复合驱油藏非线性渗流试井模型的影响因素

 在基于变截面孔喉模型建立的黏弹性本构方程的基础上,考虑黏弹性与流变参数的变化,建立了碱-表面活性剂-聚合物（ASP）溶液不稳定渗流的试井模型,并用有限差分方法求解,得到了相应的有量纲与无量纲试井曲线。通过有量纲试井曲线,分析了幂律指数、注入速度、稠度系数、渗透率、特征时间、孔隙因子等参数对复合驱油藏注入压力的影响;通过无量纲试井曲线,分析了这些参数对复合驱油藏试井曲线形态的影响。研究表明,在进行复合驱驱油藏试井分析应用的过程中应适当考虑流变参数变化与黏弹性的影响;而在流变参数变化不太剧烈、黏弹性不太大的情形下,幂律试井模型具有很好的适用性。该试井模型的分析研究对复合驱渗流规律的探讨具有一定的借鉴意义。     

特征点拟合法在非牛顿流试井解释中的应用

在分析幂律流体均质试井模型与幂律–牛顿流体复合试井模型影响因素的基础上,获得了复合驱非线性渗流两种试井模型理论特征点与试井解释参数的关系表达式,通过试井压力导数曲线的特征点坐标可以求取幂律指数、井筒储集系数、表皮系数、渗透率、探测半径、外边界距离等地层参数。两种试井模型的相关实例解释分析表明,非牛顿幂律流均质模型与非牛顿幂律–牛顿流两区复合模型的压力导数特征点求取地层参数的计算式是准确的,可用于聚合物驱等非牛顿渗流条件下的试井解释。     

考虑邻井干扰的注聚井试井解释新模型

聚合物驱的油藏多属于开发中后期,存在多井系统,目前针对聚驱油藏的试井方法研究大多基于单井系统,导致许多聚驱油藏实际数据拟合效果不理想。通过考虑相邻生产井(或注聚井)以及聚合物溶液物理化学作用的影响,运用数学物理方法、渗流力学理论,建立了考虑邻井干扰的聚驱油藏注聚井试井解释方法,绘制了井底压力理论曲线并对其影响因素进行分析。结果表明:理论曲线分为5个阶段,受生产井干扰时压力导数曲线上翘明显;受注聚井干扰时,压力导数曲线先下降再持续上升;考虑邻井干扰的注聚井典型曲线呈现出明显的非牛顿流体特征,不能用现有考虑邻井干扰的试井方法分析。实例应用证明模型的正确性和可靠性,为聚驱油藏动态跟踪及方案调整提供了理论依据。     

非牛顿幂律流体试井模型的有效半径解及其曲线特征

 在实际油藏的三元复合驱条件下,三元复合体系多表现出非牛顿幂律流体的渗流特征。将三元复合体系假定为非牛顿幂律流体,建立了考虑井筒储集与表皮效应的无限大、圆形定压、封闭3种外边界条件下的非牛顿幂律流体均质试井模型;通过引入有效半径等的无量纲定义,利用组合参数的方法,求得了Laplace空间中的有效半径解,进一步对井筒储集早期段和径向流晚期段进行了简化,求得了相应的解析式,绘制了理论图版,对曲线形态进行了进一步分析。分析结果表明,均质模型试井曲线早期阶段受井筒存储系数、表皮系数组合参数的影响,径向流段受幂律指数的影响。该模型可以为三元复合驱试井测试资料分析提供理论基础。     

低渗透油藏中幂律流体的垂直裂缝井渗流

从垂直裂缝井椭圆流态出发,对于非牛顿幂律流体,在椭圆坐标内分析了具有启动压力梯度的低渗透油藏中,垂直裂缝井的稳定及不稳定压力动态.对稳态流,给出了近似压力分布和产能公式,启动压力梯度增大,产量降低;对不稳定渗流,得到了非牛顿流体无限及有限导流垂直裂缝井的不定常试井公式,并绘制了理论图版;所得近似的压力分布公式以及试井公式均有常规项(不考虑启动压力梯度时的公式)和启动压力梯度项组成,形式简单,易于理解和应用;分析表明启动压力梯度对试井曲线的影响为启动压力梯度越大,井底压差越大,径向流特征段消失;非牛顿幂律指数对试井曲线的形状产生很大影响.     

