生物聚合物溶液中悬浮微粒渗流模拟研究

本文采用数值模拟并结合物理模拟两种手段对生物聚台物溶液中悬浮微粒的驱油渗流动态进行了探讨。物理实验发现,所用的生物聚合物溶液中的悬浮微粒在多孔介质中进行运移,并被捕集,因而引起溶液在介质中的渗透率显著下降。作者根据 C—H简化模型及物理模拟实验模型,建立了一套简单的数学模型,通过数值计算方法对所要分析的堵塞情况进行了数值模拟,从而对生物聚合物溶液中悬浮微粒在驱油过程的渗流规律进行了探讨。     

抗盐聚合物分子集聚影响因素及其渗流特性

利用电镜扫描方法研究了驱油用抗盐聚合物ASPAM和部分水解聚丙烯酰胺PHPAM溶液的分子聚集现象；模拟现场聚合物注入过程，分析了聚合物溶液质量浓度、配制水矿化度、多级过滤和机械剪切作用对聚合物分子聚集体的影响；通过岩芯实验，分析了ASPAM的渗流特性。结果表明，ASPAM显示了分子的聚集状态，达到聚集状态后其粘度显著提高；ASPAM较PHPAM具有优异的抗盐和抗剪切性，在多孔介质中的动态滞留量更大。实验研究对现场应用抗盐聚合物驱油，以及聚合物的改性具有指导意义。     

生物聚合物溶液在ASP复合驱替中渗流的模拟研究

本文采用物理模拟实验手段对生物聚合物溶液在 ASP 复合驱油中的渗流动态进行了探讨,从微观、宏观等不同的角度对生物聚合物与碱、表活剂复合驱替的二元或三元体系进行了驱油物理模拟实验。实验结果表明,复合驱替不仅可以控制流度,增大波及系数,而且还可以降低水驱后的残余油饱和度,即提高洗油效率。     

聚合物驱后双液法固定技术试验研究

聚合物驱后恢复水驱,由于不合理的流度比造成后续注入水迅速沿高渗透层突破进入油井,使油井很快水淹。针对这一情况,通过平板模型驱油试验,研究了聚合物驱后双液法固定技术。研究得出:聚合物驱后采用双液法注入固定剂溶液,可以充分固定地下高浓度聚合物溶液,形成的冻胶体系可以有效封堵这部分高渗透孔道,迫使后续注入水进入中、低渗透层,提高了聚合物驱后的原油采收率;聚合物驱后若恢复水驱,通过絮凝和双液法固定技术,可以充分絮凝低浓度聚合物溶液,并有效固定高浓度聚合物溶液,该技术对于高渗透层的封堵十分有效,使注水剖面得到较大程度的改善,提高了后续水驱的波及系数,从而提高了水驱的原油采收率。     

HPAM 溶液驱油过程中弹性作用的探讨

HPAM 溶液在多孔介质中流动时,如果流速达到某一临界值,由于分子结构的特性,将会表现出弹性,使有效粘度增加。但是从注入井到生产井的流动过程中,流速是不断变化的,其弹性作用的有效距离及对驱油的贡献有多大,一直没有统一的认识。该文研究了注入速度对常规HPAM 溶液弹性的影响,对比研究了没有弹性的黄原胶分子、甘油与常规HPAM 的驱油效率,最终确定了HPAM 在地下驱油过程中弹性作用的有效距离。     

界面特性对聚合物驱油时驱替速度的影响分析

针对界面特性（界面流变特性、界面张力特性、润湿性）在聚合物驱油过程中的重要性，将油藏孔隙介质简化成具有相继收缩和扩张的波纹管模型，根据能量平衡原理建立了波纹管中聚合物溶液驱替时的界面特性参数和驱替速度之间的数学模型，用有限差分方法求解，研究了界面粘度、界面张力、润湿角变化对聚合物/油界面速度的影响。研究结果表明：润湿性变化影响界面的驱替速度，当界面的曲率方向与驱替方向相反时，无因次界面张力和无因次界面粘度的增加都使无因次界面轴向速度降低，且界面轴向驱替速度关于孔隙单元中心不对称。     

