聚合物溶液在孔隙介质中的渗流机理

以收缩流道作为孔喉模型，采用数值方法研究了粘弹性流体、幂律流体和牛顿流体在孔喉中的流动压力梯度随流变参数和喉道直径的变化，以此作为流体在多孔介质中渗流的理论基础，探讨了3种具有不同流变性质的流体在多孔介质中的流动阻力特性。结果表明，对于粘弹性流体，阻力系数随着松弛时间和流速的增加而增大，随充填颗粒尺寸的减小而增大；对于牛顿流体，阻力系数为常数；对于幂律流体，阻力系数为幂指数、稠度系数、孔隙度和渗透率的函数。     

聚合物溶液在孔隙介质中的渗流机理

以收缩流道作为孔喉模型,采用数值方法研究了粘弹性流体、幂律流体和牛顿流体在孔喉中的流动压力梯度随流变参数和喉道直径的变化,以此作为流体在多孔介质中渗流的理论基础,探讨了3种具有不同流变性质的流体在多孔介质中的流动阻力特性。结果表明,对于粘弹性流体,阻力系数随着松弛时间和流速的增加而增大,随充填颗粒尺寸的减小而增大;对于牛顿流体,阻力系数为常数;对于幂律流体,阻力系数为幂指数、稠度系数、孔隙度和渗透率的函数。     

两类典型非牛顿驱油剂的渗流特性

为考察不同流变性质的驱油剂在油藏中的渗流规律,基于孔喉作为实际油藏多孔介质最基本的流通单元和孔隙尺度随机分布的特点,提出了多孔介质的微观简化模型--二维随机变截面微管束.采用数值方法研究了粘弹型驱油剂和幂律型驱油剂在单个孔喉和多孔介质微观简化模型中的流动特性.结果表明,对于粘弹型驱油剂,只有当注入强度达到一定值时,粘弹效应才能明显地体现出来,渗流阻力随粘弹性的增强而增加,随孔隙尺度和非均匀程度的减小而增加.对于幂律型驱油剂,其渗流阻力随流体非牛顿性的增强而降低,随孔隙尺度和非均匀程度的变化规律与粘弹型驱油剂大体一致,但是在数值上远小于后者.对比分析驱油剂在岩心中的渗流规律发现,二维随机变截面微管束可作为多孔介质的简化模型,以此作为研究驱油剂渗流机理的基础模型可以避免岩心试验中多因素的综合作用,体现单一因素如流变性、孔隙介质结构和非均质性对驱油剂渗流特性的影响.     

聚合物溶液注入附加阻力对驱油效果的影响

利用试验方法对HPAM溶液在不同渗透率岩心上的注入能力进行研究,基于试验结果建立聚合物驱附加阻力与岩心渗透率的相关关系,并在此基础上建立考虑聚合物注入附加阻力效应的油藏数值模拟模型.模拟结果表明:低渗岩心中注入聚合物时稳定注入压力增大,即确实存在附加阻力效应;聚合物注入附加阻力对聚合物驱效果预测有较大影响,考虑聚合物注入附加阻力,聚合物起效时间早、含水率下降幅度减小、聚合物有效期变长.     

胶态分散凝胶在多孔介质中的流动阻力

胶态分散凝胶（ＣＤＧ）是由低浓度的部分水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）和柠檬酸铝（交联剂）形成的,聚丙烯酰胺和交联剂中铝的配比为２０：１。分别研究了ＣＤＧ体系和不加交联剂的ＨＰＡＭ溶液在填充砂中的流动阻力以及ＨＰＡＭ的相对分子质量,填充砂的粒度对ＣＤＧ体系在填充砂中流动性的影响,研究结果表明,不加交联剂的ＨＰＡＭ溶液在填充砂管中的流动阻力略有增加,而加交联剂的ＣＤＧ体系在填充砂管中的流动阻力大幅度增加,     

粘弹性聚合物溶液提高驱油效率机理研究

为了了解聚合物溶液的粘弹性在多孔介质中对残余油的作用机理，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，采用上随体Maxwell本构方程，对粘弹性聚合物溶液在油藏孔隙模型——波纹管模型中的流动及其驱替残余油膜的机理进行了油藏工程方法分析，在理论上从力学的角度提出了聚合物驱提高驱油效率的机理。研究结果表明，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，从而可携带部分残余油膜流动；聚合物溶液的粘弹性越强，作用于残余油膜的第一法向应力越大，对残余油膜的携带力越强，驱油效率越高；多孔介质越不规则，产生的第一法向应力越大，越有利于聚合物发挥粘弹性效应。     

粘弹性聚合物溶液提高驱油效率机理研究

为了了解聚合物溶液的粘弹性在多孔介质中对残余油的作用机理,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,采用上随体Maxwell本构方程,对粘弹性聚合物溶液在油藏孔隙模型--波纹管模型中的流动及其驱替残余油膜的机理进行了油藏工程方法分析,在理论上从力学的角度提出了聚合物驱提高驱油效率的机理.研究结果表明,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,从而可携带部分残余油膜流动;聚合物溶液的粘弹性越强,作用于残余油膜的第一法向应力越大,对残余油膜的携带力越强,驱油效率越高;多孔介质越不规则,产生的第一法向应力越大,越有利于聚合物发挥粘弹性效应.     

