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。     

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     

聚合物驱数值模拟渗流参数的测定研究

本文采用部分水解聚丙烯酰胺,在大庆油田厚层试验区的天然岩心上,建立了聚合物驱数值模拟渗流参数的测定方法,研究了渗透率、注入速度、温度、分子量和矿化度对渗流参数的影响,初步建立了R_K_(max)、b_p与渗透率、线性推进速度和温度的关系式,从而充实和完善了原聚合物驱模型,为厚层聚合物驱矿场试验提供了数值模拟参数。     

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     

利用数值模拟反演聚合物驱物理实验的方法

历史拟合是油藏数值模拟技术的重要组成部分,但历史拟合的过程是一个复杂而艰难的过程,尤其是聚合物驱历史拟合。本文提出了一套数值模拟反演方法,其为在进行历史拟合之前先对聚合物驱物理实验进行数值模拟反演,分析聚合物驱的主要影响因素,对后期的历史拟合过程具有很好的指导意义。用该方法对JZ9—3油田胶结岩心实验反演的结果表明,拟合效果较好,再现了物理实验的过程。     

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。     

双河油田泡沫复合驱数值模拟研究方法

传统的泡沫驱数值模拟方法有机理法和经验法两种。机理法运算速度慢,经验法不能体现泡沫的生成与破灭等反应机理。为了提高泡沫驱数值模拟的计算速度,并体现注气量、半衰期等参数在泡沫驱中的作用,将机理法和经验法充分结合起来,具体阐述泡沫复合驱在数值模拟软件中的体现,并进行室内岩心驱替实验,来验证模型的可靠性,且在双河油田Eh3Ⅳ1–3层系进行了效果预测。结果表明,泡沫复合驱数值模拟模型的采出程度与实验值相对误差为–4.54%,双河油田Eh3Ⅳ1–3层系泡沫复合驱效果预测提高采收率10.24%。     

聚合物驱油数值模拟参数估算技术及应用

目前的聚合物驱数值模拟器都不具有聚合物参数估算功能,也没有一套具体的参数估算方法,需要研制具有参数估算功能的数值模拟前处理模块。通过从实验室获取黏浓曲线、流变性关系曲线、渗透率下降系数曲线和吸附曲线,并对描述这些性质的函数关系模型进行了适当的数学变换,利用最小二乘法求解模型,在此基础上,实现了参数估算的界面化。应用此参数估算模块计算数值模拟参数大大提高了聚合物驱数值模拟的工作效率。     

缓交联聚合物驱油效果数值模拟研究

利用绘交联聚合物驱油组分模型模拟器，分析了各种因素对缓交联聚合物驱油效果的影响，得出了一些有益的结论，为矿场实施缓交联聚合物驱提供理论指导。     

聚合物驱注入压力数值模拟研究

注入压力上升是聚合物驱水井最重要的动态变化,但是在利用ECLIPSE数值模拟软件进行聚合物驱数值模拟历史拟合的实际工作中发现,有一些注聚井的注入压力会发生异常,注聚后注入压力会上升几十个兆帕,这会造成计算的不收敛,计算中断,从而影响聚合物驱效果的评价和开发指标的预测。为此,分析了产生这种问题的原因,然后利用渤海A油田的地质模型,研究了注入压力与渗透率、传导率、射孔因子、PI指数等参数的关系,利用灰色关联方法对这些影响因素进行了排序,最终提出了解决数值模拟中遇到的注入压力上升过高的方法,并取得了较好的应用效果。     

聚合物驱数值模拟应用方法研究

聚合物驱油藏数模工作在聚合物驱开发方案优化过程中起着非常重要、不可替代的作用。对聚驱数模应用前及应用过程中可能遇到的难点及一些容易忽略或混淆的问题——如聚驱模拟器的选择、盐选项如何用、室内测定的聚合物溶液参数误差处理、影响聚驱数模预测效果的主要因素以及聚驱方案预测阶段计算速度非常慢、聚驱预测不见效以和聚合物驱数模优化方法等问题进行了分析总结。     

纳微米聚合物驱油室内实验及数值模拟研究

用模拟污水配制了纳微米聚合物溶液,在未膨胀和预膨胀条件下,进行了室内封堵实验。结果表明,纳微米聚合物可顺利注入储层,膨胀后可以有效地封堵高渗透层,在一定压力下发生突破和运移,可实现逐级封堵。根据纳微米聚合物驱油渗流特点,建立了三维三相三组分纳微米聚合物调驱数学模型。考虑到对流扩散和调驱渗流特性,采用隐压、显饱、隐浓的差分方法求解该数学模型,并编制了相应的数值模拟软件。在大庆龙虎泡油田纳微米聚合物驱油矿场试验区进行了数值模拟研究,优化了注入参数,实施后达到了增油降水和提高采收率的目的,与数值模拟预测指标基本符合。     

孤东八区聚合物驱后续注水方案数值模拟研究

为抑制含水上升速度、保持较好的降水增油效果,用数值模拟技术对孤东八区聚合物驱后续注水注采方案进行了优化研究。结果表明,在注聚结束后的两年内,注采比保持0．8的效果最好,产液量调整的效果要好于注水量调整的效果。该项研究为聚合物驱后续注水现场实施方案的编制提供了科学的依据。     

聚合物段塞的数值模拟研究

对聚合物驱段塞设计进行了研究。研究表明，聚合物驱油过程中，重要的是优化聚合物段塞的浓度和段塞大小及保证聚合物段塞不发生中断，在聚合物段塞前后附加前缘段塞和后保护段塞是没有必要的。     

聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究

首先利用正交实验设计,确定了化学剂最佳注入程序为0.1PV聚合物前置段塞、0.45PV三元复合剂主段塞、0.05PV聚合物后续保护段塞,其次再依据聚驱后区块特点及实际情况,设计了三套井网方案并开展了聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究。数模结果表明,三元复合驱与前一阶段聚驱相比平均可提高采收率12.9%,其中,水平井和直井的注采组合方案提高的采收率幅度最大,达到15.97%,所以聚合物驱后应综合考虑水平井的注采调整和三元复合驱的多重优势,以期取得更好的开发效果。     

聚合物驱后油藏强化泡沫驱参数优化设计

为进一步提高聚合物驱后特高含水开发后期油藏采收率,根据强化泡沫驱先导试验区的油藏特点及开发现状,利用CMG数值模拟软件,对双河油田强化泡沫驱的注入段塞大小、注入浓度、注入方式等参数进行了优化设计,并依此制定了开发方案。优化结果表明:强化泡沫体系为2 000 mg/L稳泡剂+0.3%发泡剂,合理气液比为1∶1,最佳注入量为0.5 PV,并且采用气液混注方式驱油效果最佳;预测矿场实施后,可提高采收率10%,对聚合物驱后油藏采用强化泡沫驱技术进一步提高采收率是可行的。