直流电场提高水驱油效率的数值模拟方法

从毛细管双电层理论出发,结合孔隙介质的电渗流理论,建立了直流电场作用下油水两相的渗流方程。在恒压降注水条件下,利用有限差分法对假定油藏进行了数值模拟计算。结果表明,在直流电场的作用下,水相渗透率降低,油相渗透率提高;在水驱油过程中,直流电场使含水率下降,产油量上升;在含水率为２０％～７０％时用直流电场处理水驱油藏,控水效果好。用直流电场处理高含水油藏,增产效果明显,在含水８０％时用１００Ｖ／ｍ的直流电场对油藏作用３个月,采收率可提高１．６％左右,且采收率的提高与渗透率无关。     

直流电动—水动力驱油机理研究

根据物理－化学物体动力学理论，从多孔介质渗流的毛管模型出发，建立了储层条件下电动力－水动力耦合公式。利用该理论公式和Buchkly-Leverett模型，探讨了恒速注水电动－水动力驱油机理，利用该机理对国内外两个典型实验结果进行了拟合。结果表明，在储层条件下，由电动力引起的电渗作用是提高水驱油采收率的重要因素之一，且电加热作用可以降低原油粘度，从而提高水驱油采收率。当直流电场的电位梯度为7．5V／cm时，电加热可以提高原油采收率13％左右，而电动力仅可以提高采收率2％左右。直流电场作用可以降低水油比，施加5．0V／cm的电场，当注入3倍孔隙体积水时，水油比减少了16％。     

直流电提高低渗透砂岩油藏驱油效率实验

针对我国渗透油藏敏感性矿物丰富、孔隙喉道小、微孔隙发育、比表面积大、流体与岩石界面作用力显著等特点,利用水驱油实验研究了反向直流电场对岩样水驱油效率的影响。结果表明:不同渗透率岩样具有对应的最佳直流电电位梯度,低于该电位梯度,驱油效率随电位梯度的增加而增加,高于此电位梯度,反而出现驱油效率下降的现象。依岩样物性的不同,在直流电场的电化学、电泳及电渗效应等作用下可以提高室内水驱油效率3.20%～11.94%不等,当岩样渗透率位于20×10-3um2左右时,电场提高的驱油效率值达到最大,渗透率继续增加,所提高的驱油效率反而开始下降,证实了利用反向直流电提高水驱油效率,特别是低渗透油层水驱油效率的有效性。同时,直流电具有阻滞水流,相应增加油相流动能力的效应,从而能有效降低油井含水率。     

电化学导流驱油提高低渗透油藏采收率机理研究

通过大量室内试验，详细分析研究了外加直流电场作用下对油水两相渗流规律及储层岩石性质的影响。研究结果表明：在外加电场作用下，使水驱油采收率、上相对渗透率提高，水相相对渗透率、含水率减小；同时外加直流电场可以改变储层岩石的孔隙结构和粘土矿物的结构、性质，并使储层岩石润湿性向亲水方向转化；影响这些变化的主要因素包括电位梯度、驱替流体矿化度、电场作用时期等，研究认为外加直流电场对提高低渗油田注水开发效果具有重要意义。     

考虑储层参数时变的相对渗透率曲线计算方法

针对目前水驱油藏相对渗透率曲线计算方法未能考虑储层参数时变的问题,开展了理论研究。基于新型的近似理论水驱曲线,推导建立了油相指数、水相指数、残余油饱和度下的水相相对渗透率等相对渗透率曲线关键参数的数学表征公式,同时结合残余油饱和度计算方法,构建了一种广泛适用的考虑储层参数时变效应的油水相对渗透率曲线动态计算方法,可直接根据生产数据计算长期水驱后的油藏相对渗透率曲线。应用实例表明,新方法求得油水相对渗透率曲线可有效反映油藏动态规律,为油田可采储量标定、剩余油分布规律研究、特高含水期油藏数值模拟历史拟合等提供了理论支持。     

