一种计算聚合物不可及孔隙体积的方法

由于聚合物分子是具有一定水力直径的分子团,在聚合物驱过程中无法进入一部分较小的孔隙,形成不可及孔隙体积(IPV).聚合物不可及孔隙体积对于聚驱效果既有正面影响,也有负面影响,在聚驱注入参数设计和效果预测时,必须考虑IPV.该文介绍了一种应用聚合物分子回旋半径和储层微观孔隙结构参数计算聚合物不可及孔隙体积的方法,与实验结果吻合较好;同时给出了大庆喇嘛甸油田葡I组油层、萨Ⅱ-Ⅲ组油层以及杏南开发区葡I组油层的聚合物相对分子质量、油层渗透率与不可及孔隙体积的关系图版和关系式.利用此计算方法,可以得到任意聚合物相对分子质量在任意渗透率油层的不可及孔隙体积,该方法简便、准确,实用性强.     

关于聚合物不可进孔隙体积的研究

在聚合物驱油过程中,聚合物溶液并不能进入油层岩心的全部连通的孔隙体积,剩余部分由不含聚合物的水所占据。这部分剩余孔隙体积,称为聚合物不可进入的孔隙体积,简称不可进孔隙体积。试验表明,天然岩心中通常有20％以上的连通孔隙体积是聚     

喇8-182井区聚合物驱不可及孔隙体积研究

喇嘛甸油田喇8-182井区高Ⅱ1-18油层渗透率低、物性差,属于三类油层,是聚合物驱的主力接替潜力层。文中在油层性质对比分析的基础上,应用计算法和数值模拟方法研究了高Ⅱ1-18油层的聚合物驱不可及孔隙体积并进行了对比。研究结果表明,计算法简单易行,成本低,能够充分考虑分子量、矿化度等的影响;但这种方法只考虑了由于孔隙直径过小而导致的不可及孔隙体积,无法表达由于压力梯度不足而造成的不可及孔隙体积,因此计算结果偏小,只适合于分子量的初步优选。数值模拟方法充分考虑了启动压力梯度和压力场的影响,计算结果更加符合实际情况,适合于在已经初步选定分子量范围的情况下,模拟不可及孔隙体积。不可及孔隙体积随注入速度增加而减小,高Ⅱ1-18油层不可及孔隙体积在0.2～0.3之间。最后建议喇8-182井区聚合物驱注入速度控制在0.2PV/a以内。     

利用聚合物驱产出液浓度剖面模型确定不可入孔隙体积和滞留孔隙体积

聚合物驱数值模拟中不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积等物理化学参数往往不易准确获得，严重影响了聚合物驱数值模拟结果和矿场动态预测效果。该文以聚合物驱互溶驱替理论为基础，介绍了聚合物驱产出液浓度剖面模型的测定与分析方法。实验测得了大庆油层条件下的聚合物驱产出液浓度剖面模型，求出了相应的不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积。通过浓度剖面模型确定不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积的方法，具有操作简单、准确、易于掌握等特点。研究成果对聚合物驱数值模拟技术、聚合物驱方案设计和矿场动态监测有指导意义。     

不可及孔隙体积对聚合物溶液在多孔介质中流动的影响

不可及孔隙体积对开发井的见聚时间和注聚动态监测有直接影响,其随着聚合物溶液浓度的增加而大幅度降低,而且对聚合物驱提高采收率影响较为敏感.现有的ECLIPSE,CMG和VIP 3种商业化软件对不可及孔隙体积的处理方法各异,而且均未从定义出发,致使计算结果出现差异.为此,从不可及孔隙体积的定义出发,分析了不可及孔隙体积对聚合物突破时间和采收率的影响,以及3种商业化软件中存在差异的原因.研究结果表明,考虑不可及孔隙体积将会导致见聚时间提前,随着不可及孔隙体积的增加,见聚时间将会大幅度提前,与常规数值模拟结果相差较大.若不可及孔隙体积系数选取不当,将会对数值模拟结果造成较大影响,甚至会影响到后续作业的决策.因此,在现场预测中必须考虑不可及孔隙体积的影响,应该在多孔介质中的聚合物溶液流动数学模型中用有效聚合物孔隙度替换总孔隙度.     