改进的海上稠油黏弹性聚合物驱分流量方程

现有的聚合物驱分流量方程多针对陆上油田建立,且对聚合物流动过程中涉及的物化现象考虑不足,对渤海稠油油藏的适应性较差。为更好的描述海上油田注聚油藏动态,结合现有的分流量方程,考虑了聚合物黏弹性、聚合物老化降解以及原油张弛特性等关键因素的影响,建立了改进的聚合物驱分流量方程,为海上聚合物驱快速评价提供一种有效的预测方法。计算分析表明:聚合物黏弹性、降解效应、原油黏度特性以及不可及孔隙体积等均会对聚驱分流曲线形态产生明显影响;改进后的分流量方程能较准确预测海上聚合物驱动态。     

数值模拟黏弹性聚合物溶液在突扩收缩孔道中的流动特征

三次采油技术的实践表明,聚合物驱技术既能扩大波及系数,又能提高驱油效率.为了从理论上清楚地认识黏弹性聚合物溶液的微观渗流特征,提出了用同位有限体积法对黏弹性聚合物溶液在简化油藏微观孔道模型中的流动特征进行数值模拟,建立了黏弹性聚合物溶液在突扩收缩流道内流动的数学模型,利用有限体积方法对数学模型进行离散求解,得到了流函数...     

双渗透聚合物驱油藏不稳定压力动态

针对双渗透聚合物驱油藏,提出试井解释模型,求出该问题的Laplace空间对于有限井眼情况、具有井筒储存和表皮效应情况的分层和井筒压力响应解及分层流量解,讨论了零窜流系数的混合油藏解的有限形式,双渗透油藏的无限作用早期和后期有限形式。这些解可通过Laplace反演变换产生典型曲线,拟合实测井压力资料,分析油藏中非牛顿流体幂律指数及两个层中的渗透率和分层流量。     

有限体积法数值模拟粘弹性聚合物溶液的扩张流动

采用UCM本构方程,描述油藏条件下以第一法向应力差为主要特征的聚合物溶液的流变性.利用有限体积法对黏弹性聚合物溶液在突扩孔道内的流动特征进行数值模拟.绘制了流函数和速度等值线图、轴向距离与中心线速度图.研究了黏弹性的变化对微观波及效率的影响.数值模拟结果表明,聚合物溶液的黏弹性是影响波及效率的主要因素.凸角处的流动区域随着弹性的增加而不断增大,因此滞留区域不断减小,微观波及效率不断增大;具有黏弹特性的聚合物溶液相比于纯黏性的牛顿流体更利于提高驱油效率.     

大庆油田杏六区块东部聚合物驱试井分析

对大庆油田杏六区东部区块聚驱条件下含水率、产液量等动态参数的变化规律进行了综合评价.同时结合生产井实例对杏六区聚合物驱试井曲线的变化特征进行分析.结果表明:注聚合物后地层渗透率降低,渗流阻力增大,注采压差增大;各注聚试验区虽然注入压力有较大幅度的增加,而生产井流动压力却有不同程度的下降,含水率下降,产液量上升;根据试井解释时采用的油藏模型,可以判断在聚合物驱油过程中,油藏模型由均质油藏变化为复合油藏再变化为均质油藏,或由均质油藏变为均质加边界油藏再变化为均质油藏;为防止聚合物突破时间过快,可在聚合物驱油初期对地层进行适当调剖,避免油藏过早达到均质油藏阶段,这有利于提高中低渗透层的出油潜力,有效提高原油采收率.     

