三元复合驱数学模型及其应用

建立了三元复合驱数学模型 ,该模型较全面地反映了三元复合驱的主要驱油机理以及在复合化学驱油过程中包含的主要质量传递现象 ,并结合实验模型详细地描述了传质过程中涉及的大量物理化学现象。该模型适用于低 pH值三元复合驱体系 ,忽略了微乳液相 ,同时采用了新的化学反应平衡模型。运用建立的数学模型 ,进行了三维油藏数值模拟。与国外化学驱软件UTCHEM的计算结果对比发现 ,该模型的计算结果可靠 ,计算速度大幅度提高 ,同时内存占用量和计算的稳定性等指标都有一定程度的改善 ,从而证明了本模型的可靠性和实用性。     

三元复合驱化学反应平衡模型及其应用

针对三元复合驱过程中化学反应的特点及我国油田地层实际情况，通过合理简倾分清主要反应和次要反应的基础上，提出了新的化学平衡物理模型和数学模型，并运用新模型进行了实验室岩心驱替的数值模拟。与国外化学驱软件ＵＴＣＨＥＭ的计算结果对比，该模型的计算速度及稳定性有所提高，并有一致或相似地我国油田地层水中镁离子含量少的特点，利用新模型讨论了地层水中镁离子对化学反应平衡及驱油效果的影响，分析了碱耗的原因，提出在     

化学驱油技术在胜利油区的应用研究

胜利油区绝大部分油田的开发都已进入“三高”阶段，利用化学驱技术可以改善和提高这类油田的石油采收率，胜利油区现场应用的化学驱油技术主要是：聚合物驱中和三元复合驱。     

三元复合驱驱油机理及乳液渗流规律NMRI研究

通过先进的实验手段-核磁共振成像技术(即Nuclear Magnetic Resonance Imaging,简称NMRI)，首先阐述了三元复合驱驱油过程的微观机理．既而在此基础上从细观水平实验研究了原油／三元复合体系乳状液的流变性，进而揭示了其在多孔介质中的渗流规律，最后建立了原油／三元复合体系乳状液在多孔介质中渗流的数学模型，实验结果表明与理论分析结论基本吻合，说明所建数学模型是合理的。     

用流线方法模拟碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱

建立了实用的碱 /表面活性剂 /聚合物三元复合驱数学模型 ,在力求模型简化的同时 ,较为全面地考虑了驱替过程的主要渗流机理 (如界面张力变化、粘度变化、吸附等 )。模型忽略了微乳相的形成 ,适用于低 pH值三元复合驱体系。用流线方法求解该模型 ,在结合边界元方法确定复杂边界条件下稳态渗流场流线分布的基础上 ,对流管内的一维渗流问题求解。应用显式全变差递减 (TVD)法求解饱和度方程 ;求解浓度方程过程中 ,采用Crank Nicolson差分格式进行空间项离散 ,对时间项变量进行了拟线性处理 ,保证了计算的稳定性。新建模型具有输入参数较少、计算快捷的优点 ,并适用于任意形状边界条件下各种井网配置的复合驱驱替动态计算问题。与化学驱软件UTCHEM的计算结果对比 ,证实该模型计算结果可靠、计算速度快、稳定性强 ,具有较强的实用性     

泡沫复合驱油三维多相多组份数学模型

为开发非均质程度严重的油田,建立了描述碱/表面活性剂/聚合物+泡沫复合驱油过程的数学模型。该模型在研究泡沫复合驱油机理的基础上,能够模拟泡沫复合驱具有的界面张力、毛管驱油、化学剂复合协同效应、流度控制、泡沫效应等主要的驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附、相态变化、水相化学反应、石油酸与碱反应等一系列物化现象,拟合了实际泡沫复合驱岩心驱油模型驱替过程。拟合结果与岩心驱油实验结果基本吻合。利用该模型可以通过数值模拟方法辅助,进行泡沫复合驱的机理研究、实际应用可行性研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

聚合物交联调剖驱油数学模型

为了优化聚合物交联调剖驱油方案,预测驱油效果,建立了描述聚合物交联调剖驱油过程的数学模型。该模型通过水相粘度和渗透率下降系数的变化模拟调剖驱油机理。水相粘度和渗透率下降系数表述为交联剂浓度、聚合物浓度、pH值和成胶时间的函数。该模型能够模拟调剖驱油具有的流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等一系列物化现象。进行了调剖驱油典型算例计算。计算结果表明所建立的数学模型对调剖驱油机理模拟正确,模型具有较强的实用性。可以通过数值模拟方法辅助进行聚合物交联调剖驱油的机理研究、实际应用可行性研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

