水溶性聚合物在多孔介质中动态滞留量研究

滞留量是影响聚合物驱油效果的关键因素之一。针对水溶性聚合物在现场应用条件的局限性,利用淀粉-碘化镉比色法研究了聚丙烯酰胺水溶液在人造均质岩心中的动态滞留规律,并考察了高岭土、表面活性剂对其滞留量产生的影响。结果表明,溶液中含有表面活性剂时,聚合物的滞留量减少;高岭土的存在使聚合物在岩心中的滞留量增加,随着高岭土含量的增加,滞留量增大。表活剂与聚合物同时存在时,二者之间会发生一定的相互作用,在岩石表面会产生竞争吸附,造成其有效含量降低,因此要保证驱油效率的提高,应当依据二者对提高采收率的贡献及吸附滞留的差异对其浓度进行适当的调高。     

多孔介质微生物提高原油采收率模型

通过分析微生物在多孔介质中的运移规律,建立了能反映微生物驱油过程的三维三相(油、气、水)四组分数学模型,模型中的组分有微生物、营养物、溶解氧以及代谢产物(生物表面活性剂)。模型分析了对流、扩散、微生物生长和死亡、趋化性、营养物消耗、代谢产物生成、各组分吸附和微生物解吸附等特性,并考虑了微生物吸附造成渗透率下降、代谢产物降低原油黏度和油-水界面张力等性质。进一步根据数学模型研制了对应的模拟器,在给定参数条件下,对微生物驱油效果进行了预测,分析了最大比生长速率、微生物吸附常数、趋化性系数以及代谢产物得率对微生物驱油的影响,进一步揭示了微生物提高采收率的作用机理。     

一种改性淀粉溶液在多孔介质中的流动及对提高采收率的影响

为了提高聚合物驱用于非均质性较强油藏开发的采收率,对一种可溶性改性淀粉MS在岩心表面的吸附滞留能力及其对提高采收率的影响进行了实验研究。研究结果表明:MS在Berea岩心上有较强的吸附滞留能力,具有较高的残余阻力系数;MS能较多地进入并吸附在高渗透层,可有效改善注入流体的波及面积,增大流体在低渗透层的流动性;MS能够较大幅度地提高后续水驱采收率。     

聚合物在多孔介质中水动力学滞留研究

部分水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）的分子量越高，满足流度控制所需要的ＨＰＡＭ的浓度就越低，ＨＰＡＭ用量就少。因此，矿场应用的ＨＰＡＭ的分子量有越来越高的趋势。但是，ＨＰＡＭ分子量越高，其在多孔介质中的滞留量就越易受到注入速度的影响。研究了高温（７２℃）条件下，不同分子量的ＨＰＡＭ在天然岩心中的渗流特性，结果表明：在注入速度为１５ｍＬ／ｈ的条件下，低分子量的ＨＰＡＭ３３３０Ｓ的浓度剖面图基本对称，滞留量为１９．５μｇ／ｇ；高分子量的ＨＰＡＭＳ５２５的浓度剖面图呈明显的前缘滞后和拖尾现象，滞留量为６４．０μｇ／ｇ。把Ｓ５２５溶液的注入速度从１５ｍＬ／ｈ提高到３０ｍＬ／ｈ，Ｃ／Ｃ０值随注入孔隙体积的增大先下降而后上升，滞留量增加了４１．５μｇ／ｇ；当Ｃ／Ｃ０值上升到１后再将注入速度提高到６０ｍＬ／ｈ，浓度剖面图特征与上述基本相同，滞留量又增加了４５．０μｇ／ｇ。３个流速下ＨＰＡＭＳ５２５的总滞留量为１３７．７μｇ／ｇ，呈现出典型的水动力学滞留现象，并且ＨＰＡＭ的分子量越高，岩心渗透率越小，水动力学滞留现象就越明显，滞留量越大。因此在实际应用时，应充分考虑到水动力学滞留现象的有利和不利的影响。图１表１参４（郭海莉摘     

振动采油中地层饱和多孔介质波动规律研究的新方法

结合岩石力学、粘性流体动力学以及流固耦合力学的理论,研究得到了一种分析振动采油中地层饱和多孔介质波动规律的新方法。该方法以流体和固体的波动方程为基础,考虑流固两相间相互作用的粘滞阻力和惯性阻力的耦合效应,得到了一种描述振动采油中地层饱和多孔介质波动规律的实用模型,并用近场波动数值模拟理论求解。该方法物理意义明确,理论可靠,实用性强。     

弱凝胶在多孔介质中的运移规律研究

通过线性填砂模型和透明微观模型实验,研究了弱凝胶在多孔介质中的运移规律和提高采收率的一般特性。线性填砂模型研究发现,弱凝胶在多孔介质中有较强流动性能和传播性能;透明微观模型实验研究发现,弱凝胶优先进入低阻力的大孔道,可拉伸变形通过窄小孔道,弱凝胶运移过程受到剪切稀释。弱凝胶的主要作用是驱替,而调剖只是初期或暂时的效果。     

