硫酸钡结垢对岩心渗透率影响模型研究

油田注水过程中,含SO_4~(2-)的注入水与含Ba~(2+)地层水不配伍将导致硫酸钡垢产生,堵塞地层孔喉,造成严重的渗透率下降。建立合理的数学模型,精确地预测岩心渗透率的变化,对于选择合理的注水方案具有重要意义。首先研究了Bedrikovetsky化学动力学模型,在此基础上优化了模型的求解方法,避免了国内外已有的硫酸钡结垢动力学模型的求解方法中做出的岩心入口端Ba~(2+)与SO_4~(2-)浓度比远小于1的假设;其次,改进了模型中的三个重要参数——扩散系数、反应速率常数和地层损害系数的求取方法;最后,针对来自长庆油田的两块岩心求模型参数,对模型有限差分并在0≤T≤T_f范围内利用Runge-Kutta方法求数值解,得出了驱替至不同孔隙体积倍数时岩心中无因次Ba~(2+)浓度分布、硫酸钡结垢量分布及岩心渗透率比值的变化。结果表明:岩心中有少量的硫酸钡垢生成时,渗透率便迅速下降。随着驱替孔隙体积倍数增加,岩心中Ba~(2+)含量减小;SO_4~(2-)含量增加;岩心中结垢量增大;岩心的渗透率降低。

Investigation of the model of the effect of barium sulfate scaling on core permeability