ASP三元复合体系驱油微观机理研究

为了深入研究碱/表面活性剂，聚合物三元复合体系的微观驱油机理，利用平板夹砂模型和微观仿真模型，通过显微观察和录像的手段，直接观测流体在孔隙介质内的流动形态以及驱替过程中发生的现象。试验发现：三元复合驱具有很强的洗油能力，无论亲水介质还是亲油介质，三元复合驱均具有很强的使残余油变形的能力，使油藏流体流动性增强。从而提高水驱开发的波及系数。     

粘弹性聚合物驱油的数学模型

为了研究粘弹性聚合物驱油规律,建立了粘弹性聚合物驱油数学模型。从弹性效应和粘性效应两个方面描述聚合物驱油机理。聚合物弹性能够降低残余油饱和度,聚合物粘性改善油水流度比,扩大波及体积。该模型能够模拟聚合物驱油具有的提高微观驱油效率和流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等一系列物化现象。利用该模型拟合了实验室聚合物岩心驱油过程。数值模拟结果与实际岩心驱油过程基本一致,表明该模型可以进行聚合物驱油的机理研究、实际应用可行性研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

高温化学复合驱油方式优化评价研究

针对双河油田VI油组高温非均质油藏,使用油层砂充填长管模型,研究几种化学复合驱油体系中表面活性剂、聚合物、低度交联聚合物、有机碱以及交联剂之间的色谱分离特征。实验结果表明,95℃下三元复合体系流经填砂管时,聚合物最先突破,碱随后突破,表面活性剂的突破滞后最大;有机碱的加入能起到降低表面活性剂吸附的作用,而交联剂对于表面活性剂吸附影响不明显。根据色谱分离程度,采用层间非均质人工压制物理模型,对比评价了二元、三元复合驱油体系及几种组合驱油方式的驱油效果,优选出主段塞为有机碱三元复合体系、前后保护段塞为交联聚合物的驱油体系,水驱后可提高采出程度24.2%。该研究成果可以对高温非均质油藏三次采油的高效开发提供参考依据。     

三元复合驱化学反应平衡模型及其应用

针对三元复合驱过程中化学反应的特点及我国油田地层的实际情况 ,通过合理简化 ,在分清主要反应和次要反应的基础上 ,提出了新的化学反应平衡物理模型和数学模型 ,并运用新模型进行了实验室岩心驱替的数值模拟。与国外化学驱软件UTCHEM的计算结果对比 ,该模型的计算速度及稳定性有所提高 ,并有一致或相似的规律。针对我国油田地层水中镁离子含量少的特点 ,利用新模型讨论了地层水中镁离子对化学反应平衡及驱油效果的影响 ,分析了碱耗的原因 ,提出在实际油田数值模拟过程中 ,当镁离子浓度比钙离子浓度低一个或一个以上数量级时 ,可以不考虑镁离子的相关反应 ,这样既能提高运算速度又能保证计算精度。     

化学驱油技术在胜利油区的应用研究

胜利油区绝大部分油田的开发都已进入“三高”阶段．利用化学驱技术可以改善和提高这类油田的石油采收率．胜利油区现场应用的化学驱油技术主要是：聚合物驱和三元复合驱（ＳＡＰ）．在决定石油采收率的众多因素中,驱油剂的波及效率和洗油效率是最重要的参数,而聚合物驱和三元复合驱基本满足了这两个参数．经过向部分井中注入聚合物、活性剂、碱的先导试验,选定了用于聚合物驱的水溶性聚合物和三元复合驱的碱、活性剂、聚合物．采用了一泵一井注入流程、一泵对多井远距离定量供液流程、母液配制全过程自动控制技术等．通过在孤东、孤岛等油田的应用,化学驱油技术平均可以提高采收率２０％,从而为化学驱油的进一步推广应用和基础研究奠定了基础．     

胜利油区三种化学驱体系微观机理研究

本文主要针对目前应用在胜利油区的三种典型化学驱体系,结合现实情况,进行多条件下不同渗透率级差模型的化学驱微观机理实验研究.明确了聚合物驱油体系和二元复合驱油体系在不同条件的微观驱油主控机理,揭示了新型非均相复合驱油体系对孔隙非均质性的适应能力,形成一套评价化学驱体系的新思路和新方法     

超低界面张力的二元驱油体系对水驱残余油启动和运移机理

针对三元复合驱含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降,碱还会大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,从而降低波及效率等问题,利用新研制的不加碱可形成超低界面张力两性表面活性剂,通过微观模型驱油实验,分析了聚丙烯酰胺/两性表面活性剂二元复合体系对残余油启动、运移的过程,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理.研究表明:具有超低界面张力的聚表二元复合体系利用了聚合物溶液的黏弹特性和表面活性剂体系的超低界面张力特性,使采收率大幅度提高.残余油的启动主要以拉成油滴和油丝两种形式,在运移过程中,较大的油滴又形成更容易被驱替液携带的小油滴,从而使驱油效率提高.     