聚合物驱控制程度的计算方法及应用

在总结水驱控制程度计算方法的基础上,提出了运用体积法计算聚合物驱控制程度的方法。该方法既考虑了油层平面上的连通状况,又考虑了聚合物分子能够进入的孔隙体积大小。对于聚驱开发油层来说,使用聚驱控制程度方法要比沿用传统的水驱控制程度方法更能体现油层地质条件对聚驱效果的影响程度。     

聚合物驱油过程中不同粘度比情况下波及系数计算方法

在分析聚合物驱油机理的基础之上,建立了考虑吸附因子和不可入孔隙体积的聚合物驱油的五点井网模型。应用流管法将二维平面模型简化为若干个一维驱替模型,从而建立了聚合物驱油的一维数学模型。利用前缘驱替理论,通过求解每根流管中的驱替动态,然后叠加至整个五点井网,从而模拟二维平面上完整的聚合物驱油过程。将该计算过程编制成VBA程序,绘制了不同含水率条件下,聚合物驱油波及系数与流度比的关系图版,为矿场实施聚合物驱提高采收率项目时,对聚合物溶液粘度的配制提供了理论依据。将计算得到的聚合物驱油动态参数和实验结果对比,发现两者具有较好的一致性。文章建立的流管模型的优点在于输入参数较少,计算快捷,适应性强,同时克服了传统矩形网格油藏数值模拟带来的数值弥散作用,为使用聚合物驱油的油田早期筛选及油藏动态管理提供了一种有效工具。     

聚合物驱不可及孔隙体积对渗流规律的影响

聚合物溶液在多孔介质中流动存在不可及孔隙体积和吸附滞留现象,以往研究聚合物溶液在多孔介质中的渗流规律时,常忽略不可及孔隙体积的影响。为此,通过实验测定了聚合物驱不可及孔隙体积、聚合物溶液的流变性和在多孔介质中的有效粘度;通过建立考虑不可及孔隙体积的并联毛细管模型,分析不同渗透率岩心的不可及孔隙体积对聚合物溶液阻力系数、有效粘度、剪切速率和衰竭层效应的影响。结果表明,对聚合物累积质量曲线求导得到的不可及孔隙体积更准确;不可及孔隙体积会使聚合物溶液阻力系数和有效粘度降低,剪切速率和衰竭层厚度增加;岩心渗透率越小,不可及孔隙体积越大,对阻力系数、有效粘度、剪切速率和衰竭层厚度的计算误差越大。     

低渗透油藏驱油用聚合物相对分子质量确定方法的研究进展

选择与渗透率相匹配的聚合物相对分子质量是低渗透油藏聚合物驱提高采收率技术的关键。本文综述了目前国内外低渗透油藏驱油用聚合物相对分子质量的确定方法,指出选择与渗透率相匹配的聚合物相对分子质量时需综合考虑注入性能、不可及孔隙体积、油藏地质条件等因素。低渗透油藏单独聚合物驱采收率增幅不大,建议与其他化学剂复配使用。     

砾岩油藏微观结构对聚驱后剩余油影响研究

采用岩心饱和度分析、荧光薄片分析和核磁共振分析方法研究了砾岩油藏不同岩性及微观孔隙结构与聚驱后剩余油分布规律的关系,研究表明,纵向上正韵律油层中顶部驱油效率低,剩余油饱和度较大,而反韵律油层剩余油分布较均匀。聚合物驱对不同岩性砂砾岩均具有较好的驱油效果,对自由态剩余油驱替效果最好,复模态结构砾岩储集层不利于聚合物驱替束缚态和半束缚态剩余油。不可及孔隙体积对聚合物驱剩余油分布有一定影响,在低渗透砾岩油藏聚合物分子量大容易造成聚合物注不进去,在注聚过程中,应考虑聚合物的分子量与地层渗透率的匹配关系。     

改进的聚合物驱开发动态预测模型

为提高聚合物驱流管法预测的准确性,考虑聚合物驱不可及孔隙体积和聚合物的吸附,改进了聚合物驱分流方程和聚合物驱连续性方程.借鉴大庆油区聚合物驱采出聚合物质量浓度曲线,给出了聚合物驱驱替前缘瞬时聚合物质量浓度表达式,改进了聚合物驱预测中前缘粘度保持不变的缺点.利用改进的预测模型预测了大庆油区喇南一区和喇北东块2个区块的聚合物驱含水率及提高采收率值,结果表明,预测结果比原模型的预测结果更符合实际.预测的聚合物驱含水率曲线与2个区块的实际含水率的趋势一致,预测聚合物驱提高水驱采收率值与实际值误差小于1%.     

含水率曲线对聚合物驱特征参数的敏感性分析

聚合物驱含水率曲线历史拟合是聚合物驱历史拟合的重点部分。在聚合物驱含水率曲线上确定2个重要的拟合点:聚合物驱见效点和含水下降最低点。在影响聚合物驱的众多因素中,选取聚合物溶液相对黏度、聚合物吸附量、残余阻力系数和不可及孔隙体积作为敏感性分析的特征参数;定义敏感度系数,通过各特征参数对各拟合点的敏感性分析,得出拟合点值随着聚合物溶液相对黏度、残余阻力系数和不可及孔隙体积的增大而减小,随着聚合物吸附量的增大而增大;含水率曲线对聚合物驱特征参数的敏感程度由强到弱依次为:聚合物吸附量、聚合物溶液相对黏度、不可及孔隙体积、残余阻力系数。     