一种改进的聚合物驱孔隙网络模型

基于幂律流体在圆管中的流动模型,建立了幂律流体剪切率与流速之间的关系式。对关系式进行校正并代入Carreau 模型中,得到了改进的Carreau 流体有效黏度模型。新模型中有效黏度是流速的函数,将原来的非线性问题简化为线性问题。应用新建立的有效黏度模型,综合考虑聚合物渗流机理建立聚合物驱微观模拟模型。进行了聚合物驱微观模拟,统计分析了聚合物驱后剩余油的微观分布规律。计算结果表明,聚合物驱后剩余油更趋分散：网络状剩余油体积比例明显减少,但油水混合状、孤粒/孤滴状、斑块状剩余油体积比例都有所提高。     

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。     

粘弹性聚合物溶液对残余油膜的作用机理

针对水驱后残余油膜的存在形式,及油藏孔隙内聚合物溶液粘弹特性,选取具有相继收数和扩张特性的波纹管模型和广泛用于数值计算粘弹性流体的上随体M~U本构方程,建立了由连续性方程、运动方程和上随体Maxwell本构方程、流函数、涡量函数及边界条件组成的较完整的数学模型。通过有效的数值求解,从力学的角度提出聚合物驱在理论上提高驱油效率的机理是:(l)粘弹性聚合物溶液产生的第一法向应力和剪切应力对油膜的携带作用大于相同粘度的牛顿流体产生的剪切应力对油膜的携带作用,从而可携带部分残余油膜流动;(2)粘弹性聚合物溶液与牛顿流体相比,相同流函数值的流线位置发生改变,其波及范围大于相同粘度的牛顿流体。     

高浓度聚合物驱所用聚合物性能研究

针对喇嘛甸油田高浓度聚合物驱所用聚合物,利用PHYSICA MCR300型流变仪研究了其浓度、分子量及矿化度对溶液流变性和黏弹性的影响。结果表明:在一定范围内,聚合物溶液的表观黏度随着剪切速率的增加而降低,表现出假塑性流体的特性。聚合物浓度、分子量增大时,溶液的表观黏度、储存模量和损耗模量均增大;相应的储存模量和损耗模量曲线都有一个交点。所对应的角频率随聚合物浓度、分子量增大而减小。水质对聚合物溶液性能有较大影响。随着矿化度的增大,溶液的表观黏度、储存模量和损耗模量均减小,储存模量和损耗模量曲线的交点所对应的角频率增大。     

聚合物驱复合油藏试井模型与典型曲线

考虑了聚合物溶液在地层中存在扩散、对流和不可及孔隙体积等物化作用，建立了聚合物驱复合油藏试井模型，通过有限差分算法对数学模型进行了数值求解，研制了典型曲线图版．研究表明：典型曲线存在5个流动段，聚合物溶液初始浓度越大，过渡段和内区径向流段上翘幅度越大；外区原油黏度越大，两区共同作用段上翘幅度越大；内区半径越大，不可及孔隙体积系数越小，内区径向流持续时间越长，内外区过渡段出现越晚．     

聚合物驱垂直井筒流动和视粘度模型

与常规油井相比，聚合物驱抽油机井因其产出液粘度明显增大导致抽油杆受力状况变差，杆管偏磨现象严重。通过实验对聚合物产出液的流变特性进行了研究。考虑油井举升过程，利用幂律模式绘制了幂律指数与稠度系数随聚合物浓度、温度变化的关系图版。以非牛顿流体流变学理论和人工举升理论为基础，按照不同的流动规律，给出了从地层到井口聚合物驱垂直井筒流动的运动方程及其边界条件，并对方程进行求解得到了视粘度模型。应用结果表明，该模型能够提高设计结果的误差精度，为聚合物驱抽油机井的优化设计提供理论指导。     

缔合聚合物溶液的粘弹性实验研究

在模拟大庆主力油藏条件下,研究了浓度和矿化度变化过程中缔合聚合物溶液的动态粘弹性,结果表明：浓度和矿化度对其溶液粘弹性的影响与对HPAM溶液的影响相同;HPAM溶液的粘弹性是由分子链间的缠结作用引起的,而缔合聚合物溶液的粘弹性主要是由分子链间的缔合作用引起的,因此缔合聚合物溶液在比较低的浓度下就表现出了明显的弹性;在低而宽的频率范围内,缔合聚合物溶液的弹性明显大于HPAM溶液的弹性,说明缔合聚合物溶液在多孔介质中流动时,在比较小的剪切速率下就表现出弹性。这就意味着不需要很高的注入速度,就可以达到利用缔合聚合物溶液的弹性来提高驱油效率的目的。