聚合物驱相对渗透率曲线实验研究

相对渗透率曲线反映油藏岩石中多相流体的渗流和分布规律。在聚合物溶液流经多孔介质的地下流变性实验研究基础上，获得了聚合物溶液有效粘度与分流量和相饱和度之间的关系式。解决了聚合物吸附／滞留及非牛顿流效应对相对渗透率曲线的影响，从而建立并改进了稳定流法测定聚合物驱相对渗透率曲线的实验技术和方法。利用稳定流法实验技术，成功地测得了７０℃高温油藏条件下的油／聚合物溶液体系的相对渗透率曲线和注聚合物段塞后的油／水体系的相对渗透率曲线，并确定了适当的相对渗透率曲线方程。讨论了聚合物驱相对渗透率曲线的特征，分析了水相中自由聚合物分子和岩石中吸附滞留的聚合物分子对相对渗透率曲线的影响，真实地反映了聚合物驱过程中的多相渗流规律，揭示了聚合物驱油机理。为聚合物驱的数值模拟、动态预测和效果评价提供了重要参数和基础依据     

非稳态法测定聚合物驱相对渗透率曲线

在研究聚合物溶液流变性基础上,通过测定聚合物溶液的阻力系数与残余阻力系数,确定了聚合物溶液在多孔介质中的有效粘度。建立了非稳态法聚合物驱油的实验技术和方法,设计了3种实验方案。通过大量的实验,对常规水驱油实验和聚合物驱油实验的相对渗透率曲线进行对比,说明了聚合物驱油体系的相对渗透率曲线特点,并研究分析了聚合物溶液在岩石中吸附／滞留对相对渗透率的影响。实验结果真实地反映了聚合物驱油过程的多相渗流规律。     

聚合物驱相对渗透率曲线实验研究

相对渗透率曲线反映油藏岩石中多相流体的渗流和分布规律。在聚合物溶液流经多孔介质的地下流变性实验研究基础上,获得了聚合物溶液有效粘度与分流量和相饱和度之间的关系式。解决了聚合物吸附/滞留及非牛顿流效应对相对渗透率曲线的影响,从而建立并改进了稳定流法测定聚合物驱相对渗透率曲线的实验技术和方法。利用稳定流法实验技术,成功地测得了70℃高温油藏条件下的油/聚合物溶液体系的相对渗透率曲线和注聚合物段塞后的油/水体系的相对渗透率曲线,并确定了适当的相对渗透率曲线方程。讨论了聚合物驱相对渗透率曲线的特征,分析了水相中自由聚合物分子和岩石中吸附滞留的聚合物分子对相对渗透率曲线的影响,真实地反映了聚合物驱过程中的多相渗流规律,揭示了聚合物驱油机理。为聚合物驱的数值模拟、动态预测和效果评价提供了重要参数和基础依据。     

在孔隙介质中聚合物吸附及其流动特性对两相流的影响

在不同聚合物浓度的流动实验中,确定水溶性聚丙烯酰胺聚合物的吸附性及其流动特性对采油的影响,就可以确定相对渗透率和流度。在贝雷岩心和储集砂岩岩心中,与油的相对渗透相对的相对渗透率值选择性地降低,聚合物吸附层的水湿性增强。由于聚合物吸附层润湿性的改变及孔隙大小的限制,其相对渗透率降低。文中给提出了一种试验模型,建立了相对渗透率降低量与聚合物吸附量之间的对应关系。地层亏空效应会导致孔隙介质中相对于本体溶液而言的聚合物粘度降低。修正现有的剪切速率模型,可以对其进行精确的预测。对UTCHEM中的新模型进行集成,可以为聚合物应用提供精确的工程设计工具。     

聚合物驱相对渗透率曲线影响因素研究

聚合物驱相对渗透率曲线是描述多孔介质中多相渗流动态及油田聚驱开发指标计算和预测的重要基础资料。文章通过大量的非稳态法聚合物驱相对渗透率曲线测定实验，研究了岩心润湿性、渗透率和聚合物溶液粘弹性对聚合物驱相对渗透率曲线形状和特征的影响。结果表明，与亲油岩心相比，亲水岩心相对渗透率曲线上同一含水饱和度时聚合物相相对渗透率偏低，曲线右端点和等渗点都向右偏移，驱油效率较高；随着岩心渗透率的增加，相对渗透率曲线等渗点右移，两相流跨度增大，残余油饱和度变小，最终采出程度增加，含水上升率变低；与相同粘度的甘油驱对比，聚合物驱相对渗透率曲线的右端点明显右移，说明聚合物溶液的弹性可降低残余油饱和度，提高了微观驱油效率。     

