交联聚合物线团深部调剖数学模型

以交联聚合物溶液(LPS)体系深部调剖室内和矿场试验结果为基础,建立了一个交联聚合物线团深部调剖数学模型,其中分别计算了在岩石表面的吸附和在孔隙介质中的机械滞留对渗透率降低的贡献,模型中考虑了线速度和压力梯度对封堵强度和封堵位置的作用.把该模型结合到黑油模型中,可以进行LPS深部调剖的室内岩心驱拟合和矿场应用效果预测.     

一种快速求解交联聚合物驱数学模型的方法

针对油藏数学模型求解效率低下的问题,研究了快速求解交联聚合物驱数学模型的方法。根据交联聚合物驱的调驱机理,建立了三维两相五组分(油、水、聚合物、交联剂和交联聚合物)的交联聚合物驱数学模型,模型的求解采用隐式压力、显式饱和度和显式浓度的求解方法。其中,压力的求解提出了计算效率更高、更稳定的Douglas差分格式,利用分步降维的思路求解。与商业化的油藏数值模拟软件CMG相比,采用Douglas差分格式并结合追赶法求解交联聚合物驱数学模型,可以大幅度提高模型的计算效率,为快速求解交联聚合物驱油藏数学模型提供了一种有效方法。     

多重交联聚合物防窜驱油组分模型模拟器

首次针对多重交联聚合物防窜驱油油藏数值模拟问题,开展了渗流数学理论研究．运用室内物理模拟结果和质量、动量守恒原理,建立起了完备的多重交联聚合物防窜驱油组分模型．利用先进的数值模拟理论,研制了适合于多重交联的三维两相水、油、聚合物、总阴离子、二价阳离子、瞬时交联剂、缓交联剂共７个组分的组分模型模拟器．从而为多重交联聚合物防窜驱油油藏的研究提供了理论方法和数值模拟工具．利用该模拟器可以对各种交联聚合物防窜／聚合物驱油、堵水、调剖试验进行模拟和研究,准确地提出适合于实验区的堵水、调剖、瞬时交联聚合物防窜驱油、缓交联聚合物防窜驱油、聚合物驱油的开发方案,并对开发历史进行拟合．在实验区可以进行多井多种防窜、堵水、调剖方式的组合、交叉模拟以筛选适合于不同区域的最佳驱油方案．还可以对驱油过程中的各种反应过程,即物理化学反应过程和静、动态渗流场的变化过程进行全方位的模拟显示和预测．从而进一步完善了三次采油聚合物驱油的油藏数值模拟方法．还对多重交联、缓交联聚合物防窜／聚合物驱油过程中的某些问题进行了详尽的讨论分析     

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。     

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。     

三元复合体系乳状液渗流对采收率影响

基于对三元复合体系乳状液渗流特征和压力动态特征的深入分析,找出了乳化作用对三元复合体系驱油效果影响的控制因素,建立了描述三元复合驱乳状液形成条件和描述影响驱油效率的乳化启动、乳化携带作用的数学模型;建立了描述影响波及效率的三元复合体系非牛顿型乳状液粘度数学模型和乳状液渗流引起水相渗透率降低系数数学模型。在此基础上,根据建立的二维剖面非均质正韵律油藏模型,对乳化作用对驱替效率和波及效率的影响进行了定量研究,模拟结果表明,乳化启动、乳化携带作用提高了驱油效率,乳状液的高粘度和乳状液渗流引起的水相渗透率降低改善了中低渗层的分流量,提高了波及效率,乳化对波及效率和驱动效率的提高程度与乳化程度有关。研究结果对于三元复合驱方案设计和生产动态预测具有重要指导作用。     

利21块先导试验区注聚合物驱油可行性研究

利21块进入特高含水开发阶段,水驱挖潜难度越来越大,需要采用聚合物驱油技术大幅度提高原油采收率.针对L21油藏高温的特点,在进行聚合物驱配方设计时重点考虑聚合物的耐温抗水解能力,研制成功了新型交联聚合物体系.在此基础上进行了物理模拟和数值模拟研究,对交联聚合物驱浓度、段塞尺寸等参数进行模拟,优选出了交联聚合物驱的工艺方案,并对其驱油效果进行了预测及评价.     