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。     

孔喉尺度聚合物微球的合成及全程调剖驱油新技术研究

利用微材料合成方法,设计合成了孔喉尺度聚合物凝胶微球,并进行了微球在多孔介质中流动的室内实验和现场初步试验。显微图像表明,合成微球具有很高的圆球度和庞大的数量特征,可方便地在线注入油层。实验研究表明,微球具有良好的耐温性、耐矿化度特性和弹性变形能力,能在水中膨胀1~5倍;合成微球能在岩石孔隙中运移,使注入压力和阻力系数不断增加,后续注水后仍有很高的残余阻力系数;微球与聚合物溶液复合体系的阻力系数是纯聚合物驱时的8倍和水驱时的25倍左右,有加效效应和更高的提高波及体积能力。现场试验表明,孔喉尺度聚合物凝胶微球对油层具有良好的适应性,可显著降低高含水油井的含水率,增加原油产量。     

孔喉尺度聚合物微球的合成及全程调剖驱油新技术研究

利用微材料合成方法,设计合成了孔喉尺度聚合物凝胶微球,并进行了微球在多孔介质中流动的室内实验和现场初步试验.显微图像表明,合成微球具有很高的圆球度和庞大的数量特征,可方便地在线注入油层.实验研究表明,微球具有良好的耐温性、耐矿化度特性和弹性变形能力,能在水中膨胀1～5倍;合成微球能在岩石孔隙中运移,使注入压力和阻力系数不断增加,后续注水后仍有很高的残余阻力系数;微球与聚合物溶液复合体系的阻力系数是纯聚合物驱时的8倍和水驱时的25倍左右,有加效效应和更高的提高波及体积能力.现场试验表明,孔喉尺度聚合物凝胶微球对油层具有良好的适应性,可显著降低高含水油井的含水率,增加原油产量.     

聚合物溶液在岩心中的运移阻力及主要影响因素

聚合物溶液对地层渗透率、孔隙度等参数的影响,对储层的开发方案调整措施至关重要,同时由于聚合物作为一种储层外来液体必定对储层产生影响,因此研究储层对地层的敏感性有着重要的现实意义。试验研究分析了储层对聚合物的速敏性,调查研究了聚驱后的速敏性变化,探索聚后储层渗透率的变化规律和地层内流体流速之间的相互影响程度,测量分析了速敏性的临界流速,然后通过数据比对和分析得出速敏程度。分析结果表明:聚合物溶液注入岩心后,地层中之前易迁移微粒会被其黏住,改善了地层开采环境,同时聚合物溶液会导致岩心地层无速敏性,有益于聚驱后对储层的在此开发。     

油层内非线性渗流分布区域确定方法

 针对非线性渗流对应的压力梯度范围以及油层内的分布区域进行了研究.依据实验确定最小启动压力梯度,结合最小启动压力梯度、最大启动压力梯度与喉道半径的关系,提出了先计算极限剪切应力,然后再计算最大启动压力梯度的方法.通过回归分析得到非线性渗流对应的压力梯度范围,该压力梯度范围与注采井间压力梯度剖面相耦合,即可得到油层中非线性渗流分布区域,两个井组的实例分析表明,非线性渗流分布区域与油井动态吻合,从而证明该方法可行.根据注采井间压力梯度分布计算公式,提出了新的极限注采井距确定方法,对开发方案中注采井距的确定具有重要意义.     

导电高分子复合材料逾渗阈值的预测

逾渗阈值是表征导电高分子复合材料导电性能的重要参数之一,但是由于影响因素异常复杂,逾渗阈值的预测存在不确定性.文中从导电复合材料的微观角度出发,分析了导电高分子复合材料的逾渗行为及机理,并基于Flory的凝胶化理论和Bueche的无限网链模型,提出了一种新的预测导电高分子复合材料逾渗阈值φc的方法,最后将理论预测值与其它研究成果进行了比较分析.结果表明:由此方法计算得到的逾渗阈值更加接近高密度聚乙烯/碳黑导电复合材料的实验结果.     

