缝洞型油藏拟颗粒法多尺度流动模拟

缝洞型油藏储集空间类型多样,且尺度差异非常大,储层中多种流动状态共存,既有孔隙渗流,又有溶洞自由
流,属典型的多尺度多相复杂流动,物理仿真实验及常规数值模拟难以准确地描述此类油藏流动特征。基于拟颗粒方
法建立油水两相流动多尺度离散计算模型,利用其在界面追踪上的优势,通过在两相界面处引入一种斥力的方式实现
表面张力模拟,建立了表面张力模型,实现了缝洞型油藏的油水流动模拟,并通过理论分析及与实验现象对比的方法,
验证了模型的正确性。结果表明：该方法能够在不同尺度上刻画此类油藏油水流动特征,可以取代室内物理仿真实
验,确定不同缝洞组合类型下的剩余油分布情况,能够进行宏观油藏模拟,为此类油藏的高效开发奠定基础。     

低渗透油藏CO2变周期气水交替注入气水比理论设计

基于开发过程中饱和度、渗透率、分流率不断变化的特点,提出变周期水气交替注入(water alternating gas,WAG)气水比理论设计的概念。从油、气、水三相渗流力学原理出发,借助三相相对渗透率表征模型,建立各相饱和度与相对渗透率间的函数关系,得到各相饱和度与流度、气水比、流度偏离系数等相关参数的函数关系。流度偏离系数为引入的新参数,用于考察气水两相流动能力偏离水的流动能力幅度。采用枚举法,得到三相饱和度与气水比和流度偏离系数的关系图版,初步确定三相流动范围内气水比和流度偏离系数的取值范围。根据流度偏离系数和气水比关系曲线的特征点与含水饱和度之间的相互关系,最终确定变周期WAG气水比理论取值的合理范围。通过对实际区块气水比理论设计研究表明:合理气水比与含水饱和度是幂指数的函数关系;目标区块气水比的取值范围为0～34,流度偏离系数的取值范围为0～518。在中低含水阶段,建议WAG气水比理论设计数值为2;在中含水阶段,建议WAG气水比理论设计数值为1;在中高含水阶段,建议WAG气水比理论设计数值为0.5。该方法得到的变周期WAG气水比数值与数值模拟方法得到的结论相同,填补了变周期WAG气水比理论设计空白,对于完善变周期WAG其他参数的理论设计具有启发和借鉴作用。     

高吸水冻胶调剖堵水剂的流变性能

研究了高吸水冻胶调剖堵水剂HSG成胶前溶胶体系的流变性能。通过考察主剂共聚物含量对溶胶体系表观粘度的影响,以及粘温特性、触变性、蠕变-回复、小幅振荡剪切应力扫描和频率扫描实验,确定了溶胶体系的流变性参数。结果表明:HSG溶胶体系的表观粘度随主剂共聚物含量增加而增大,随温度升高明显下降。HSG溶胶体系表现出正触变性,主剂共聚物含量越大,溶胶体系触变性越强。蠕变-回复实验表明:随共聚物含量的增加,溶胶体系弹性增强。通过小幅振荡剪切应力扫描、频率扫描实验得出随主剂共聚物含量增加,线性粘弹性区域变宽,储能模量、耗能模量和复合动态粘度变大。     

二氧化碳气体的流动及反应特性研究: 从微管到多孔介质

用5 μm微管、人造岩心及天然岩心研究了CO₂气体的流动特性及与岩心作用后对渗透率的影响规律. 结果表明, CO₂气体在微管中的流动速度明显比N₂快; CO₂在饱和水的岩心(含碳酸盐)中流动时, 其渗透率随着注入量的增加而增大, 表明CO₂的溶蚀作用导致了岩心孔径的增加, 用扫描电子显微镜(SEM)也验证了溶蚀扩孔作用. CO₂气体在微管中具有较高的流速是由于尺度效应和压缩效应的综合反映, 而其在水中溶解引起的界面层水分子扩散速度增大, 导致孔隙壁面的水膜厚度减小, 其水溶液流动的有效孔径增大. 上述两种结果表明, CO₂在驱油过程中具有良好的注入能力, 是低渗储层开发过程中能量补充的一种很好的驱替流体, 但也造成其在地层中窜流或散逸的可能性增大.     

特低渗油藏CO2非混相驱封窜实验研究

为了提高特低渗油藏CO2驱的开发效果,以靖边三叠系延长组长6段为研究对象,设计了5组不同的驱油实验(生产压差分别为1 MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa)分析CO2驱过程中的窜逸规律.实验结果表明,随着压差增加,见气时间和气窜时间缩短,但是最终采收率却呈现出先增加后降低的趋势,且见气前后产量大幅增加,是开采的最主要时期.实验显示在3 MPa压差下驱油效果最好.在3 MPa驱替压差下开展了封窜提高采收率实验,封窜剂选用异丙胺.结果显示:封窜剂的残余阻力系数为6.92,扩大波及体积效果很好,提高采收率的幅度达15％.实验结果表明延长组长6段油藏的最佳驱替压差为10 MPa,在气窜之后采用异丙胺封堵能大幅提高最终采收率.     

复合体系中预接触时间对界面张力的影响

研究了预接触时间对NaCl/碱/重烷基苯磺酸盐/大庆原油体系界面张力的影响。结果表明,随着预接触时间的延长,体系界面张力最低值上升,当预接触时间由20min延长到1440min时,界面张力最低值由1.3×10^-3mN/m上升为4.8×10^-2mN/m,并且曲线具有一定规律性;界面张力平衡值随着预接触时间的延长缓慢上升,在120min前基本保持不变,在120min后上升为0.01mN/m以上,并平稳上升。同时,验证了原油中的活性物质对降低界面张力起到重要作用。     

基于多孔介质中聚合物弹性的相渗曲线研究

聚驱相对渗透率曲线对进一步认识聚合物驱的渗流规律具有重要意义,但现有研究并未充分考虑聚合物在多孔介质中的弹性,因此对传统计算方法的聚合物弹性进行修正。设计了一种弹性恢复实验,测定消除弹性后的纯黏压差,来计算聚合物在岩芯中的弹性黏度。将聚合物的弹性以弹性黏度的形式引入相对渗透率曲线的计算。结果表明不考虑弹性黏度,计算的水相相对渗透率偏小。测定了不同分子量和不同浓度聚合物的相对渗透率曲线。结果表明分子量越大,弹性黏度越大;浓度越高,弹性黏度越大。弹性黏度的增大会使油相相对渗透率增大,水相相对渗透率降低,残余油饱和度也随之降低。另外,此方法与传统J.B.N.方法相比,计算的相对渗透率曲线不受到流速的影响,计算结果更加可靠。