,且易于和任何油藏数值模拟器相结合,能够用来求解聚合物驱最优控制问题;与均匀注聚方案对比发现,采用由SPSA-FDG算法计算得到的优化方案,聚合物驱见效时间提前,含水下降漏斗加深,累积采出程度提高,油藏总体开发效果更好。SPSA-FDG算法可应用于其他化学驱油田以改善化学驱效果。     

文72沙三中注天然气驱油藏数值模拟

针对文72沙三中油藏的特点，进行了注天然气驱油藏数值模拟。利用长岩心驱替实验模拟．对地层流体参数进行了校正；通过油藏数值模拟显示．注富化气可以降低原油的混相压力；应用数值模拟技术．对不同的层位、注入量、注入时间和注入方式进行了混相驱和非混相驱研究；数模结果证实．天然气驱能提高采收率15．98%。     

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。     

聚合物驱后期油藏注采耦合技术提高采收率研究及应用

胜利油区适合化学驱的Ⅰ,Ⅱ类优质油藏资源已基本得到动用,化学驱资源接替难度大,设计应用聚合物驱后期油藏注采耦合技术,延长注聚项目经济有效期。基于物理模拟实验研究方法,采用可视化模拟驱替装置,研究聚合物驱后期油藏连续注采和注采耦合条件下聚合物驱液流波及范围和剩余油分布特征。结果表明:相比连续注采模式,注采耦合能够改变常规流线方向,更好地扩大液流波及体积,动用低渗透区域部分剩余油,达到提高采收率目的。以聚合物驱后期油藏孤东油田八区Ng3-4单元为例,建立以Ng32层为主的数值模型,开展注采耦合结构和实施周期数值模拟优化研究。研究结果表明,聚合物驱后期油藏注采耦合技术可有效改变已有老流线,扩大分流线波及范围,降低化学剂用量,进一步提高特高含水期油藏采收率,优化推荐注采耦合结构为一轮次与二轮次开井时间比例为1∶1的对称型结构,每轮次开井时间均为3个月,以指导聚合物驱后期油藏单元高效开发;优选10个井组实施矿场试验,试验结果表明,含水率回返趋势得到有效控制,月降低聚合物干粉用量约为10.8 t/月,吨聚增油值提高7.6 t/t,预测可进一步提高采收率1.7%。     

稠油油藏活性水驱注采参数优化

针对胜利油田尚二区油水流度比大导致的水窜问题,选取典型井组,运用单变量法和正交试验设计方法设定不同的注采参数方案,利用数值模拟技术预测各方案对应的开发指标,通过极差、方差分析从定性到定量研究注入浓度、注入时机、注入速度、注入年限、注入方式等对开发效果的影响。最优注采参数：注入浓度为0.30%,注入时机为含水率达到85%以后,注入速度为30m³/d,注入年限为6a,注入段塞为0.22倍孔隙体积。该研究为稠油油藏实施活性水驱开发提供了理论支持。     

大庆油田萨南开发区三类油层三元复合驱注入参数数值模拟优化

大庆萨南开发区三元复合驱开发对象已由以河道砂沉积为主的高孔、高渗的一、二类油层转为储层物性较差的以席状砂沉积为主的中孔、中渗的三类油层,原来适合一、二类油层三元复合驱的注入参数不再适合三类油层三元复合驱开发的需要,提高采收率幅度降低,与数值模拟预测差距大。从三类油层地质特征出发,明确了影响三元复合驱数值模拟预测的4项关键参数,通过室内实验和矿场测试,确定了4项参数取值范围。采用正交化方法设计78个方案,应用新参数进行数值模拟,优化出适合三类油层的三元复合驱主、副段塞表面活性剂质量分数和段塞用量并应用在8个三元复合驱工业化区块,平均提高采收率18百分点,应用于L区块比化学驱预测方案多提高采收率6.00百分点。研究成果为大庆长垣油田三类油层和其他油田同类油层三元复合驱优质高效开发提供了参考和借鉴。     

非均相复合驱油体系驱替特征研究

针对聚合物驱后油藏缺乏有效提高采收率接替技术的问题,研发了新型非均相聚合物驱油剂PPG产品。通过长岩芯驱替实验考察了PPG产品的运移能力;利用微观物理模型对比了聚合物驱后油藏条件下二元驱与PPG驱的驱油效果。结果表明,聚合物驱后再用PPG驱波及能力最强,聚合物驱后再用二元驱的洗油效率高。将两种体系叠加,配制PPG与聚合物及表面活性剂形成的非均相复合驱油体系,在聚合物驱后再用非均相复合驱油体系驱可进一步提高采收率达10％以上。     

非均质油藏井网注采参数优化的可视化模拟驱替实验

油藏储层的非均质性是影响油、水渗流规律及采收率的内在因素,注采参数是影响非均质油藏采收率的外在因素,可视化模拟驱替实验是确定非均质油藏合理注采参数的有效手段.利用可视化动态仿真驱替实验装置进行水驱油的驱替实验,通过设计7套采用不同的注采参数的实验方案,研究非均质油藏的物性差异、井网形式以及注采参数对水驱程度的影响.研究结果表明,对于非均质油藏,注水开发初期,渗流阻力主要为油对水的阻力,驱替受储层非均质性影响不明显,随着驱替不断进行,孔隙喉道的阻力成为主要阻力,驱替越来越不均衡.对比不同实验方案,通过优化调整非均质油藏的井网形式和注采参数,可以实现最大程度的均衡驱替,改善水驱油藏开发效果,获得更高的采收率和经济效益.     

大庆油田三元复合驱矿场试验综述

经过多年的室内研究及矿场试验攻关,大庆油田已先后成功地进行了5个三元复合驱矿场试验,试验结果表明,三元复合驱可比水驱提高采收率20%以上,乳化对提高三元复合驱的驱油效果有利;三元复合驱在注采液能力下降的同时,由于含水也大幅度下降,仍可保持较高的采油速度;采取压裂等增产措施可使下降的采液能力大幅回升,螺杆泵、清防垢措施的使用能减缓结垢对在南举升工艺及集输设备的影响。     

薄互层油藏水平井注采试验数值模拟研究

与水平井采油一样,水平井注水作为一种高效的油气开采技术,越来越多的应用于各类复杂油藏开发中。以特低丰度薄层油藏实际区块为实例,通过理论分析、数值模拟及矿场试验等方法,研究薄互层油藏水平井注采开发规律。研究结果表明:水平井注水可形成很好的线性均匀驱替,延缓注入水突破时间,提高水驱波及效率,达到增加注入量、降低注入压力、改善油田开发效果的目的。以肇州油田M井区为例,提出水平井见水后应以注水井为重点调整对象,合理调整注入量或封堵高渗吸水层位,可实现水平井单井含水率下降的目的。