高浓度聚合物驱油技术的数值模拟实现及应用
聚合物驱油数值模拟参数估算技术及应用

聚合 物驱 油 数 值 模 拟 参 数 估算 技 术及 应 用
路 克 微
( 中 国 石 油 大 庆 油 田有 限 责 任 公 司 勘 探 开 发 研 究 院 , 黑 龙 江大 庆 1 6 3 7 1 2 )
摘要 : 目前 的 聚 合 物 驱 数 值模 拟 器 都 不 具 有 聚 合 物 参 数 估 算 功 能 , 也 没有 一套 具 体 的 参 数 估 算 方 法 , 需要 研 制 具 有
吸附质量 分数 , 可求 解参数 a , b 。 1 . 5 聚合物 驱油数 值模 拟参数 估算可 视化 界面 的
研 制
聚合物 溶 液在 多 孔介 质 中渗 流 时 , 由于聚 合 物 在 多孑 L 介质 中的 吸附捕集会 引起 流度下 降 和流动 阻
利 用最小 二乘 法 求解 了聚 合 物黏 浓 参 数 、 流变 性参数 、 渗透 率下 降 系 数参 数 和 吸 附参 数 。为 了方
∑( A + A 训 + A 叫 一 丝
i 一1 、
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)
,
1 聚 合 物 驱 油 数 值 模 拟 参数 估算 数 学
模 型 的 建 立
1 . 1 聚 合物 溶液 的黏 浓模 型参数
( 2)
通 过对 ( 2 ) 式 中的 A , A , AP 。 分 别 求 偏 导 数 得 到三 元一 次方程 组 , 输入 , z 组 聚合 物 质 量 分数 和
明, 在 零剪 切速 率 下 聚合 物 溶 液 的黏 度 是 聚 合 物溶 液 的质 量 分数 和含 盐 量 的 函数 , 黏度 与 聚 合 物 质量
分数 之 间的关 系为 不完全 三次 多项 式 :
聚合物驱油技术机理及应用的综述

聚合物驱油技术机理及应用文献综述目录聚合物溶液种类及性质 (2)聚合物驱油机理 (3)聚合物驱提高采收率的影响因素 (4)油层条件对提高采收率的影响因素1 (4)聚合物条件对提高采收率的影响4 (5)国内油田形成的聚合物驱主要技术 (7)一类油层聚合物驱油技术 (7)二类油层聚合物驱技术 (9)聚合物驱油技术应用效果 (10)大庆油田北一区断西聚合物驱油工业性矿场试验效果 (10)胜坨油田高温高盐油藏有机交联聚合物驱试注试验12 (12)大港油田港西五区一断块聚合物驱油试验效果 (14)参考文献 (15)聚合物溶液种类及性质驱油用的聚合物有下面几种,黄胞胶(天然),聚丙烯酰胺(PAM),梳形抗盐聚合物,疏水缔合聚合物等等1。
黄胞胶是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单胞多糖,具有良好的增粘性、假塑性、颗粒稳定性。
由于其凝胶强度较弱,不耐长期冲刷,以及弹性差、残余阻力系数小,现场试验驱油效果不好,还容易发生生物降解作用,因此调剖和三次采油现在不怎么样用,有待于进一步改善。
聚丙烯酰胺是丙烯酰胺(AM)及其衍生物的均聚和共聚物的统称。
产品有三种形式,水溶液胶体、粉状及胶乳,并可以有阴离子、阳离子和非离子等类型(油田一般用粉状阴离子型产品,再者是非离子,阳离子正在发展)。
具有双键和酰胺基官能团,具有烯烃的聚合性能以及酰胺结构的性能。
具有水解、霍夫曼降解、交联等反应属性。
聚合物溶液应用过程中会发生氧化降解、自发水解、铁离子促进降解等化学反应,以及机械剪切降解和生物降解作用。
经试验证明,粘度对聚合物相对分子质量、水解度、浓度、温度、水质矿化度、流速有很多依赖性,基本上相对分子质量越高,水解度越小,浓度越大,温度越低,水质矿化度越小,流速越小,其粘度就越大。
聚合物溶液在孔隙介质中流动特性有絮凝、粘弹等特性。
聚丙烯酰胺的絮凝作用具有电荷中和和吸附絮凝两大因素,能降低聚合物在水中的有效浓度和粘度。
通过稳态剪切流动和稳态剪切流动实验,证明了聚合物具有粘弹性,一定条件下随流速增加而发展,粘弹效应是聚合物溶液提高微观驱油效率重要机理。
数值模拟技术在聚合物驱油过程中跟踪调整应用