颗粒型堵剂在多孔介质中的运移规律研究

研究了预交联硬颗粒和软颗粒堵剂在多孔介质中运移规律。结果表明,颗粒型堵剂运移规律主要表现为"顺利通过"、"破碎通过"以及"形成堵塞不能通过"等模式。小于孔喉的颗粒,由于粘弹性较好,吸水膨胀后,颗粒可发生形变,表现出"变形虫"特征,在注入水的驱动下,可以顺利通过孔喉;颗粒直径和孔喉相差较大的条件下,在驱动力较大,颗粒被破坏成更小的、与孔喉相匹配的颗粒。     

微生物采油技术物理模拟研究现状

针对国内外微生物采油技术的物理模拟研究现状,从微生物采油机理,微生物在多孔介质中的生长、代谢、运移、堵塞,微生物提高采收率等3个方面进行了分析和总结。对于微生物采油机理,主要介绍了微生物对原油的乳化-携带、剥离油膜、生物气以及界面局部富集等。微生物在地层孔隙中的生长是油藏微生物生态系统中竞争与协同双重作用的结果,而协同作用主要表现在营养的链式利用上,微生物在多孔介质中是倾向于运移通过还是倾向于吸附堵塞主要取决于有无相对静止的生长环境,处于随水流一起运移状态的微生物不易产生吸附和堵塞;无论是内源微生物还是外源微生物都可以产生显著的驱油效果,可提高采收率6%~15%。未来微生物采油技术的研究应加强在微生物驱油机理多因素的量化表达、有益菌的识别和选择性激活以及提高物理模拟研究手段与现场试验的相似性3个方向的研究。     

多孔介质水合物天然气开采分析模拟

由于在冻土层和海洋环境中存在着大量的天然气水合物，因此天然气水合物将成为未来的替代能源。但是，至今尚未对各种开采方法中来自水合物的天然气开采潜力进行充分调查研究。本项研究介绍了一个简单的分析模型，该模型通过减压方法从多孔介质中分解水合物，从而模拟天然气开采。我们认为分解带的热传递、水合物分解内动力学和气水两相流动是涉及多孔介质中水合物分解的三种主要机理。本项研究对涉及物理性质实际变化范围的三种机理的相对重要性进行了比较。实例研究表明，气水两相流动的影响比热传递和水合物分解内动力学的影响小得多。考虑到速度控制作用，开发出的分析模型可以预测在多孔介质中天然气水合物分解的动态特征。模型已用于进行敏感性研究，已便调查在水合物储层进行商业性天然气开采的可行性。研究结果表明，从天然气水合物储层中能够采出大量天然气，水合物叠加在含气带上方。在西伯利亚、阿拉斯加和加拿大的永久冻土区中已发现了这种天然气水合物储层。     

微生物采油数学模型发展现状

综述了目前国内外描述微生物采油的几种数学模型，分析了微生物采油数学模型存在的问题，指出描述各种增产机理和生物特性的实验参数是制约微生物驱油数学模型现场应用的关键，并给出了一个比较完善的数学模型和一套取得相关参数的方法。     

高温高压条件下油藏内源微生物微观驱油机理

为研究内源微生物微观驱油机理,在模拟油藏高温高压（60℃、10 MPa）条件下,以油田提取的内源微生物群落及其代谢产物作为驱油介质,利用研制的微观仿真光刻蚀可视模型,对水驱、微生物驱油过程中剩余油形态及流动特征进行显微观察和分析;并应用测试和图像处理技术,定量考察微生物微观驱油效果。研究结果表明：高温高压油藏条件下,内源微生物具有一定活性,且驱油效果较好;微生物被激活后,能有效启动不同类型剩余油,并可与代谢产物共同作用于水驱所无法波及到的盲端孔道,置换出剩余油,增强了原油的流动能力,同时可提高采收率。微生物微观驱油机理可归结为：微生物对原油的“啃噬”、降解;产生生物气溶解于原油,降低原油黏度;产生生物表面活性剂层层剥离、乳化剩余油,改变孔隙介质表面的润湿性等。     

原油碳源微生物自动寻的提高原油采收率机理

应用可视化实验观测方法,对3种原油碳源微生物提高原油采收率的机理进行的研究发现,原油碳源微生物有向原油定向运移并直接接触原油的“自动寻的”功能,并使原油碳源处菌群高度富集。这种自动寻的运移是原油碳源微生物提高原油采收率的基础。实验发现,在任何时候,原油碳源处的菌浓度比其他各处高出5~6个数量级。距原油碳源越远,菌浓度越低,其代谢产物浓度分布规律与菌浓度分布规律相符。微观模拟实验表明,高浓度的菌群及其大量代谢产物协同作用于原油碳源有利于剩余油启动。依据所得规律,对应用原油碳源微生物提高采收率的生产模式提出了建议。     

