粘彈性顆粒驅(qū)油數(shù)值模擬研究

1、粘彈性顆粒驅(qū)油數(shù)值模擬研究粘彈性顆粒驅(qū)油數(shù)值模擬研究【摘耍】粘彈性顆粒驅(qū)油是特高含水油藏提高采收率的一種有 效方法，該方法在礦場上進(jìn)行了大量的應(yīng)用，因此進(jìn)行粘彈性顆粒驅(qū) 油技術(shù)的數(shù)值模擬研究非常重要。本文在大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，指 出了粘彈性顆粒驅(qū)油數(shù)值模擬中存在的問題，提出了改進(jìn)的模型，利 用改進(jìn)模型研究了室內(nèi)巖心驅(qū)替過程，結(jié)果表明形成的模型能較好的 模擬粘彈性顆粒的驅(qū)油過程?！娟P(guān)鍵詞】粘彈性顆粒數(shù)值模擬巖心驅(qū)替特高含水油藏勝利油田自1994年開始開展化學(xué)驅(qū)以來，累積增產(chǎn)原油1906萬 噸，累積動用儲量39195萬噸，為勝利油田的產(chǎn)量穩(wěn)定發(fā)揮了重耍作 用。其中粘彈性顆粒驅(qū)油技術(shù)在礦場中得到了

2、廣泛應(yīng)用，取得了可觀 的效果。為了使該項技術(shù)應(yīng)用更加科學(xué)合理，發(fā)展粘彈性顆粒驅(qū)油的 數(shù)值模擬研究非常必要。具有化學(xué)驅(qū)模擬功能的油藏數(shù)值模擬軟件很 多，國內(nèi)外許多研究機構(gòu)與學(xué)校都擁有自己的化學(xué)驅(qū)模擬軟件。以美 國taxas大學(xué)開發(fā)utchem化學(xué)驅(qū)數(shù)值模擬軟件為例，utchem擁有很 好的程序框架和機理描述，是理論研究方面很好的教學(xué)科研軟件，但 不適合較為復(fù)雜地質(zhì)模型的實際礦場應(yīng)用。針對勝利油區(qū)的高溫高鹽 油藏化學(xué)驅(qū)中存在問題，以粘彈性顆粒驅(qū)油為研究對象，提出其數(shù)值 模擬的基本原理和方法。1粘彈性顆粒驅(qū)油體系的提高采收率原理粘彈性顆粒復(fù)合驅(qū)油體系的提高采收率機理比較復(fù)雜，大體上可 以歸結(jié)為三個方

3、面。(1) 調(diào)堵機理。粘彈性顆粒在孔隙內(nèi)滯留，堵塞孔隙通道，并 且選擇性進(jìn)入高滲條帶，調(diào)整大孔道和高滲透層的滲透率，使液流轉(zhuǎn) 向，擴大波及體積，改善低滲透部位的驅(qū)油效果。(2) 驅(qū)油機理。粘彈性顆粒在地層中會表現(xiàn)出“變形蟲”特征， 變形通過孔隙，驅(qū)動孔隙內(nèi)剩余油移動，產(chǎn)生驅(qū)油作用。（3）增加水和粘度，降低水相滲透率，降低水油流度比。粘彈 性顆粒與聚合物復(fù)配體系增加了水相粘度，并且聚合物在巖石表面會 降低水相相對滲透率，從而降低了水油流度比，降低油藏的含水，提 高產(chǎn)油量。粘彈性顆粒具有以上的驅(qū)油機理與其木身的物化特征具有緊密 的聯(lián)系。主要體現(xiàn)在五個方面。（1）溶脹特性。高溫高鹽條件下粘彈性顆粒仍

4、具有良好的吸水 溶脹能力，溶脹的顆粒懸浮能力強，密度與水相當(dāng)，能夠滿足長期驅(qū) 替注入需要。（2）沉積再運移特性。在各種力作用下粘彈性顆粒在孔隙表面 發(fā)生沉積，滲流速度越大沉積量越少，發(fā)生表面沉積的顆粒在較大拖 拽力作用下將再次運移，流體粘度越大再運移臨界滲流速度越小。（3）粒堵塞再啟動特性。封堵在孔喉處的粘彈性顆粒在較大壓 差作用下重新啟動，重新啟動所需壓力大小與粘彈性顆粒和孔喉直徑 比值呈指數(shù)型增長。（4）滯留降低孔滲特性。粘彈性顆粒在多孔介質(zhì)中滯留將大大 降低多孔介質(zhì)滲透率，顆粒沉積對滲透率影響幅度小于孔喉堵塞對滲 透率的影響幅度。（5）復(fù)配體系增粘特性。粘彈性顆粒與聚合物共存吋將發(fā)乞相

5、互作用，大量的聚合物分了和粘彈性顆粒在水相中形成較弱的空間網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)，增加水相粘度。2粘彈性顆粒驅(qū)油體系的基木數(shù)學(xué)模型粘彈性復(fù)合驅(qū)數(shù)學(xué)模型假設(shè)條件：只存在油水的相對滲透率；聚 合物組分在水相中增粘，隨水相流動存在擴散、吸附、不可及體積等； 粘彈性顆粒存在增加水相粘度；油相與水相間沒有質(zhì)量交換；水相內(nèi) 部質(zhì)量轉(zhuǎn)移-粘彈性顆粒吸水溶脹且是不可逆的；預(yù)交聯(lián)體在水相吸 水溶脹（體膨），隨水相流動存在：滯留-沉積和非剛性堵塞（再啟動） -壓差增加堵塞解除再運移、流速增加沉積部分再運移；考慮沉積、 堵塞而導(dǎo)致地層滲透率降低。考慮以上的假設(shè)條件，形成基木數(shù)學(xué)模 型。連續(xù)性方程:根據(jù)粘彈性顆粒復(fù)合體系的驅(qū)油機理，建立了該體系的數(shù)值模擬 模型，利用該模型研究了室內(nèi)巖心的驅(qū)替動態(tài)，計算結(jié)果與室內(nèi)實驗 結(jié)果復(fù)合程度較高，說明該模型可以逐步推廣到礦場實際應(yīng)用，在優(yōu) 化注采參數(shù)、化學(xué)劑參數(shù)、預(yù)測開發(fā)指標(biāo)等方面發(fā)揮重要作用。參考文獻(xiàn)1余慶東化學(xué)驅(qū)數(shù)值模擬軟件介紹j大慶石油地質(zhì)與開發(fā), 2001, 2 (20)： 62-6