氮气泡沫热水驱油机理及实验研究

借助室内实验和数值模拟，研究了氮气泡沫热水驱提高稠油采收率的机理．结果表明：在注热水的同时注入氮气和泡沫可以大大提高稠油的采收率，其机理主要表现在降黏、原油体积膨胀、调剖等方面．氮气泡沫热水驱和热水驱的对比试验显示氮气泡沫热水驱不仅可以提高采收率，而且还可以提高采油速度．     

氮气泡沫热水驱油机理及实验研究

借助室内实验和数值模拟,研究了氮气泡沫热水驱提高稠油采收率的机理.结果表明:在注热水的同时注入氮气和泡沫可以大大提高稠油的采收率,其机理主要表现在降黏、原油体积膨胀、调剖等方面.氮气泡沫热水驱和热水驱的对比试验显示氮气泡沫热水驱不仅可以提高采收率,而且还可以提高采油速度.     

氮气泡沫热水驱油室内实验研究

利用现场提供的起泡剂和原油等原料，在室内对泡沫剂进行了评价，对岩心驱油效果及改善波及体积进行了实验研究，分析了氮气泡沫热水驱提高采收率的机理，并对影响氮气泡沫热水驱油效率的泡沫剂的起泡性、半衰期、最优气液比、起泡剂质量分数等因素进行了分析。结果表明，在一定起泡剂质量分数范围内，随着气泡质量分数的增加，起泡能力、半衰期和阻力因子也增加。最优气液比为1：2，最佳气泡剂质量分数为0．3％。在非均质油层(模型)中泡沫的驱油效果比在均质油层(模型)中的更好，残余油饱和度降低了21．1％，采收率提高了31．2％。     

泡沫复合驱油三维多相多组份数学模型

为开发非均质程度严重的油田,建立了描述碱/表面活性剂/聚合物+泡沫复合驱油过程的数学模型。该模型在研究泡沫复合驱油机理的基础上,能够模拟泡沫复合驱具有的界面张力、毛管驱油、化学剂复合协同效应、流度控制、泡沫效应等主要的驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附、相态变化、水相化学反应、石油酸与碱反应等一系列物化现象,拟合了实际泡沫复合驱岩心驱油模型驱替过程。拟合结果与岩心驱油实验结果基本吻合。利用该模型可以通过数值模拟方法辅助,进行泡沫复合驱的机理研究、实际应用可行性研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

泡沫驱油现状与展望

泡沫驱作为一项重要的三次采油技术,在降低气油比,增加原油产量,提高波及效率等诸多方面具有很大的发展潜力;本文对泡沫驱油的流动机理、数学模型研究等方面的技术现状以及目前泡沫驱油在机理和现场应用方面存在的问题进行了较为系统的研究和总结,并在此基础上对泡沫驱油发展方向提出了相关的建议,认为泡沫驱数值模拟技术、新型起泡剂的研制以及空气泡沫体系对未来泡沫驱油技术的发展和推广具有重要意义。     

多元泡沫化学剂复合驱油渗流数学模型

在多元泡沫复合驱油实验研究的基础上,通过对渗流机理、渗流规律的分析,根据质量传输流体力学、化学动力学、物质平衡原理和对泡沫上浮运动等机理的深入研究,建立了多元泡沫化学剂复合驱油渗流数学模型.结合对泡沫流动机理和物理化学性质的实验研究,给出了相应的数学描述模型方程.数值模拟结果表明,该模型能较好地反映了渗流物理实质.     

蒸汽氮气泡沫调驱实验研究

针对蒸汽驱驱油过程中存在的蒸汽超覆、汽窜等问题,进行了渗透率及含油饱和度对平面调剖效果影响的室内实验研究。不同渗透率对平面调剖效果的影响实验表明,注蒸汽同时注入N2泡沫体系,可以增大低渗透岩心的波及体积,从而提高原油采收率;不同含油饱和度对平面调剖效果的影响实验表明,蒸汽伴注N2泡沫对次生水体和平面高渗透层具有良好的封堵能力。     

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。     

强化泡沫驱油体系性能研究

利用Waring搅拌器测定了不同泡沫体系的泡沫性能 ,利用岩心驱替试验测定了泡沫在岩心中的阻力压差及驱油效果 ,研究了不同浓度的聚合物对泡沫体系起泡性能和稳定性的影响 ,确定了聚合物在强化泡沫驱油体系中的最佳使用量。对单一聚合物体系、单一泡沫体系与强化泡沫体系在水驱后的稳定性及驱油效果进行了对比分析 ,结果表明 ,强化泡沫体系比单一泡沫体系具有更强的稳定性 ;比聚合物及单一泡沫体系的驱油效果更好 ,是一种较为实用的驱油体系。室内试验表明 ,该体系能够较大幅度地提高采收率。     

微生物驱油数学模型

根据微生物生长动力学,建立了微生物生长、基质消耗和代谢产物生成方程。在考虑菌体、基质、产物扩散和吸附的基础上,用物质平衡方法建立了菌体、基质和产物的运移方程。以多孔介质的毛细管模型为基础,建立了由于微生物吸附引起的孔隙度和渗透率变化方程。考虑到微生物作用对流体性质的影响,建立了油、水粘度和油、气、水管力方程。根据黑油模型建立了三维、三相、多组分基质与产物的微生物驱油数学模型。计算结果表明,所建模型能较好地计算出微生物生长曲线、代谢曲线、基质消耗曲线和微生物运移浓度曲线,与实验值有较好的一致性。这些模型综合考虑了微生物的生化特性、微生物作用对岩石、流体性质的影响以及油、气、水的渗流规律,是一个比较完整的微生物驱油数学模型。     

泡沫驱等效数学模型建立及机制分析

 随着泡沫剂在采油中的广泛应用,出现了许多泡沫驱的数值模拟方法.本文着重研究了泡沫的聚并机制和驱油机制,在此基础上建立了一种泡沫驱的等效数学模型,运用IMPES法对模型进行求解,并计算阻力因子值调整注入量,模拟泡沫的调剖效果,同时通过典型算例验证了该等效模型的可行性.对比了水驱、泡沫驱岩心中压力分布、饱和度分布及驱油效率,结果表明,泡沫对高渗透率层起到了很好的封堵作用,使采收率得到一定程度的提高.     

