化学驱驱替前缘动态追踪数值模拟研究

将快速自适应组合网格方法用于化学驱动态局部网格加密研究,并在国产化学驱软件ASP上实现了动态局部网格加密,局部加密区域可以随驱替前缘的移动而改变。所研制的动态局部网格加密的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近,而CPU时间比整个模拟区域都采用细网格减少一半以上。进行化学驱数值模拟实验,给出了用3种网格系统(粗网格、全细网格以及组合网格)模拟得到的生产井含水率、井网格含油饱和度对比曲线以及含油饱和度的平面等值图。数值模拟实验结果还表明,化学驱对网格大小很敏感,采用细网格或动态局部网格加密是必要的。图7表1参7     

化学驱驱替前缘动态追踪数值模拟研究

将快速自适应组合网格方法用于化学驱动态局部网格加密研究,并在国产化学驱软件ASP上实现了动态局部网格加密,局部加密区域可以随驱替前缘的移动而改变.所研制的动态局部网格加密的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近,而CPU时间比整个模拟区域都采用细网格减少一半以上.进行化学驱数值模拟实验,给出了用3种网格系统(粗网格、全细网格以及组合网格)模拟得到的生产井含水率、井网格含油饱和度对比曲线以及含油饱和度的平面等值图.数值模拟实验结果还表明,化学驱对网格大小很敏感,采用细网格或动态局部网格加密是必要的.图7表1参7     

窗口技术在油藏数值模拟中的应用

将快速自适应组合网格方法(Fast Adaptive Composite Grid，简称FAC方法)用于油藏数值模拟局部网格加密技术中。局部加密区域可以像窗口一样，随实际问题需要灵活地开启和关闭，或改变大小，无需在整个模拟阶段都采用局部加密网格。在实用全隐油藏数值模拟器MURS上实现了窗口技术。数值实验表明，采用窗口技术的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近，并且比整个模拟阶段都进行局部网格加密节约8%的CPU时间，比全细网格节约37％的CPU时间。表明窗口技术切实可行。图4表2参7     

高含水油藏动态局部网格加密技术

高含水期油田剩余油在空间分布上具有高度零散的特点,粗网格计算已无法满足该阶段的模拟精度要求,细网格计算将消耗大量的计算机内存及CPU时间,甚至由于数值弥散导致计算结果失真。为准确确定油水驱替前缘,进一步量化高含水期的剩余油分布,建立了以含水率及含水饱和度为计算标准的动态局部网格加密技术（DLGR）。该技术能实现局部加密区域随时间改变从而更好地追踪油水驱替前缘。通过粗网格、细网格及动态加密网格实例计算对比,动态局部网格加密的模拟结果与细网格的模拟结果接近,而CPU运算时间减少80%。该技术实现了细网格的模拟精度,极大地提高了模拟速度,缩短了模拟周期,节约了计算成本。     

聚驱后井网加密与二元复合驱结合提高采收率实验研究

国内一些油田已陆续进入聚合物驱后续水驱阶段,亟待研发聚驱后进一步提高采收率技术。为此,应用物理模拟方法,研究了聚驱后井网加密和二元复合驱相结合进一步提高采收率方法。实验过程中,利用饱和度监测技术测量物理模型含油饱和度的变化规律。实验结果表明,聚驱后油层仍有大量剩余储量,通过井网加密和二元复合驱结合可进一步提高采收率29.86%。     

多薄层特低渗透滩坝砂油藏CO2驱层系组合优化

为了解决特低渗透滩坝砂油藏CO2驱纵向驱替不均衡的问题,利用油藏数值模拟方法分析了储层渗透率、地层原油黏度、含油饱和度和油层厚度等因素对层系组合的影响,并利用正交试验方法确定各因素的影响程度从大至小依次为:原油黏度、含油饱和度、储层渗透率、油层厚度.通过公式推导和油藏数值模拟方法,建立了考虑含油饱和度、原油黏度和储层渗...     