聚–表二元驱油体系性能对比研究

基于不同分子结构,探讨了表面活性剂分子与聚合物分子、高价金属离子的相互作用机理,认为与钙离子结合能力排序为：十二烷基硫酸钠> 部分水解聚丙烯酰胺> 十二烷基苯磺酸钠,从而导致聚–表二元复配体系黏度的差异。同时,驱油体系驱油实验的结果表明,驱油效率主要受到体系黏度、油水界面张力的影响,但驱油体系性能相近的情况下,具有更大分子截面积的表面活性剂,在驱替过程中,会表现出较好的界面张力保持能力,得到相对较高的驱油效率。     

低渗多孔介质中凝析气衰竭实验研究

凝析气藏凝析气衰竭测试通常在PVT筒中进行,没有考虑多孔介质的影响,而实际储层中流体相态的变化却是在多孔介质中发生的。通过长岩芯实验研究了凝析油气体系在多孔介质中的衰竭动态,并与PVT筒中的衰竭进行了对比。研究发现：长岩芯中富含凝析油型的凝析气衰竭动态与PVT筒的测试结果存在一定差异,不同衰竭速度所得各级压力下平均气油比不同,速度越大,平均气油比越大,凝析油采收率越低;长岩芯中凝析油采收率高于PVT筒中采收率,天然气采收率则相差不大。因此,应尽可能采用岩芯衰竭实验研究凝析气藏衰竭开发反凝析动态特征。     

聚丙烯酰胺对砂岩润湿性的影响

在分析了常用的评价岩石润湿性方法的基础上,建立了一套研究部分水解聚丙稀酰胺分子对岩石颗粒润湿性影响的填砂管驱替实验方法,并不同矿化度及聚合物浓度条件下,测定了的聚合物溶液对石英砂润湿性的影响。实验结果表明,用聚合物溶液浸泡过的石英砂,其束缚水饱和度明显升高,残余油饱和度有所降低,使颗粒的润湿性向亲水方向变化。聚合物浓度和溶液矿化度将影响聚丙烯酰胺改变颗粒润湿性的能力。在聚合物驱所用的浓度范围内和所关心的矿化度范围内,聚合物浓度越高,改变润湿性的能力越强;溶液矿化度越高,这种能力越小。     

吸附对气藏及凝析气藏储量的影响探讨

将化工中的可动吸附模型^[1]应用于气藏工程中,建立考虑吸附的原始地质储量的理论模型。首先对化工中分子筛上的单组分吸附实验数据进行了拟合,在此基础上对双组份吸附的实验数据进行了预测,通过和实验数据的对比分析,验证了本模型的可靠性;然后采用Clark^[2]在砂岩及砂岩-粘土多孔介质中测得的单组分吸附实验数据和单组分吸附延伸扩展方法,获得了其它单组分的吸附扩展实验数据和基础吸附参数,应用此参数分别对实际的天然气和凝析气在不同多孔介质中的吸附进行了计算。通过计算说明不同介质及不同体系组成的气藏在原始条件下考虑吸附对常规地质储量产生的影响程度。     

双重介质油藏数值模拟并行算法研究

裂缝型碳酸盐岩油藏非均质性极强，数值模拟运算时间长，迫切需要一种切实可行的解决方法。介绍了区域分解法在数值模拟中的应用方法，提供了油藏数值模拟串行算法并行化的一般策略与方法。基于已开发的双重介质油藏数值模拟串行算法及建立的Windows平台PC集群网络并行计算环境，利用消息传递界面（MPI库）实现了并行过程中所有消息的传递功能。通过对国内某实际碳酸盐岩油田的模拟表明，并行后的算法是成功的，2个PC加速比高达1.86，4个PC达到3.46，8个PC达到6.89。通过模拟还发现，并行数值模拟时，存在最佳的子区域规模和数目。该算法解决了大规模碳酸盐岩油藏数值模拟时间长的问题，具有实际的应用价值。     