驱油用抗温空气泡沫体系研究

空气泡沫驱技术全面的驱油机理与独特的气源优势令其发展应用前景广泛。为保证该技术在高温油藏的成功应用,开展了抗温空气泡沫体系的相关研究。通过在温度110 ℃、地层水矿化度6  104 mg/L 条件下,对10 种耐温表面活性剂起泡体积和析液半衰期的考察,筛选出高温泡沫性能良好的阴非离子表面活性剂LS。模拟油藏条件对LS 的泡沫性能进行了评价,结果表明,LS 在高压密闭条件下能形成比常压下更丰富的泡沫,且多孔介质的持续剪切、空气的持续供给有利于产生丰富的泡沫。向LS 中添加浓度0.1% 以上的稳泡剂WP,可明显提高其析液半衰期;将0.2%LS+0.1%WP 的泡沫体系在110 ℃、6  104 mg/L 下老化90 d,析液半衰期仅缩短20%,与大港官80 油田原油的界面张力保持在10􀀀2 mN/m。同时,空气泡沫体系原油乳化分散性能良好,且能实现油水的彻底分离。     

一种快速求解交联聚合物驱数学模型的方法

针对油藏数学模型求解效率低下的问题,研究了快速求解交联聚合物驱数学模型的方法。根据交联聚合物驱
的调驱机理,建立了三维两相五组分（油、水、聚合物、交联剂和交联聚合物）的交联聚合物驱数学模型,模型的求解采
用隐式压力、显式饱和度和显式浓度的求解方法。其中,压力的求解提出了计算效率更高、更稳定的Douglas 差分格
式,利用分步降维的思路求解。与商业化的油藏数值模拟软件CMG 相比,采用Douglas 差分格式并结合追赶法求解
交联聚合物驱数学模型,可以大幅度提高模型的计算效率,为快速求解交联聚合物驱油藏数学模型提供了一种有效
方法。     

泡沫型多孔介质中非达西流立方框架模型

该文研究泡沫型多孔介质中的流动特性，提出了一种正立方几何框架模型和相应的数理模型，模型中既考虑了固体介质表面摩擦阻力的作用，也考虑了介多丝形状阻力引起的惯性效应，得到适用于泡沫型多孔介质的非达西流关系式及主要系数的计算式。直接由结构参数即可求得泡沫材料的渗透率Ｋ及非线性Ｆ－Ｗ流动关系式中二次项系数Ｆ，其计算结果与实测值有较好的一致性。在这类多孔介质中的应用中对流动特性的理论预测具有工程实用价值。     

高温化学复合驱油方式优化评价研究

针对双河油田VI油组高温非均质油藏,使用油层砂充填长管模型,研究几种化学复合驱油体系中表面活性剂、聚合物、低度交联聚合物、有机碱以及交联剂之间的色谱分离特征。实验结果表明,95℃下三元复合体系流经填砂管时,聚合物最先突破,碱随后突破,表面活性剂的突破滞后最大;有机碱的加入能起到降低表面活性剂吸附的作用,而交联剂对于表面活性剂吸附影响不明显。根据色谱分离程度,采用层间非均质人工压制物理模型,对比评价了二元、三元复合驱油体系及几种组合驱油方式的驱油效果,优选出主段塞为有机碱三元复合体系、前后保护段塞为交联聚合物的驱油体系,水驱后可提高采出程度24.2%。该研究成果可以对高温非均质油藏三次采油的高效开发提供参考依据。     

周期注水数值模拟研究──数学模型

在前苏联二层系统周期注水数学模型的基础上，考虑了在周期注水过程中高低渗透层之间的压力差及相应的液体交渗流动，建立了新的二层系统周期注水数学模型，应用油田的实际数据和井网，对周期注水进行数值计算，并将计算结果与ＰＯＴＯＰ模型的结果进行对比，说明利用本项研究所建立的新的数学模型也可以进行周期注水的可行性研究．     

钢水在中间包内温降的数学模型

建立了钢水在中间包内温降的数学模型,这不仅可以计算钢水在整个浇注过程中温降规律,为控制浇注提供依据,而且也可以计算中间包衬的温度场,为中间包的设计提供参考。     

高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程的数值计算

利用FLUENT计算流体力学软件,对高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程进行了数值计算,得到了切向进气和径向进气时高温陶瓷过滤器内的流场分布.结果表明:对于包含突变截面和多孔介质两类通道的复杂流动系统,合理地选择计算区域和分配网格后,应用FLUENT计算流体力学软件可以得到满意的计算结果;陶瓷过滤器的流动损失主要发生在陶瓷过滤管的多孔陶瓷介质内;当气体径向进入工作段时,对陶瓷管的冲击较大;当气体切向进入时,在工作段壁面附近的速度较大,对陶瓷管的冲击较小;切向进气时高温陶瓷过滤器的进出口压降小于径向进气时.从保护陶瓷管和减小压降两方面考虑,切向进气方式的高高温陶瓷过滤器优于径向进气方式的高温陶瓷过滤器.研究结果为选择高温陶瓷过滤器的进气方式提供了理论依据.