低渗透储层纳微米聚合物颗粒分散体系调驱多相渗流理论

采用岩心驱替装置进行渗流规律实验,建立反映纳微米聚合物颗粒水化膨胀、渗流阻力变化、堵塞、相对渗透率变化、颗粒沉淀破碎、残余阻力系数和黏度特性等的渗流特性方程,并建立反映纳微米聚合物颗粒分散体系调驱过程中水、油和纳微米聚合物颗粒之间相互作用与传输,质量的相互转换作用等特点的调驱渗流数学模型。研究结果表明:纳微米聚合物颗粒分散体系单相流动时非达西渗流特征明显,具有启动压力梯度;注入段塞体积、颗粒浓度以及颗粒粒径对驱油效果均有较大的影响,在低渗透高含水油田进行纳微米聚合物颗粒分散体系调驱是可行的,通过优化驱油方案,合理实施,能够取得较好的增油降水效果。     

多层油藏调剖效果动态预测方法研究

针对目前调剖效果预测中存在的问题,结合调剖作用机理,采用包含调剖层和非调剖层的"多油层"理想地质模型简化实际油层,建立了多层油藏调剖效果预测解析模型。首先,根据封堵率的变化评价各理想层的吸水指数,进而利用叠加原理计算各层吸水量;然后,根据油、水井间水相渗流阻力和油井井底流压计算不同油井方向的平面分配系数,计算注水井在不同油井方向上的层内分水量;最后,根据油井动态开发数据计算各个油井的分层含水率,计算油井的受效效果。对一个实际井组的调剖效果进行了测试,表明预测结果可靠,有现场应用价值。     

海上油田在线组合调驱提高采收率技术——以渤海C油田E井组为例

针对渤海C油田E井组层间非均质性严重、层内非均质性强的问题,结合海上油田空间有限、快速开发等特点,提出以在线交联体系作为调剖段塞、在线非均相体系作为调驱段塞的在线组合调驱思路。利用不同渗透率双管填砂模型,考察了乳液聚合物与交联剂浓度分别为1 500 mg/L、1 650 mg/L和3 000 mg/L、3 300 mg/L的两种交联体系的调剖能力,结果表明,注入0.5 PV的交联体系并侯凝5 d后,低浓度对应的双管模型上,低渗砂管的分流量由0%变为40%;高浓度对应的双管模型上,高、低渗砂管的分流量相对于前期水驱阶段发生逆转,低渗砂管的分流量由0%变为84%,有效抑制了水驱"优势通道",调整了层间吸水矛盾。利用均质岩心物理模型,在乳液聚合物、微球聚合物和预交联凝胶颗粒总浓度保持4 000 mg/L的条件下,考察了水驱后不同非均相体系驱油效果;并与乳液聚合物单独使用时的实验结果进行了对比。结果表明,不同配方的非均相调驱体系均大幅提高了采收率,提高采收率幅度随着预交联颗粒在体系中所占浓度的提高而增大。2016年3月5日,在线组合调驱体系在C油田E23井开始注入。先后注入3 440.8 m~3的交联体系和10 997 m~3的非均相体系。根据生产情况分析,调驱开始后E24、E27、E36、E28H1、E18、E22取得显著降水增油效果,截至2016年8月初,通过净增油法计算,已经实现累积增油5 937.1 m~3。     

核磁共振研究聚合物微球调驱微观渗流机理

利用核磁共振研究聚合物微球调驱渗流机理,设计了不同粒径微球的注入实验,从微观角度分析了聚合物微球的驱油效果与驱油机理.对驱替后岩心不同直径孔隙内的流体分布进行了研究,得到了水驱、聚合物微球驱、后续水驱阶段驱出油的孔径范围以及剩余油分布.实验结果表明,聚合物微球调驱能够有效动用岩心中不同孔径中剩余油.不同尺寸聚合物微球对岩心的适应性不同,微米级微球主要适用于高渗岩心,纳米级微球主要适用于低渗岩心.     