利用毛管压力资料计算聚合物／油体系相对渗透率的方法

本文根据幂律流体在圆管中层流的基本理论，利用岩石的毛管压力资料和事物溶液的静态资料，推导出聚合溶液在多孔介质中渗流的流量公式和粘度的表达式，据此提出了一种新的确定聚合／油体系相对渗透率的方法。实例计算结果表明，用毛管压力资料计算聚合物／油体系的相对渗透率的方法是可行的。     

幂律流体在多孔介质中的剪切速率

针对幂律流体渗流，导出了数均剪切速率、体均剪切速率与粘均剪切速率，分析了一些剪切速率的物理意义。不同问题应使用不同的剪切速率式，对于聚合物驱数值模拟在计算聚合物溶液（水相）粘度时，宜采用考虑渗透率降低的粘均剪切速率。     

低渗油田低速非达西效应模拟研究

在低渗油田中，由于驱油能量的不足，流体的渗流速度较低，流体中的一些表面活性物质在岩石孔隙壁面发生吸附，形成不动层。该不动层降低了地层的渗透率，在流体渗流时，产生了一个阻碍流体流动的附加压力梯度。这时，流速与压力梯度不再呈线性关系，流体表现为非达西流动。在引入非达西因子的基础上，建立了油水两相在地层中的低速非达西流动数学模型，采用有限差分法得到了模型的数值方程和求解方法，模拟计算了非达西因子和地层各参数对生产动态的影响。在渗透率越低，流体粘度越大，生产压差越小的情况下，影响越显著。该模拟和方法可用于低渗油田的动态预测和产量调整以便确定最优开发方案。     

聚合物驱相对渗透率曲线影响因素研究

聚合物驱相对渗透率曲线是描述多孔介质中多相渗流动态及油田聚驱开发指标计算和预测的重要基础资料。文章通过大量的非稳态法聚合物驱相对渗透率曲线测定实验,研究了岩心润湿性、渗透率和聚合物溶液粘弹性对聚合物驱相对渗透率曲线形状和特征的影响。结果表明,与亲油岩心相比,亲水岩心相对渗透率曲线上同一含水饱和度时聚合物相相对渗透率偏低,曲线右端点和等渗点都向右偏移,驱油效率较高;随着岩心渗透率的增加,相对渗透率曲线等渗点右移,两相流跨度增大,残余油饱和度变小,最终采出程度增加,含水上升率变低;与相同粘度的甘油驱对比,聚合物驱相对渗透率曲线的右端点明显右移,说明聚合物溶液的弹性可降低残余油饱和度,提高了微观驱油效率。     

孔隙介质中聚合物溶液的粘弹性及流变性

根据聚合物溶液在孔隙介质中的渗流理论，提出了确定其有效粘度的方法，导出了孔隙介质中包含粘弹性因素的聚合物溶液有效粘度与剪切速率的关系式，该式适用于较广的速度范围；实验证实，聚合物溶液有效粘度由弹性粘度和剪切粘度组成，孔隙介质性质及降合物溶液浓度对临界流变流速影响的研究表明，在油层流速条件下，聚合物溶液很可能出现拉伸流动和胀流型流变特征，因此在聚合物驱及数值模拟中应考虑粘弹性因素的影响。     

考虑多因素的低渗透岩石相对渗透率

相对渗透率是制定油气田开发方案的重要基础资料。通常用非稳态流方法测定和用JBN方法计算它,但未考虑非达西流及毛管力的影响,故只适合于中高渗透岩石达西渗流的情形,且要求非稳态相对渗透率实验驱替速度较高。针对水湿和油湿岩心两种情形,分别导出了同时考虑启动压力梯度、毛管力及重力的相对渗透率公式,不受实验驱替速度较高的限制,解决了低渗透岩石非稳态相对渗透率的实验测定和计算方法问题。     

