ASP三元复合驱油藏数值模拟研究

论文摘要

在众多的三次采油新方法之中,ASP（碱/表面活性剂/聚合物）三元复合驱脱颖而出,成为最具有应用前景的方法之一。它结合了碱水驱、表面活性剂驱和聚合物驱的优点,充分利用各驱油剂间良好的协同效应,大幅度地降低油水之间的界面张力,实现了较好的流度控制,从而大幅度地提高了原油采收率。矿场试验表明,三元复合体系驱油比水驱提高原油采收率20%以上。同时,ASP三元复合驱的油藏数值模拟技术也越来越成熟。但目前现有的复合驱数值模拟软件对三元复合驱的物理化学现象还没有完全描述清楚。本文在前人研究的基础上,对复合驱涉及的机理和物化现象有了更进一步的认识,主要包括乳状液现象、扩散弥散现象和碱垢现象的认识和理解,我们将这些新认识的机理和现象进行了分析研究和描述,编写了模拟乳状液、扩散弥散和碱垢现象的软件模块,完成了对Gcomp软件的改进和完善。并对乳状液、扩散弥散和碱垢现象软件模块进行了测试。同时,对原复合驱模型中考虑的各种因素进行了更为系统的数学描述,使得复合驱数学模型考虑的因素更为全面、合理,计算结果更为可靠。储层参数和物化参数是影响三元复合驱驱油效果的重要因素。应用改进后的Gcomp软件,对复合驱的油藏非均质性、韵律性、垂向渗透率等储层参数和化学剂浓度、吸附作用等重要的物化参数分别进行了敏感性分析。在此基础上,将所改进的模型应用于现场实践。对锦州9-3油田西区W8-4井组进行了三元复合驱注入体系优化的数值模拟研究,得出了适合该油田的驱油体系的推荐方案。软件的实际应用进一步表明,Gcomp软件的改进和完善具有实际意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 三元复合驱的发展及研究现状
• 1.2.2 三元复合驱数值模拟技术的发展
• 1.3 研究内容
• 1.4 技术路线
• 第2章 ASP三元复合驱驱油机理和物化现象
• 2.1 碱水驱驱油机理
• 2.1.1 降低油水界面张力
• 2.1.2 油层岩石的润湿性反转
• 2.1.3 乳化夹带和乳化捕集作用
• 2.1.4 乳化聚并
• 2.1.5 溶解坚硬的界面薄膜
• 2.2 表面活性剂驱驱油机理
• 2.2.1 降低油水界面张力
• 2.2.2 改变岩石表面的润湿性
• 2.2.3 增加原油在水中的分散作用
• 2.2.4 增溶性机理
• 2.2.5 缓解油层非均质对波及系数的影响
• 2.3 聚合物驱驱油机理
• 2.3.1 提高注入水的粘度
• 2.3.2 降低水相渗透率
• 2.3.3 聚合物的粘弹性效应
• 2.4 ASP 三元复合驱驱油机理
• 2.4.1 降低界面张力
• 2.4.2 流度控制作用
• 2.4.3 乳化机理
• 2.4.4 降低昂贵化学剂的吸附损失
• 2.4.5 改变岩石的润湿性
• 2.5 复合驱过程中的主要传质方式及重要物化现象
• 2.5.1 主要质量传递方式
• 2.5.2 重要的物理化学现象
• 2.6 影响复合驱驱油效果的重要因素
• 第3章 ASP三元复合驱的数学模型及求解
• 3.1 ASP 三元复合驱数学模型
• 3.1.1 基本假设条件
• 3.1.2 基本微分方程
• 3.1.3 方程封闭性讨论
• 3.2 ASP 三元复合驱主要物化参数的描述
• 3.2.1 聚合物吸附
• 3.2.2 表面活性剂的吸附
• 3.2.3 碱驱化学反应机理
• 3.2.4 界面张力
• 3.2.5 聚合物溶液的粘度及剪切变稀
• 3.2.6 水相渗透率下降系数
• 3.2.7 聚合物不可及孔隙体积
• 3.2.8 残余饱和度
• 3.2.9 相对渗透率
• 3.2.10 毛管压力
• 3.3 新增物化参数的描述
• 3.3.1 乳状液现象
• 3.3.2 乳状液现象的描述
• 3.3.3 扩散弥散现象
• 3.3.4 扩散弥散现象的描述
• 3.3.5 碱垢现象
• 3.3.6 碱垢现象的描述
• 3.4 数学模型的求解
• 第4章 新增物化现象模块的研制及测试
• 4.1 Gcomp 一体化分析系统简介
• 4.2 Gcomp 主模型的程序框图
• 4.3 新增物化现象模块的研制及界面设计
• 4.4 新增物化现象模块的测试
• 4.4.1 乳状液现象模块的测试
• 4.4.2 扩散弥散现象模块的测试
• 4.4.3 碱垢现象模块的测试
• 第5章 ASP三元复合驱参数敏感性分析
• 5.1 地质模型及主要物化参数
• 5.2 储层参数影响因素研究
• 5.2.1 油藏非均质性
• 5.2.2 韵律性
• 5.2.3 垂向渗透率
• 5.2.4 原油粘度
• 5.3 物化参数敏感性分析
• 5.3.1 碱的浓度
• 5.3.2 表面活性剂的浓度
• 5.3.3 聚合物相关参数的影响
• 5.3.4 化学剂吸附损耗
• 5.3.5 产出水稀释作用
• 5.3.6 相对渗透率参数
• 第6章 三元复合驱数值模拟软件矿场应用
• 6.1 锦州9-3 油田概况
• 6.2 锦州9-3 油田三元复合驱井组选择
• 6.2.1 井组选择的基本原则
• 6.2.2 W8-4 井组简况
• 6.3 W8-4 井组三元复合驱方案计算及结果
• 6.3.1 三维地质模型的建立
• 6.3.2 水驱历史拟合
• 6.3.3 方案设计及计算结果
• 6.3.4 结论建议
• 结论
• 参考文献
• 致谢