用流线方法模拟碱／表面活性剂／聚合物三元复合驱

建立了实用的碱／表面活性剂／聚合物三元复合驱数学模型,在力求模型简化的同时,较为全面地考虑了驱替过程的主要渗流机理(如界面张力变化、粘度变化、吸附等)。模型忽略了微乳相的形成,适用于低pH值三元复合驱体系。用流线方法求解该模型,在结合边界元方法确定复杂边界条件下稳态渗流场流线分布的基础上,对流管内的一维渗流问题求解。应用显式全变差递减(TVD)法求解饱和度方程;求解浓度方程过程中,采用Crank—Nicolson差分格式进行空间项离散,对时间项变量进行了拟线性处理,保证了计算的稳定性。新建模型具有输入参数较少、计算快捷的优点,并适用于任意形状边界条件下各种井网配置的复合驱驱替动态计算问题。与化学驱软件UTCHEM的计算结果对比,证实该模型计算结果可靠、计算速度快、稳定性强,具有较强的实用性。     

多元泡沫化学剂复合驱油渗流数学模型

在多元泡沫复合驱油实验研究的基础上,通过对渗流机理、渗流规律的分析,根据质量传输流体力学、化学动力学、物质平衡原理和对泡沫上浮运动等机理的深入研究,建立了多元泡沫化学剂复合驱油渗流数学模型.结合对泡沫流动机理和物理化学性质的实验研究,给出了相应的数学描述模型方程.数值模拟结果表明,该模型能较好地反映了渗流物理实质.     

稠油油藏蒸汽——表面活性剂复合驱数值模拟研究

对稠油油藏蒸汽－表面活性剂复合区的渗流机理及所涉及的物理化学现象进行了研究,建立了完整的数学模型,提出了用Crank-Nicolson差分格式求解水相中浓度的新方法。运用自行研制的软件对一个油藏区块进行了模拟计算,并对复合驱渗流机理及复合驱驱油效果的因素进行了分析研究。结果表明,表面活性剂浓度对驱油效果的,影响取决于表面活性剂的界面特性和总用量,加入表面活性剂的时机对最终驱油效果影响不大,吸附量大的表面活性剂的驱油效果差。     

三元体系的界面特性对驱油效率的影响机制

大量实验表明,不同碱浓度、相同界面张力的三元驱油体系的驱油效果不同。除了体系黏弹性差异之外,影响驱油效果的因素还可能与界面黏弹性有关。针对这一现象,分别使用相同界面张力、不同界面黏弹性的三元复合体系和相同界面黏弹性、不同界面张力的三元复合体系进行微观驱油实验,通过实验分析油水界面黏弹性、界面张力对驱油效率的影响机制。结果表明:三元体系的界面张力、界面黏弹性均对驱油效率有影响,降低界面张力和界面黏弹性均有利于残余油乳化及驱油效率的提高;三元体系的界面张力低、界面黏弹性低,驱油效率高;随着界面张力和界面黏弹性的降低,三元复合体系对残余油的乳化作用由乳化油滴向乳化油丝转变。上述规律与贝雷岩心实验结果一致。     

BHJ型甜菜碱表活剂物理驱油实验研究

针对三元复合驱中碱的注入所带来的采出液处理困难以及对地层造成损害等问题,运用新型甜菜碱表面活性剂BHJ,论述了不加碱又能达到低界面张力聚合物／表面活性剂二元驱油体系性能。综合所有均质和非均质岩心的实验结果并通过分析,我们认为采用甜菜碱BHJ活性剂的无碱二元驱油体系驱油效果好于采用Ss的弱碱（Na2CO3）三元体系和采用Sy的强碱（NaOH）三元体系。     

聚氧乙烯烷基酚醚羧甲基盐耐盐耐硬性能的考察

针对高矿化度油藏条件状况，结合表面活性剂－碱剂－聚合物三元复合化学驱油体系及活性水驱的开发，考察了聚氧乙烯烷基酚醚羧甲基钠盐（ＡＰＣ（Ｎａ）－ｎ）的耐盐耐硬性能，重点考察了ＡＰＣ（Ｎａ）－２与碱剂复配时的耐盐耐硬性能，且与石油磺酸盐ＴＲＳ－４０作了比较。结果表明，ＡＰＣ（Ｎａ）－ｎ具有优良的耐盐耐硬性能，可望用于高矿化度油藏条件下的化学驱油。ＡＰＣ（Ｎａ）－２与ＮａＯＨ复配产生协合效应，使耐Ｃａ＾