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。     

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。     

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     

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。     

化学驱数值模拟软件介绍

据有关资料报道 ,目前国内外聚合物驱和调剖数值模拟软件可分为 8种类型 :( 1)中国石油勘探开发研究院采油所时富庚博士研制的调剖模型。该模型的主要特点为三维、二相 (油、水 )、六组分 (油、水、聚合物、交联剂、凝胶、有效盐离子 )的数学模型 ,ＩＭＰＥＳ方法求解 ,ＷＩＮＤＯＷＳ操作界面。( 2 )中国石油勘探开发研究院袁士义博士研制的多功能化学驱 (ＡＳＰ)模型。该模型的主要特点为两维、三相、八组分 (水、油、表面活性剂、醇、聚合物、一价阳离子、二价阳离子、添加剂 ) ,由速度引起的质量传递 ,由浓度梯度引起的组分扩散 ,由相平…     

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。     

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。     

大庆油田三类油层聚合物驱数值模拟研究

大庆油田萨北开发区三类油层动用状况较差,采出程度低,是进一步增储上产的潜力所在。通过开展三类油层聚合物驱分阶段开采对象潜力及界限研究,在分析大庆油田三类油层地质特征的基础上,以及对大庆油田正在开展的三类油层注聚合物试验区开发状况分析,应用数值模拟方法,分析萨北开发区北二东研究区三类油层剩余油分布规律和注聚合物最佳组合开发模式等。结果表明：三类油层注聚合物开发,采用一期射开有效厚度小于O．5m油层聚合物驱,二期补开有效厚度大于0．5m油层聚合物驱,提高采收率幅度及含水率下降幅度最大,能有效地挖潜油藏剩余油,提高采收率。     

流经孔隙介质时聚合物稀溶液德博拉数的确定

德博拉数(N_Dc)是表征流体粘弹性的流变参数,可由实验测得的流体第一法向应力差■求出。但聚合物稀溶液的■数值太小,在一般流变仪上测不出。用半经验公式计算N_(De)的方法虽然简便,但应用范围有限。作者改装了威森堡锥板流变仪并用改装的仪器测定了聚丙烯酰胺稀溶液(1000mg/l)的N_(De)及表征流体由粘流型转变为粘弹型的临界德博拉数■,将实验结果与用半经验公式计算的结果进行了对此。结果表明,该半经验公式只适用于中等分子量(小于10×10~6)的浓度不大于1000mg/l的聚合物稀溶液,而对于高分子量(大于10×10~6)或较高浓度(大于1000mg/l)的聚合物溶液则误差较大,不宜使用。     

聚合物驱油过程中聚合物滞留及残余油分布的数值模拟研究

利用聚合物驱数值模拟软件ＰＯＬＹＭＥＲ，在一组具有大庆油田地质特征的储层地质模型上开展了聚合物驱过程中及驱后聚合物滞留和残余油分布研究，给出了初步研究结果。     

三元复合驱溶液周期性受限流动的数值模拟

用拉格朗日－欧拉模拟方法,采用并联毛细管道模型 ,定性地模拟研究了应用于三次强化采油中二元复合驱（ASP）溶液在多孔介质中的复杂流动行为。得到了低流速下ASP溶液在并联毛细管道中流动的速度场、应力的压力场,同二次采油中驱油剂（水）的结果进行了比较。结果表明,三元复合驱流体在多孔介质中流动时,表现出明显的非牛顿流特性;其应力场的分布具有不对称性,在溶液流经收缩喉道时,受到的阻力来自高剪切应力和法向应力,这些阻力要比具有相同流速的二次驱油液（水）高得多。因此,在相同的流速下ASP溶液的流动会产生更大的压力降。通过将计算结果同有关的实验结果进行定性的比较,验证了拉格朗日－欧拉算法的合理性。     