稠油油藏火驱驱油特征研究

为了探索稠油油藏火驱驱油机理及驱油特征,通过物理模拟实验方法和数值模拟方法,结合现场生产井生产动态数据,研究了不同阶段的火驱含油量分布,并给出了火驱开发过程中各阶段生产特征。研究表明,已燃烧区的残余油饱和度几乎为零,此阶段火驱为活塞式驱油。未燃区平均含油饱和度随着火线推进而升高,且未燃区存在高含油饱和度面,跃变点推进到生产井时火驱驱油见效,未燃区为非活塞式驱油方式。     

蒸汽吞吐后转降黏化学驱加密井井位优化方法

稠油油藏在高轮次蒸汽吞吐后转入降黏化学驱是实现稳产的有效接替生产方式,根据稠油油藏蒸汽吞吐后转降黏化学驱井网加密的需要,以各注入井到生产井的拟见水时间趋于一致为目标,建立了加密井井位优化方法。针对蒸汽吞吐后地层中的含水饱和度分布不均匀问题,在Buckley-Leverett方程的右端项引入了注降黏剂开始时含水饱和度的等效注入量,并考虑降黏化学驱过程中原油黏度时变特征,建立了拟见水时间计算模型,采用时间迭代求解得到拟见水时间;以各注入井到生产井的拟见水时间的方差为目标函数,建立了加密井井位优化模型,采用粒子群算法对加密井井位优化模型进行求解。通过数值模拟验证了加密井井位优化方法的准确性,该研究成果对稠油油藏转降黏化学驱合理部署井网提供了技术支撑。     

蒸汽吞吐后转降黏化学驱加密井井位优化方法

稠油油藏在高轮次蒸汽吞吐后转入降黏化学驱是实现稳产的有效接替生产方式,根据稠油油藏蒸汽吞吐后转降黏化学驱井网加密的需要,以各注入井到生产井的拟见水时间趋于一致为目标,建立了加密井井位优化方法。针对蒸汽吞吐后地层中的含水饱和度分布不均匀问题,在Buckley-Leverett方程的右端项引入了注降黏剂开始时含水饱和度的等效注入量,并考虑降黏化学驱过程中原油黏度时变特征,建立了拟见水时间计算模型,采用时间迭代求解得到拟见水时间;以各注入井到生产井的拟见水时间的方差为目标函数,建立了加密井井位优化模型,采用粒子群算法对加密井井位优化模型进行求解。通过数值模拟验证了加密井井位优化方法的准确性,该研究成果对稠油油藏转降黏化学驱合理部署井网提供了技术支撑。     

化学驱波及效率和驱替效率的影响因素研究

在对一个非均质程度严重的油藏进行波及效率和驱替效率定量描述的基础上，利用我国自行研制的ASP数值模拟软件，建立了一系列正韵律二维剖面地质模型，对比研究不同的油藏非均质性对化学驱波及效率和驱替效率的影响在渗透率层间级差相同的情况下，高渗透层厚度与总厚度的比例不同，聚合物驱和三元复合驱的驱油效果不同；分析研究了重力作用对三元复合驱驱油效果的影响，并提出注采井距的缩小会削弱重力作用的影响。研究表明，地质模型不同，化学驱驱油效果的差异很大。对三元复合驱和聚合物驱进行油藏适应性研究，对提高水驱后采收率有着十分重要的意义。图3表2参7     