弱凝胶在多孔介质中的微观驱替机理

利用室内微观驱替实验装置,采用透明的单层油砂充填模型研究了弱凝胶驱和后续水驱过程中不同时刻各相流体在多孔介质中的分布。微观驱替实验结果表明,弱凝胶沿原先被水占据的大孔道流动,并且可以通过变形被挤入窄小孔喉,在弱凝胶的前沿存在稳定的水胶界面。在后续注水过程中,存在于大孔道的弱凝胶迫使后续注入水改向进入未被注入水波及的小孔隙,驱替的残余油滴聚集并形成油墙。弱凝胶的流体改向作用是提高微观波及效率和采收率的主要因素;弱凝胶的粘弹作用有利于在油藏深部进行深度调剖。     

不同类型凝析气藏在低渗多孔 介质中的相态及采收率研究

用凝析油含量不同的凝析气分别在PVT筒和长岩心中进行了衰竭实验,并应用超声波测试技术测试了其饱和度以及高温、高压平衡凝析油气相渗曲线和常温、低压常规油气相渗曲线.实验表明,凝析油含量高的凝析气在多孔介质中凝析油的采收率比PVT筒中约高1倍.采用不同相渗曲线及CMG数值模拟软件对长岩心衰竭实验中凝析油的采收率进行了预测,结果表明,造成凝析油采收率差别的主要原因是界面张力导致凝析油气相渗曲线的差别.在数值模拟中,应当使用真实相渗曲线.对于含凝析油低的凝析气藏,多孔介质中定容衰竭凝析油饱和度远高于PVT筒中凝析油采收率,多孔介质中蒸发现象不明显.凝析油饱和度达到最大值后,随压力的降低不再变化,这表明低渗凝析气藏中尽管凝析油含量低,其污染仍然存在,不能忽视.     

Improved empirical relations for estimating original oil in place recovered during microbial enhanced oil recovery under varied salinity conditions

During microbial enhanced oil recovery (MEOR) processes, the interaction between injection water (IW) and formation water (FW) salinity causes in-situ salinity variation which affects the final oil recovery. The present study explicitly quantifies the Original Oil in Place (OOIP) recovered for different IW and FW salinity conditions through numerical simulation. Based on simulation results, user-friendly empirical correlations were deduced to quickly estimate the OOIP. The results suggest that the OOIP increases drastically in all reservoirs with any initial FW salinity as the adopted salinity of IW is lowered. The study would serve as a tool for making reservoir management decisions.     

孔隙介质中泡沫形成机理研究进展

泡沫驱是一种有效减缓注气过程中气窜、指进和重力超覆的方法。综述了泡沫形成的三种机理:截断、液膜分离和液膜遗留,以及毛细管压力波动、孔喉几何形态、流动速率、孔隙网络的拓扑结构、界面特性、原油等因素对泡沫形成的影响,指出还需要依靠有效的实验方法研究地层条件下泡沫形成的机理。     

Stability and water control of nitrogen foam in bulk phase and porous media

Foam is widely used in the petroleum industry thanks to its unique properties and performance. Its application to water control in oil wells has received more and more attention. The stability of nitrogen foam was investigated in pressurized equipment and sand pack. The result indicated that with increasing pressure （0-2 MPa） the stability of foam in the pressurized equipment increased linearly. Increased nitrogen injection pressure caused better dispersion of nitrogen-foaming solution in porous media. The initial residual resistance factor to gas was an exponential function of injection pressure, but the residual resistance factor （to gas and liquid） decreased exponentially with time. The halflife of foam in porous media （expressed in residual resistance factor） was much longer than that in bulk phase （expressed in foam height）. Pore model analysis indicated that good dispersion in porous media and the presence of thick liquid film during dispersion were the main reasons for high stability. Field test indicated that effective residence of foam in the formation not only resulted in much better heat insulation, but also improved steam stimulation by enhancing steam heating.     

黏弹性流体分形多孔介质渗流数学模型及计算方法

为了研究黏弹性流体在多孔介质中的渗流规律,将分形理论应用于黏弹性流体的渗流模拟中,通过推导黏弹性流体有效黏度关系式,得到了多孔介质的分形孔隙度和分形渗透率表达式,进一步建立了黏弹性流体分形多孔介质渗流数学模型。使用有限差分方法对黏弹性流体分形多孔介质渗流数学模型进行了数值求解,并利用拉格朗日插值法求得了稳定流状态不同压力下的流量。通过对大庆油田采油四厂5口复合驱井进行实例计算的结果表明,黏弹性流体分形多孔介质渗流数学模型计算所得产液量与实测产液量之间的平均相对误差较小,该模型具有一定的实用价值。