大庆油田聚合物驱油矿场试验动态反映特点

本文对大庆油田聚合物驱油矿场试验中所获得的资料进行了综合分析,揭示了聚合物注入过程中的压力变化规律、聚合物在油层中的流动行为及聚合物驱油效果反映特点,从而深化了对聚合物驱油机理的认识,对今后聚合物驱油方案设计、动态分析及效果评价具有指导作用。     

三元共聚物SMAE醇解,胺解衍生物的合成及降凝性能

在甲苯溶液中将苯乙烯马来酸酐丙烯酸高级醇（正十八碳醇、正十八至二十四碳混合醇）酯三元共聚物（ＳＭＡＥ）分别用正十八碳醇、正十八至二十四碳混合醇进行醇解，用正十八胺进行胺解，得到了一系列新聚合物，其红外光谱和凝胶渗透色谱法数据表明，醇解和胺解均发生在酸酐单元上。这些醇解和胺解衍生物对所测试的４种原油的降凝性能均比原始ＳＭＡＥ共聚物好，５００ｐｐｍ醇解和胺解衍生物使原油的凝固点下降２０－３１℃。     

聚合物稀溶液流经孔隙介质时的粘弹效应及其表征

通过均匀粒子充填床层流动试验求得了多种聚合物稀溶液在稳定层流条件下由纯粘性流动转变为粘弹性流动的临界条件:临界流速,临界雷诺数、临界德博拉数、综合阻力系数>1。讨论了聚合物链结构、分子量、溶液浓度、床层孔隙结构等对粘弹效应的影响。粘弹性流体流经均匀粒子充填床层时的总压力降由粘性压力降和弹性压力降组成:ΔP_T=ΔP_C+ΔP_E,作者利用修正的 Blake-Kozeny 方程得到了ΔP_V 的表达式,基于实验结果求出了ΔP_E 的表达式:ΔP_E=C_0ηpθ_(fl)V_0~m/Dp~2,其中 C_0和 m 为流体参数。     

耐盐聚合物PAM104A与高含盐油藏聚合物驱油物理模拟

在常温下令部分水解聚丙烯酰胺与二羟基化合物１０４Ａ反应制得了耐盐聚合物ＰＡＭ１０Ａ。研究了ＰＡＭ１０４Ａ的耐盐性、抗剪切性和热稳定性，考察了ＰＡＭ１０４Ａ溶液浓度、聚合物段塞尺寸和结构对驱油效率的影响。岩心驱油试验结果表明，ＰＡＭ１０４Ａ能满足高含盐、低渗透的马岭油田聚合物驱油的技术要求。     

三元复合驱油体系中化学剂在孤东油砂上的吸附损耗

用静态和动态吸附方法研究了三元复合驱油体系中各个化学剂在地层温度（６８℃）下的吸附损耗。复合体系与单一体系相比，Ｎａ＿２ＣＯ＿３和ＯＰ－１０的吸附量较小，而３５３０Ｓ的较大。在复合体系中，Ｎａ＿２ＣＯ＿３、ＯＰ－１０、３５３０Ｓ的静吸附量分别为１．３３、２．４、０．２１５ｍｇ／ｇ油砂，动吸附量分别为０．６７、０．２４、０．０５５ｍｇ／ｇ油砂。     

有机铬交联聚合物驱油剂的研制及矿场应用

为改善聚合物驱油效果,研制了ＸＬ系列有机铬交联剂ＸＬ－１和ＸＬ－２,研究了ＨＰＡＭ／ＸＩ交联体系的配方,对该配方体系的性能进行了评价,开展了矿物试验。     

聚合物分子量与岩心渗透率配伍性──孔隙喉道半径与聚合物分子线团回旋半径比

以孔隙喉道半径与聚合物分子线团回旋半径比（r_h／R_G）作为聚合物与岩心配伍性的特征参数，检验了国内外发表的和本文作者所作的聚合物IIPAN溶液岩心流动实验数据。在可比条件下，对于环氧树脂胶结的人造岩心，聚合物通过而不堵塞孔隙的条件是r_h／R_G＞5；对于地层岩心，此比值应更大。在大庆油田聚合物驱中，建议取r_h／R_G为5－10。