海上S 油田聚合物驱注采井网优化

海上S油田平面非均质性较强,经过多年聚合物驱开发,平面动用程度差异大,控水增油效果减弱,特别是聚合物驱后剩余油分布复杂,需通过注采井网优化进一步提高油田开发效果。依据海上S油田的沉积相分布特征与实际井网部署的关系,首先在室内建立了包括高、中、低渗透3个区域平面渗透率级差为3的物理模型,并在相同的注采条件下开展了5组不同井排距的物理模拟实验;然后采用油藏数值模拟方法,建立了与室内物理模型相对应的5个渗透率级差条件下油藏地质模型,每个地质模型设计了8个井排距模拟方案,共设计了40个井排距模拟方案。物理模拟实验结果表明:当平面渗透率级差为3时,井排距比为1.8,累积产油量最高,低渗透和高渗透储层2个方向上的驱替压力梯度基本一致,且微电极含油饱和度测试结果表明2个储层均能得到有效动用;通过油藏数值模拟进一步深入分析,得出了不同平面渗透率级差条件下的最优井排距,随着平面渗透率级差增大,最优井排距比也逐渐变大。在最优井排距认识的基础上,通过采用物理模拟实验和油藏数值模拟方法得出,水平井注直井采是最优的注采井网形式。     

二次聚合物驱后剩余油分布及挖潜措施——以河南油区下二门油田H2Ⅱ油组为例

为保证河南油区下二门油田H2Ⅱ油组高浓度二次聚合物驱矿场试验的实施效果,在认识二次聚合物驱见效特征的基础上,采用油藏数值模拟技术,对二次聚合物驱后和水驱后剩余油分布开展了对比研究.结果表明,二次聚合物驱后注聚井附近的剩余油更少、含油饱和度更低,但在压力平衡、物性较差、井网不完善或断层遮挡等区域,剩余油较水驱更集中、含油饱和度更高.根据研究结果,在H2Ⅱ油组剩余油相对富集的潜力区部署3口新井,完善注采井网,新井投产初期产油量为10.5～22 t/d,含水率为20%～70%,使H2Ⅱ油组二次聚合物驱产油高峰期的增油倍比达3.04,表明聚合物驱阶段在剩余油富集的潜力区进一步完善井网,可进一步提高增油幅度,延长聚合物驱见效高峰期.     

利用脉冲中子测井仪定量监测含油储层中的气驱动态

本文给出了一种监测油藏气驱动态的新方法。该方法是以计算两种孔隙度为基础的，即气驱前确定的基准真实孔隙度以及气驱后确定监测视中子孔隙度。根据基准和监测孔隙度可确定气驱后储层流体的含氢指数。然后，再利用含氢指数确定气驱替流体的饱和度，进而确定出气驱后的含水及含油饱和度。本文给出了具体实例，说明如何利用上述方法通过定量分析基准和监测测井资料来监测C02驱动态的。     

渤海湾盆地永安油田永66区块氮气驱油机理

为研究渤海湾盆地永安油田永66区块氮气驱油机理及其变化规律,在地质认识基础上开展了流体相态实验和数值模拟研究。结果表明：①注氮气吞吐过程中,地层倾角、驱替速度以及毛管压力的大小对地层含油饱和度和界面张力的变化均具有明显控制作用;②地层倾角越大、驱替速度越快,原油越容易被驱替至油藏底部,从而油藏底部的含油饱和度越大,而油藏顶部流体则变成油气两相,界面张力增加;③在氮气驱油过程中,随着毛管压力的增加,气体进入孔隙的阻力增大,底部含油饱和度也会随之增大,但原油向油层底部聚集的速度减慢,顶部界面张力增大,含油饱和度和界面张力变化的范围和程度逐渐减小。该研究成果对油气田开发过程中利用氮气驱油提高采收率具有指导作用。     

考虑启动压力梯度的聚合物驱数值模拟

针对目前常用的化学驱数值模拟软件并不适用于低渗透油藏的问题,通过室内实验开展低渗透油藏聚合物驱油机理研究,量化表征中国石化江苏油田低渗透油藏中聚合物驱的关键物性参数,分别采用拟启动压力梯度模型和非线性模型建立低渗透油藏聚合物驱数学模型,进行数值求解并应用。研究结果表明,中国石化江苏油田低渗透油藏聚合物驱适宜采用相对分子质量为600×10~4~900×10~4的聚合物;拟启动压力梯度模型忽略了渗流曲线的弯曲段,夸大了低渗透油藏的渗流阻力,而非线性模型更适于模拟低渗透油藏聚合物驱过程。在江苏油田沙7断块的应用结果表明,基于非线性模型建立的数值模拟方法能够考虑低渗透油藏聚合物驱过程中启动压力梯度的影响,模拟计算结果与矿场实际生产数据更加吻合,为低渗透油藏化学驱的方案优化与动态预测提供了有效的技术与方法。     