电化学导流驱油提高低渗透油藏采收率机理研究

通过大量室内试验 ,详细分析研究了外加直流电场作用下对油水两相渗流规律及储层岩石性质的影响 .研究结果表明 :在外加电场作用下 ,使水驱油采收率、油相相对渗透率提高 ,水相相对渗透率、含水率减小 ;同时外加直流电场可以改变储层岩石的孔隙结构和粘土矿物的结构、性质 ,并使储层岩石润湿性向亲水方向转化 ;影响这些变化的主要因素包括电位梯度、驱替流体矿化度、电场作用时期等 .研究认为外加直流电场对提高低渗油田注水开发效果具有重要意义     

裂缝油藏水驱油渗流机理

使用二维玻璃微模型研究了强水湿条件下裂缝油藏不同形态的裂缝、裂缝方向性等对水驱油时油水运移的渗流机理及用图象分析法定量研究了裂缝油藏微模型中不同的静水压力对水驱油效果的影响.     

特低渗透油藏产量递减及水驱特征规律

 特低渗透油藏具有低孔隙度、低渗透率等特点,且存在启动压力梯度,且普遍发育微裂缝,常规产量递减规律和水驱特征曲线不能很好地反映特低渗透油藏的生产特征。本文从渗流理论出发,结合生产数据,研究了特低渗透油藏的产量递减和含水上升规律。研究表明,进行特低渗透油藏的产量递减和水驱特征曲线分析时,必须考虑启动压力的影响;并且特低渗透油藏产量递减分为两个递减阶段,用两条递减曲线拟合能得到较好效果;而用水驱特征曲线法时,对高含水已关井进行含水恢复,能够真实反映油藏含水水平,并可以进行最终采收率预测。本研究成果对特低渗透油田实施挖潜措施和调整提供决策依据和技术支持。     

高含水期水驱特征曲线上翘时机的定量表征

目前,中国大庆、胜利等东部油田已整体进入特高含水阶段(含水率90%),室内试验和矿场实践表明,水驱特征曲线在特高含水期适用性差,出现偏离直线段上翘的现象,影响水驱可采储量的准确标定。为此,需要研究水驱特征曲线在油藏高含水阶段的适应条件。首先根据水驱特征曲线的理论推导过程,筛选出影响因素,包括相渗曲线、油水黏度比、地层渗透率等;然后基于正交设计和多元回归分析,讨论了各因素对水驱特征曲线上翘时机的影响程度,并对水驱特征曲线偏离直线段上翘时机进行了定量表征,得到了上翘时油藏平均含水率与相渗曲线、油水黏度比、地层渗透率等参数的关系表达式,据此表达式可确定水驱特征曲线在某一油藏的适用范围。     

考虑吸渗的双重介质中垂直裂缝井两相渗流

建立了双重介质油藏中垂直裂缝井两相流体渗流数学模型,提出将水驱油运动的前沿作为活动边界处理的新思想,用有限差分和外推法求解带初边条件的积分-微分方程.结果表明:垂直裂缝井开发双重介质油藏时,吸渗作用对含水饱和度分布的影响较大,使水驱油运动前沿推进速度变慢,从而油井见水时间延长.见水前注入率不能太大,以充分发挥吸渗驱油的作用,延长无水采油期时间.     

强水驱油藏渗透率动态变化规律定量预测方法

南海西部海相砂岩油田大多已进入中高含水阶段，长期冲刷作用造成储层渗透率不断发生变化。针对岩芯驱替实验难以定量表征和预测水驱油藏开发过程中储层渗透率的动态变化问题，开展了水驱过程中储层渗透率动态变化规律研究。研究中优选面通量为表征油藏冲刷强度指标，通过对渗透率时变机理的分析，结合油藏开发过程中各生产井试井解释渗透率变化情况，推导出渗透率随面通量动态变化对数预测公式，进一步对关系式进行推广应用，扩大了对数关系式的适用性。最后，设计高倍驱替实验，验证渗透率和面通量对数关系的准确性和科学性，该对数关系式在南海西部高含水油田中后期调整挖潜研究中应用效果较好。     