不可入孔隙体积与聚合物分子量选择研究

用微孔过滤法测定聚合物（HPAM）溶液分子水力学直径,确定其在不同渗透率岩石中的不可入孔隙体积（InaccessiblePoreVolume）,并以此作为基础,研究聚合物分子尺寸与老石渗透率的配伍关系,探讨一种合理选择聚合物分子尺寸和分子量的方法,指导油田聚合物驱方案的优化设计．     

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。     

滞留聚合物对示踪剂扩散特征影响实验研究

聚合物驱后,地层内滞留的聚合物会对示踪剂扩散产生影响,形成不同于水驱阶段的渗流机理和扩散特征.设计仿真孔隙模型进行微观实验,对聚合物驱后示踪剂扩散进行了微观渗流机理研究,确定聚合物驱后滞留聚合物对示踪剂扩散的影响因素包括示踪剂不可及孔隙体积、示踪剂滞留和滞留聚合物质量浓度差异.设计填砂管驱替实验,定量分析了不同渗透率和不同质量浓度的聚合物段塞条件下,聚合物驱后滞留聚合物对示踪剂的运移和产出特征曲线的影响,印证了微观实验结果.驱替实验结果表明,由于滞留聚合物影响而导致示踪剂不可及孔隙体积倍数为0.05～0.2;滞留聚合物会对示踪剂产生吸附滞留影响;示踪剂在滞留聚合物质量浓度差异中出现差异化扩散.     

多参数约束聚合物驱历史拟合方法

聚合物驱数值模拟需要对大量物理化学现象进行描述,与水驱相比存在很强的特殊性。参考和借鉴水驱数值模拟历史拟合相关方法和聚合物驱油机理研究成果,筛选出聚合物的吸附量、残余阻力系数、聚合物溶液相对黏度、不可及孔隙体积、传导系数、有效地层系数和表皮系数等7个影响聚驱效果的主要特征参数;在对这些参数开展较为详细的敏感性分析基础上,以多种现场实测资料作为约束条件,建立了一套较为系统、有效的多参数约束聚合物驱历史拟合方法。大庆某典型实际区块油藏数值模拟表明,聚合物驱历史拟合精度明显提高,单井含水拟合符合率达到75%。研究结果证明了该聚合物驱历史拟合方法的可行性和有效性。图4表1参13     

交联聚合物防窜驱油组分模型模拟器

本文提出适合阴、阳离子聚合物交联防窜驱油的三维二相六组分模型模拟器。该模拟器可以对交联聚合物防窜流动中的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。模拟器中考虑了聚合物防窜驱油中的许多物理特性，如阴、阳离子聚合物的非牛顿特性、盐敏效应、吸附、降解、毛管压力、渗透率下降、相粘度、不可及孔隙体积、阴离子聚合物和阳离子聚合物交联反应封堵油层等等。     

改性淀粉聚合物溶液在孔隙介质中的不可入孔隙体积效应

不可入孔隙体积影响聚合物在孔隙介质中的流动性,设计注聚时需考虑不可入孔隙体积效应。实验考察了改性淀粉聚合物溶液通过岩心的IPV值,结果表明,改性淀粉聚合物溶液分子线团最大半径主要分布在0.2～1.2μm,吸附层厚度越大,IPV值就越大。由岩心孔隙分布拟合计算出的IPV值略低于双段塞法的实验值,其原因是部分聚合物分子回旋半径虽然小于孔喉半径,但可能在孔隙外部滞留产生了不可入孔隙体积。不可入孔隙体积的存在主要有2个原因：聚合物溶液分子线团尺寸与岩心孔喉尺寸不完全匹配,聚合物分子线团尺寸越小、孔喉尺寸越大,越利于其通过孔隙喉道,产生的不可入孔隙体积就越小,反之越大;孔隙介质中的边界层效应和聚合物溶液滞留吸附作用,相当于降低了孔喉的有效半径,而增大了IPV值。     

聚合物驱油数值模拟中的参数敏感性分析

研究了VIP-POLYMER升级软件聚合物驱油的机理，剖析了聚合物溶液在驱油过程中各种驱油效应及为了描述这些效应而引入的相关参数，并对描述聚合物驱油效应的参数及其敏感性进行了研究，筛选出了聚合物溶液的含盐量、浓度、粘度、聚合物在地层中的吸附量、聚合物引起的地层渗透率下降系数、不可及体积系数等参数为聚合物驱主要模拟参数，并介绍了聚合物溶液在地层中的阳离子交换现象，分析了聚合物相对分子质量差异对聚合物驱效果的影响，确定了聚合物驱模拟参数在聚合物工业化推广区块数值模拟研究中的应用条件及其合理取值范围。