非相态稀体系三元复合驱油机理数学模型

在引进的UTCHEM数值模拟软件基础上，建立了非相态稀体系三元复合驱油机理数学模型，并利用所建立的数学模型对UTCHEM数值模拟软件进行了改进，对改进后的模型进行的模拟功能测试结果表明，模拟计算给出的水驱，聚合物驱和三元复合驱综合含水率变化曲线符号实际开采规律；三元复合驱比聚合物驱较大幅度地降低了油层剩余油饱和度，说明所建立的非相态稀体系驱油机理数学模型能够正确地模拟三元复合驱过程。     

氮气泡沫热水驱物理模拟及数值模拟研究

针对强非均质油藏提高采收率的需要,开展了泡沫驱油技术研究。利用油田现场提供的起泡剂和原油等资料,通过室内物理模拟和数值模拟,对氮气泡沫热水驱提高采收率的机理进行了研究。建立了三维、三相、多组分数学模型,编制了氮气泡沫热水驱油藏数值模拟软件。模型考虑了相平衡以及温度、界面张力对油、气、水三相渗流的影响以及起泡剂损失的各种机理,较全面地反映了氮气泡沫热水驱的作用机理。实验和数值模拟的结果均表明,氮气泡沫热水驱能大幅度地提高驱油效率,降低残余油饱和度。在非均质油层(模型)中泡沫的驱油效果比在均质油层(模型)中更好,残余油饱和度降低了21.1%,采收率提高了31.2%。     

聚驱后剩余油分布的大平面驱油实验及荧光分析

通过大平面人工均质岩心驱油和驱油后储层岩心磨片荧光分析,针对大庆油田研究了聚合物驱后剩余油分布.人工均质岩心渗透率2 μm2,孔隙度0.263,几何尺寸(cm)为60×60×2.4,由埋置的81对微电极测量81个点处的电阻率,计算各该处含水饱和度,求得含油饱和度.大平面模型经清水驱油后,注入聚合物0.57 PV×1000 mg/L,再继续水驱,绘制了采收率和含水率曲线,及水驱、注聚、后续水驱结束时平面上岩心含油饱和度分布图.含油饱和度沿主流线(一条对角线)近似对称分布,主流线上含油饱和度最低,水驱后为32.0%,注聚并后续水驱后为21.5%,波及系数分别为0.960和0.985.取自大庆不同储层的两组各两支岩心,一支水驱油,另一支实施水驱-注聚-后续水驱,驱替后在注入端、中间、采出端各取一横剖面制成磨片,用荧光分析法测定剩余油饱和度并计算其概率密度.与水驱后岩心相比,聚驱后两组岩心每一剖面的剩余油饱和度均降低,低剩余油饱和度(＜30%)部分所占比例增大,高剩余油饱和度部分所占比例减小,最大剩余油饱和度值降低,其中一组岩心的最小剩余油饱和度值减小.图6表6参6.     

应用油藏数值模拟方法研究聚驱后剩余油分布规律

针对下二门油田某油组Ⅱ断块的具体情况,建立了三维地质模型和油藏数值模拟模型并进行模拟。充分考虑物性、构造和井网等主要影响因素,对聚驱后剩余油分布规律进行了定性和定量的研究。结果表明,虽然聚驱能在一定程度上减小物性对剩余油分布的控制,但是物性对聚驱后剩余油分布特征仍然存在明显的影响。聚驱后剩余油分布更加集中且剩余油富集区含油饱和度较高,呈条带状和片状分布。断层附近和砂岩尖灭部位是剩余油的主要富集区。     

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。