普通稠油油藏水驱转热采井网优化研究

水驱普通稠油油藏开发后期由于物性差异开发效果差别较大,地层中已形成稳定的流线场,加密对开发效果难有较大改善.结合胜利油田实际区块营8断块注水开发已进入中高含水采油期的实际情况,通过建立油藏数值模型,结合数值模拟和油藏工程综合研究,找出剩余油分布规律,研究水驱普通稠油油藏开发后期转热采井网优化方式等方面的问题.在综合考虑开发效果的基础上,得到对普通稠油油藏进行井网抽稀可改善开发效果;不同井网优化方式下五点法稀井网的最终采收率最高;水驱普通稠油油藏转热采在含水80％时进行井网优化效果较好等结论.研究结果可为目标区块以及同类区块的有效开发提供技术依据.     

直流电动-水动力驱油机理研究

根据物理化学流体动力学理论 ,从多孔介质渗流的毛管模型出发 ,建立了储层条件下电动力水动力耦合公式。利用该理论公式和Buckley Leverett模型 ,探讨了恒速注水电动 水动力驱油机理 ,利用该机理对国内外两个典型实验结果进行了拟合。结果表明 ,在储层条件下 ,由电动力引起的电渗作用是提高水驱油采收率的重要因素之一 ,且电加热作用可以降低原油粘度 ,从而提高水驱油采收率。当直流电场的电位梯度为 7.5V/cm时 ,电加热可以提高原油采收率 1 3%左右 ,而电动力仅可以提高采收率 2 %左右。直流电场作用可以降低水油比 ,施加 5.0V/cm的电场 ,当注入 3倍孔隙体积水时 ,水油比减小了 1 6%。     

考虑渗透率张量的各向异性油藏流线模拟方法

针对各向异性油藏,考虑全张量形式渗透率,建立三维两相不可压缩流体流线模拟方法。采用十九点差分格式对压力方程差分离散并进行求解得到压力场,对全张量渗透率下运动方程求解得到速度场,采用Pollock方法确定并追踪流线,最后根据一维水驱油理论得到任一流线内的含油饱和度分布。不同渗透率张量油藏模型计算结果表明:油藏压力沿最大主渗透率方向传播较快;由于流速计算时交叉项的引入,流线与压力梯度方向一般不一致;注采井方向与最大主渗透率方向垂直布置可有效减轻注入水沿最大主渗透率方向的突进,使流线在整个油藏中分布更加均匀,改善水驱开发效果。     

断块油藏高含水期水驱规律研究

大港油田油藏类型大多为断块油藏,断层多、断块小、储层非均质性强,且绝大多数已进入高含水、高采出程度阶段,目前,水驱效果不理想。为了进一步改善油藏水驱效果、提高水驱采收率,应用室内高温高压物理模拟实验、油藏数值模拟等技术手段,对断块油藏高含水开发后期的水驱油规律和特点进行了研究。结果表明：断块油藏水驱油效率随长期注水开发储层润湿性向亲水方向变化而逐渐增大;在极限含水以后,通过提高注水倍数虽然仍能提高驱油效率,但需要较长的时间和较高的耗水量。研究成果对高含水油田开发调整思路的制定具有一定的指导、借鉴作用。     

严重层间非均质油藏水驱效果及影响因素研究

目的 研究层间严重非均质条件下各类储层的水驱条件及效果.方法 通过岩心多层水驱油室内实验,研究多层组合下,不同渗透率层的水驱效果(包括水驱动用、产量贡献及采出程度等)及其主要影响因素;应用数学统计方法,建立综合影响因子代表各个影响因素,并分析水驱效果与综合影响因子之间的关系.结果 合理的驱替压差是合注合采储层动用的关键;渗透率级差是影响多层合注合采开发效果最主要的因素,其次为组合层数和平均渗透率;多层水驱油组合情况下.低渗层若要达到较好的水驱效果,其多层组合渗透率级差应小于8,多层组合综合影响因子要小于6.结论 严重层间非均质油藏注水开必须保持合理的驱动压差,其注采层系划分应综合考虑组合层数、平均渗透率及渗透率级差等因素的共同影响.     