粘弹性稠油的驱替特征及其影响因素分析

在粘弹性稠油一维两相驱替数学模型基础上,考虑影响稠油松弛特性的两个因素：温度和胶质-沥青质含量(体积分数）,进行了数值求解,分析了松弛特性的影响因素及其对水驱稠油的影响。分析表明：温度越高,松弛特性越弱;胶质-沥青质含量越高,松弛特性越强,粘弹特性越显著;松弛特性可以降低驱替压力梯度,提高含水饱和度,推迟见水时间,延长开采时间,提高采收率,改善水驱粘弹性稠油的开发效果,但其影响随着温度的升高或胶质-沥青质含量的降低而减弱。研究成果为粘弹性稠油的驱替特征及其开发效果的研究提供了理论指导。     

泡沫油运动形态的可视化研究

委内瑞拉Orinoco地层油复杂的“泡沫油”流动特征在油藏开发及实验室研究中受到高度重视,不同压力下的泡沫油微观形态研究对探寻渗流机理尤为重要。低于泡点压力时泡沫油表现出复杂的形态变化,实验利用可视化模型观察和分析了气泡的形成、生长过程、合并和分裂现象,并发现气泡通过孔隙时具有独特的运移特征：当气泡接近和通过孔喉时,运移速度明显加快。不同直径的气泡伴随有变形、翻转和吸附等形式。对模型表面粗糙度、孔隙大小、气泡尺寸等因素进行分析后,发现气油比是影响气泡数量的关键因素,但其不是气/液界面相互作用的主要因素。气泡的产生及运动过程受压降和重质组分的双重作用,高沥青质、胶质含量决定了泡沫油的渗流特征。     

胜利油田低渗透油藏开发技术研究

低渗透油藏是胜利油田重要的增储阵地之一,胜利油田目前在低渗透储层特征研究、小井眼和水平井钻井技术以及整体高效水力压裂技术等方面有了很大进展,在储层渗流机理、注气混相驱     

粘弹性流体驱替残余油微观力计算

为进一步探索聚合物的弹性对残余油的驱替机理， 选取上随体 Maxwell 本构方程， 建立粘弹性流体在微孔道中的流动方程。在应力张量理论基础上， 计算作用在残余油膜上的水平偏应力差。分析、 对比不同流变性流体、 油膜宽度及压力梯度对作用在残余油膜上的水平偏应力差的影响。结果表明： 在油田生产实际平均压力梯度为 0.02 MPa/m 的情况下， 水、 幂律流体 （ n = 0.6 ） 、 粘弹性流体 （ We= 0.3） 三者作用于残余油膜上的水平偏应力差的比值约为 1：10：25， 即粘弹性流体 （ We= 0.3） 驱油时对油膜的驱动力大约是水驱的25 倍。进一步从理论上证明了粘弹性流体能够提高微观驱油效率这一结论。     

低渗透砂岩石油渗流的微观模拟实验研究

采用天然低渗透砂岩微观模型，通过与实际地质状况较为相似条件下的油驱水实验，模拟石油在低渗透砂岩孔隙内的渗流，分析和探讨了低渗透砂岩孔隙介质中石油的微观渗流机理。研究结果表明，石油在低渗透砂岩中渗流路径曲折复杂，运移渗流模式有稳定式、指进式和优势式3种；石油在低渗透砂岩中渗流存在启动压力梯度，启动压力梯度与砂岩孔隙度关系复杂，而与砂岩渗透率有很好的相关性；石油的渗流速度与驱替压力呈很好的相关性，石油以相同速度在不同渗透率级别的砂岩内渗流时所需要的驱替压力随砂岩渗透率的增大而降低。     

碱水驱组分输运过程有效性研究

建立了碱水驱组分孔隙输运数学模型,将模型中所需的物化参数描述为驱油剂浓度相关的函数,用“有效驱替带”量化和分析了吸附、驱油剂段塞尺寸、驱替速度、扩散弥散等因素对碱组分输运过程有效性的影响机理。在此基础上,进一步分析了大庆油田ASP复合驱用碱剂NaOH在孔隙输运过程中的有效性和持久性,并对模拟软件进行了实验验证,它们具有很好的一致性。经过实验验证的模拟软件,不仅可代替部分实验室流动实验和辅助机理分析,而且可以为碱水驱和ASP复合驱工程工艺方案设计和动态监测提供指导。