中低渗油藏化学驱方案优化与矿场对比评述

以某中低渗砂岩油藏P区块为例,为提高其高采出程度、特高含水阶段油藏采收率,在油藏工程、油藏精细描述及物理模拟研究的基础上,运用三次采油数值模拟技术开展化学驱方案优化设计研究,设计了24个聚合物驱方案、30个聚合物/表面活性剂驱方案和33个三元复合驱方案,用全因素优化方法对注采参数和注入方式进行优化。研究结果表明,主段塞保持相对较高的化学剂浓度和PV数有利于提高采收率,适量增加高浓度聚合物前置段塞和低浓度聚合物后置段塞有利于保证化学驱的增油效果,优化方案为采用"阶梯四段式"注入方式的聚合物/表面活性剂驱方案,试验区提高采收率11.62%。与已实施的主要化学驱试验相比,油藏条件、聚合物黏度、井网井距及注入量等的差异是产生化学驱开发效果差异的关键因素。     

聚合物驱后恢复水驱平行管试验研究

针对聚合物驱后恢复水驱 ,含水率上升迅速的实际情况 ,通过填砂管平行流动试验 ,分高、中、低 3种渗透率模拟油藏非均质性条件 ,采用 3种聚合物驱后提高采收率的试验方法 ,分析研究了压力、相对吸水量、各渗透层采收率、含水率的变化 ,以评价聚合物驱后的几种提高采收率方法。研究表明 :聚合物驱后不论水驱时间长短 ,只进行深部调剖 ,对有效封堵高渗透层、控制高渗透孔道的吸水能力和提高后续水驱的波及系数效果都不明显 ;而聚合物驱后恢复一段水驱 ,通过絮凝和固定技术 ,可以高效地调整注水剖面 ,有效地提高后续水驱的波及系数 ,采收率也有很大提高     

重复调剖效果室内实验研究

针对水驱非均质油藏,利用平行管模型开展重复调剖室内实验研究。对于水驱非均质油藏,注入水主要进入高渗透层,低渗层相对吸水量非常低,造成高渗层见水早,含水增加速度比较快。一次调剖后,原油综合采收率比水驱提高10.67%,综合含水降低13.33%。低、中渗透层吸水量增加,高渗层吸水量降低,但高渗层相对吸水量仍是最多,低渗层最低。随着调剖次数的增加,高渗层相对吸水量逐渐降低,低、中渗层吸水量逐渐增加,但采收率增加及含水率降低幅度逐渐减小,调剖效果逐渐变差。因此,对于非均质地层,调剖次数不宜过多,二次调剖以后应采取调驱等其它措施。     

新疆油田砾岩油藏聚合物驱窜流特征及调剖对策

聚合物驱过程中的聚合物窜流是影响聚合物驱效果的重要因素。针对七东1区克下组砾岩油藏特殊的复模态孔隙结构，通过室内并联岩芯物理模拟实验研究了聚合物驱窜流特征及调剖对策。研究表明，砾岩油藏渗透率变异系数低于0.3时，聚合物驱不发生窜流；渗透率变异系数高于0.5时，聚合物改善剖面作用有限，发生窜流，且窜流导致聚合物驱见效后高渗岩芯含水率迅速回升；随着渗透率变异系数增大，聚合物在高渗层突破时间缩短，聚窜发生越早和越严重，聚窜后高渗层吸液百分数从52%增大到75%；聚窜后及时调剖，能有效控制聚窜和发挥聚合物驱作用，采收率提高28.75%；聚合物驱全过程调剖是治理聚窜的理想对策。     