中东碳酸盐岩油藏孔隙结构对驱油效果的影响

中东地区碳酸盐岩油藏与国内碳酸盐岩油藏的孔隙结构差别明显,其储层多以孔隙型结构为主。中东H油田M层碳酸盐岩油藏储层可划分成四种孔隙结构:基质型、基质孔隙型、溶孔孔隙型及孔洞孔隙型,针对四类孔隙结构岩心开展2种水样条件下水驱油模拟实验,研究孔隙结构类型和注入水样对水驱效果的影响。结果表明:储层孔隙结构类型影响岩心水驱油效果,相同条件下,基质型及基质孔隙型岩心水驱含水率上升平缓,孔洞孔隙型岩心含水率上升较快;基质孔隙型岩心相对渗透率曲线的共渗区间最大,水驱采收率最高。改变注入水样,矿化度较低注入水样的驱采收率较高,即注入水的矿化度和离子浓度也会对水驱油效果产生影响。研究结果为碳酸盐岩油藏开发和现场水源选择提供参考。     

特低渗透油藏多层合采水驱前缘

针对特低渗透油藏多层合采时各层注水推进速度差异较大的问题,为准确计算各层水驱前缘的位置,利用特低渗透油藏渗流理论,建立理论模型,推导了考虑油相非线性渗流特征的水驱前缘的计算公式,分析了渗透率级差、注采井距、非线性渗流特征对水驱前缘的影响.结果表明:储层渗透率越小,水驱前缘距注水井的距离越小,且考虑非线性渗流特征计算出的水驱前缘更小;注采井距越大,水驱前缘位置与注水井距离变大,但是无因次水驱前缘变小,而不考虑非线性的无因次水驱前缘保持不变,反映出非线性渗流特征使油藏开发效果变差.     

相对渗透率调节剂提高采收率优化控制条件研究

相对渗透率调节剂(relative permeability modifier,RPM)可以选择性降低油水相渗透率以提高注入水的波及系数;并改变岩石表面的润湿性,提高采收率。研究了一种阳离子聚合物型的相对渗透率调节剂,测定了RPM对表面润湿性以及油水相渗透率的影响。通过岩心驱油试验考察了不同油藏渗透率、地层润湿性、原油黏度、RPM注入时机、注入水注入速度等条件下RPM驱的驱油效果。实验结果表明,RPM可以将油湿的石英表面润湿性改变为弱水湿,且对水相渗透率降低程度更大;RPM驱适合渗透率大于50×10-3μm2地层;RPM在油湿岩心中具有更高的采收率增值;原油黏度在20 mPa·s时,采收率增值幅度最大;在相似的渗透率条件下,注入速度增大时,水驱采收率与最终采收率均增大;较早注入RPM有更好的最终采收率效果。     

高含水后期非均质油藏W/O型表面活性剂调驱实验研究

针对常规低界面张力表面活性剂驱在非均质油藏易发生窜流、调驱效果差等问题,选用具有良好乳化增黏性能的W/O型表面活性剂调驱体系HC-2,促使油水两相在地层发生乳化,形成高黏度W/O型乳状液驱,有效驱替油藏低渗区域的残余油,改善高含水后期非均质油藏的开发效果.室内模拟高含水、非均质油藏条件,对W/O型表面活性剂调驱体系HC-2进行了基本性能评价及乳状液驱油研究.研究结果表明,HC-2的乳化增黏性能良好,在水油比小于7:3时,可促使油水两相完全乳化形成高黏度的W/O型乳状液,且乳化稳定系数SI均在66％以上;同时在X油藏条件下,HC-2可将油水界面张力降低至10-2 mN/m.岩心驱油实验结果表明,在高含水及高含水后期,W/O型表面活性剂HC-2调驱体系可提高原油采收率23％ ～28.77％;HC-2调驱体系具有较强的非均质性调控能力,在渗透率级差小于7.5时,可有效地增大驱替相黏度,改善高、低渗层吸液剖面,提高原油采收率.