低渗透油田粘度效应的实验研究

通过不同粘度流体的岩心流动模拟实验，揭示粘度变化对流体渗流及开发效果的影响。研究结果表明：渗透率一定时，原油的粘度越低，渗流越接近线性达西流。低渗透油田热洗井作业时，高温虽可解除部分蜡质、沥青质等的沉积，但又造成近井带原油脱气，流动阻力增加，影响油田开发速度和效果。     

聚合物驱相对渗透率曲线计算方法研究

在修正Blake-Kozeny方程的基础之上推导出了非牛顿幂律型流体驱油的分流量方程、前缘运动方程,并根据推导的驱替前缘运动方程建立了视黏度与注水倍数关系以及平均含水饱和度与末端含水饱和度的关系式,考虑了聚合物溶液稠度系数H、幂律指数n、不可波及体积、岩石物性以及实验驱替速度等因素的影响,得到了新的聚合物驱相对渗透率计算方法。算例结果表明,油相的相对渗透率值与传统JBN方法计算的结果基本一致,而水相相对渗透率值则大于传统的JBN方法的计算结果,聚合物溶液的有效黏度在驱替过程中随着饱和度的增加先变小、后增大。     

聚合物地面分注工艺的研究及应用

针对聚合物油套分注井普遍存在注入过程中粘度损失大、驱油效果差的问题,研究了聚合物地面分注工艺技术。在注水配水间用总阀门控制全井的总流量,用聚合物地面控制器通过调节内管的长短来控制高渗层的流量和压力,低渗层则不通过控制直接注入,以此达到2层均能实现计划配注的目的。现场应用结果表明,使用该工艺后,聚合物的剪切率显著降低,粘度损失率由使用前的30%左右降低到10%左右,将投捞测试工期由以前的2 d左右降低到0.5 d,注聚管柱的有效期延长12个月以上。     

聚合物溶液在缩扩孔隙模型中流动的弹性粘度

将多孔介质视为缩扩孔隙模型,对聚合物溶液在这种模型中的流动总压降等于剪切压降和拉伸压降之和的假设下,用微元分析方法建立了表征聚合物溶液在缩扩孔隙模型中拉伸流动弹性粘度公式.用3种不同相对分子质量的聚丙烯酰胺(HPAM)溶液在人造岩心中的流动实验数据绘制了弹性粘度与Deborah数的关系图,关系曲线表明,当Deborah数大于0.02～0.03时,弹性粘度显著增大.由此推导的弹性粘度公式可用来表征聚合物溶液在多孔介质中拉伸流动发生的程度.     

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双重介质低渗油气藏，往往存在低速非达西渗流，故该类油气藏的油气井试井分析更具复杂性。在考虑井筒储集和表皮效应的前提下，建立了双重介质油气藏低速非达西渗流有效井径试井的数学模型；采用数值反演法，绘制了无限大地层条件下的典型曲线；讨论了不同参数条件下曲线的特征以及应用方法。该成果可进一步推广到双渗透模型和复合模型中，以解决复杂油气藏的试井问题。     

Pressure Behavior for Spherical Flow in a Reservoir of Non-Newtonian Power-Law Fluids

The pressure variations during polymer flooding of oil reservoirs for oil recovery projects can be used to analyze the flow in the reservoir which is especially useful for the partially perforated reservoirs. This paper presents a relationship between the viscosity and the shear rate which is similar to forms developed for radial flow (Odeh, A. S., Yang, H. T. ([1979]). SPEJ. AIME (Jun.) 155). The power-law viscosity model is used to give the variation of the fluid viscosity with the spherical radius for a mathematical model of unsteady spherical flow for non-Newtonian fluids with wellbore storage and skin. An analytical solution for the wellbore pressure responses derived in Laplace space is used to analyze the behavior characteristics at early and later times to interpret the well-test parameters. The pressure variations are similar to those for a Newtonian fluid at the early times, but at later times, the variation of the viscosity with the power-law exponent is important, so the pressure response differs from that for a Newtonian fluid. The solution has significance for interpreting well test parameters for non-Newtonian spherical flow.     

靖安油田五里湾一区长6油藏渗流变化规律研究

油藏投入注水开发以后,其地层原来的润湿性将发生改变,亲油地层逐渐向亲水地层转变,油水相对渗透率也将发生一定变化。因此,通过对注水开发后油水相渗曲线变化特征以及渗透率级差与渗流速度关系的研究,总结出靖安油田五里湾一区长6油藏在注水开发水驱油过程中渗流变化规律,从而科学指导油藏开发调整。