浅层疏松砂岩稠油油藏聚合物驱矿场试验效果评价

哈萨克斯坦CB油田具有埋藏浅、胶结疏松、地下原油黏度大、地层水矿化度高、储层高孔高渗的特点,经过多年的注水开发后,地层非均质性加剧、注水波及效率低、采出程度低、综合含水高,油水关系日趋复杂,开发效果亟待改善。开展聚合物驱试验的目的是通过优选适合CB油田特征的抗盐聚合物体系,实现封堵高渗流通道、改善吸水剖面、增大水驱波及体积,达到深度调驱、提高采收率的目的。通过在油田4个井组应用聚合物复合弱凝胶实施聚合物驱试验,结果表明聚合物复合弱凝胶有较强的适应性,注聚施工后井组平均日产油量增加了21. 7 t,平均含水下降了7. 7%,降水增油效果显著,累计增油超过2×104t。建议在该油田针对不同区块的地质油藏特点精选注聚井组,通过推广应用逐步扩大注聚规模、形成集中效应,不断提升油田的开发效果。     

聚合物溶液改善吸水剖面能力实验研究

针对聚合物驱过程中窜聚影响聚合物驱效果的现象,开展了聚合物溶液在注入过程中和突破后对吸水剖面改善能力的双管并联岩心驱替实验。对比分析了水驱、恒速聚驱和变速聚驱对吸水剖面的影响程度,绘制了填制不同渗透率岩心所用不同粒径石英砂含量配比图;并通过考虑管线和填砂管端面引起的压力损失对室内计算渗透率进行了改进。结果表明:水驱速度小于2 m L/min时,高低渗分流比远大于渗透率级差,大于4 m L/min分流比与级差吻合;恒速聚驱时在聚合物注入过程中能够有效的改善吸水剖面,但一旦产出端见聚,吸水剖面将会迅速翻转。聚驱速度小于2 m L/min时,高低渗分流比也大于渗透率级差;但比水驱影响小很多。大于4 m L/min时与水驱相同,合理控制注聚速度对聚合物驱提高采收率意义重大。     

适合海上B油田聚驱后非均相在线调驱性能评价

针对渤海B油田聚合物驱后储层非均质性增强,注水突进严重,产油量低等问题,通过室内实验评价研究,优选了两种非均相在线调驱体系FJX-1和FJX-2,开展了海上油田聚驱后,高含水期阶段非均相在线调剖、调驱性能评价及驱油效率分析。结果表明,聚合物与FJX-1、FJX-2在线调驱体系的封堵效率分别为61.42%、83.45%、93.17%,FJX-2调驱体系的复合黏度、弹性模量均好于聚合物和FJX-1调驱体系,表明其封堵性能与粘弹性能最好,对比液流转向能力,注入聚合物与FJX-1、FJX-2在线调驱体系后,高、低渗透率层的产液分数比分别从87:23、89:21、88:12下降到最低的61:39、48:52和35:65,在后续水驱中FJX-2在线调驱体系的岩心的高、低渗透率层的产液分数比依然可以达到66:34,FJX-2在线调驱体系对高渗透率层封堵效果明显。驱油实验可以看出,三种体系驱过程中最低含水率分别为：54.58、52.97、44.39。聚合物驱后继续FJX-1、FJX-2体系驱,可以提高采收率值分别为6.32%和11.84%,对比可知,最佳的调剖与调驱段塞组合为调剖(1500mg/L PL+1500mg/L JLJ)+调驱(1500mg/L RY+300mg/L PPG),非均相复合体系的调剖与调驱性能,通过对高渗透率层的有效封堵,不仅使中、低渗透率储层中的原油得到动用,同时对残留在储层内的部分原油也发挥了驱替效果。同时,矿场试验也表明,非均相复合驱在海上油田具有广阔的发展前景。     

聚合物驱后提高采收率技术研究

根据聚合物驱和聚合物驱后存在的问题，提出了聚合物驱后地层残留聚合物的再利用、深部调剖、高效洗油3项提高采收率技术。地层残留聚合物的再利用技术由絮凝技术和固定技术组成，利用地层残留聚合物封堵高渗透层，提高水驱的波及系数；深部调剖技术对残留聚合物再利用后的地层进行补充调剖，进一步提高水驱的波及系数；高效洗油技术既弥补了聚合物驱机理的不足，也弥补了聚合物不可人孔隙体积所损失的那部分波及系数。地层残留聚合物再利用的矿场试验效果证实了该技术对注聚油田的适应性和可行性。