高钙镁油藏钙镁离子对聚合物溶液黏度的影响

 针对江汉油田某区块回注污水钙、镁离子质量浓度高的特点,以耐温抗盐型聚合物为研究对象,研究了高钙镁条件下钙镁离子对聚合物溶液黏度的影响。通过分析一价阳离子（Na⁺、K⁺）与二价阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺）对黏度影响的定量关系,提出了等效矿化度和等效阳离子量的概念,可作为高钙镁条件下聚合物溶液黏度评价的指标。为了降低钙镁离子对黏度的影响,向溶液中加入钙、镁离子络合剂（柠檬酸钠）提高聚合物溶液的黏度。实验结果表明,柠檬酸钠虽然不能完全消除钙镁离子对黏度的影响,但它具有较高的络合能力,溶液增黏效果较好。本研究为高钙镁油藏聚合物驱技术提供了理论指导。     

横泉水库大坝渗流及稳定设计

以横泉水库大坝为例,运用有限元法对碾压均质土坝的渗流进行分析计算,同时运用简化Bishop法对碾压均质土坝的坝体稳定进行分析计算,为其他土坝的渗流及稳定安全分析提供了可供借鉴的资料。     

一种基于渗流理论的油藏压力插值新方法

基于渗流理论的势叠加原理和计算机三角形剖分技术,提出了一种新的油田压力场插值方法.该方法具有区域适应能力强、插值结果合理、计算时间短的特点.通过对油层的渗流机理推导,得到了利用井点压力求解地层特定点压力的方程组表达式.方法应用了VC++作为编程工具,以实现了快速网格剖分及数据计算.     

分形介质中球向渗流模型解的相似结构

本文针对分形介质储层中球面径向渗流模型,利用Laplace变换,获得了在考虑井筒储集和表皮系数的井底条件和各种外边界条件下的无量纲储层压力和井底压力的Laplace空间解;并通过深入地分析,发现并研究了解的相似结构和相似核函数的特征.本研究给编制试井分析软件带来了极大的方便,也是渗流力学理论的新进展.     

交联聚合物微球-聚合物在水溶液中的复合*

针对交联聚合物微球–聚合物复合体系调驱技术,开展了交联聚合物微球–聚合物复合体系的溶液性能及其在溶液中结构形态的研究。研究中依据微观结构形态决定宏观溶液性质的原理,通过环境扫描电镜观察交联聚合物微球和疏水缔合聚合物（AP–P4）/非疏水缔合聚合物（SNF3640D）在溶液中的微观复合形态,并测定了交联聚合物微球–疏水缔合聚合物（AP–P4）/非疏水缔合聚合物（SNF3640D）复合体系的黏浓性质和剪切恢复能力,两种实验方法的结果相互印证,说明了疏水缔合聚合物（AP–P4）与交联聚合物微球之间存在着良好的协同作用,为进一步探讨二者的复合机理奠定了基础。     

聚驱高矿化度采出污水配制聚合物溶液方法研究

针对大庆油田采油四厂的污水矿化度高等问题,通过模拟污水中各种离子和矿化度来研究聚合物溶液黏度的影响因素,得出水的矿化度越高,聚合溶液的黏度越低;Ca2+、Mg2+和Na+含量越高聚合物溶液的黏度越低.破乳剂、防垢剂、防蜡剂对聚合物溶液黏度无影响,絮凝剂和杀菌剂使聚合物溶液黏度降低.对于采油四厂的高矿化度污水应用电渗析法研究矿化度降低的情况.研究表明,电渗析方法可以大幅度地降低水的矿化度,并且可以有效地去除所有离子.电渗析方法处理后的淡水所配制的聚合物溶液的黏度远高于处理前的污水所配制的聚合物溶液的黏度,故处理后的淡水可以用于配制聚合物溶液.     

聚合物溶液的水动力学尺寸研究

聚合物在溶液中的性质及形态与所用溶剂有着很大的关系,溶剂的性质不同(如溶液的矿化度不同、溶液中表活剂的浓度不同等),聚合物分子形态伸展程度都会不一样,其在溶液中分子尺寸(水动力学半径)也会发生很大改变。运用微孔滤膜过滤法,通过对抗温抗盐聚合物(KYHPAM系列)在不同矿化度以及不同浓度表活剂的水中配成溶液,让其在恒定压力(0.2 MPa)下经过不同孔径滤膜后测定其滤液浓度、黏度等性质,结果发现聚合物的分子量和浓度、表活剂的浓度、矿化度等因素都会对聚合物的水动力尺寸产生不同程度的影响。