(9 5 ; 1 7 ) 对数 值 方 法 研 究 的 主 要 贡 献 者 有 : h l S e—
d n,S o e和 F gn,M a Do aa o tn ai e n l ,Bli ar和 W en i—
a g等等 。进 入 2 u ] 0世 纪 7 0年 代 后 , 藏 数 值 油
模 型 的 研 究 , 要 贡 献 者 有 : o s( 9 9 , c l 主 C at 1 6 ) Meu—
l c ( 9 9 , e v r 1 7 ), n o a和 M o se o h 1 6 ) W a e ( 9 2 Da d n r s
场试 验 , 9 3年大 庆 油 田北 一 区断 西开 展 聚 合 物 19
模 拟 发 展 较 快 , 现 了 } 驱 、 学 驱 、 氧 化 碳 出 昆相 化 二
驱 、 汽驱 、 水 驱 、 蒸 热 火烧 油 层 驱 等 模 拟 方 法 。到 2 0世 纪 9 0年 代 , 藏 数 值 模 拟 向大 型 化 、 合 油 综
化、 自适 应 化 方 向 发 展 , VI , c p e w o k 如 P E l s, r— i聚合 物 驱油技 术也 成 源自大 庆油 田持续 高产 稳产 的
重要 技 术措施 _ 。 5 ] 在 聚合 物驱 的开 发过 程 中 , 聚合 物 驱 方 案 跟 踪 调整 、 施井 的 选井 选 层 以及 预测 评 价 不 同 聚 措 合 物注 入参 数 聚合 物 驱 的开 发 效 果 , 往 依靠 区 往 块 管理 人 员 的经 验来 分析 判 断 。数 值模 拟技 术则 可 以提 供 一种有 效 可行 、 科学 的判 断方 法 , 决 以 解 往动 态 区块管 理人 员难 于分 析判 断措施 井 的选 井 选层 , 以及 预测 不 同注 入 参数 评 价 聚合 物 驱 开 发 效 果 的实际情 况 , 为进 一步 挖掘 聚合 物驱 剩余 油 , 提 高聚合 物 驱采 收 率 , 现 聚 合 物 驱开 发 调 整 科 实 学 化奠 定基 础 。
聚合物驱提高采收率的技术及应用

聚合物驱提高采收率的技术及其应用聚合物驱是一种比较有效的提高原油采收率的三次采油方法。
综述了聚合物驱技术在国内外的应用和研究进展,分析了聚合物驱的驱油机理。
介绍聚合物驱油的的方法以及在现实生产过程中的应用。
石油是重要的能源化工原料,有“工业血液”之称,随着国民经济的高速发展,要求石油工业提供越来越多的石油产品。
世界各国为了满足国民经济发展对石油产量的需求,一方面加强勘探寻找新储量,一方面努力提高已开发油田的采收率,积极进行3次采油的探索与应用。
通过注入驱油剂来开采油层的残余油为强化采油(Enhanced oilRecovery,简称EOR或Improved oilRecovery,简称IOR),又称3次采油(Tertiary oil Recovery),可使采收率提高到80% ~85%。
聚合物驱就是一种比较有效的提高原油采收率的3次采油方法,它能在常规水驱开采后期,使油藏采收率再提高8%左右,相当于增加四分之一的石油可采储量。
我国对聚合物驱提高油田采收率技术极为重视,投入了大量的人力、物力进行理论技术攻关和现场试验,并取得了丰硕的成果。
特别是“七五”“八五”“九五”科技攻关及国家973项目的研究,大大促进了聚合物驱油技术的发展。
自1996年聚合物在大庆、胜利、大港等油田大规模推广应用以来,形成了1000×104t的生产规模,为国家原油产量保持稳中有升发挥了关键的作用。
以大庆油田为例,截止到2003年12月,已投入聚合物驱工业化区块27个,面积321.36km2,动用地质储量5.367×108t,投入聚合物的油水井5603口,累积注入聚合物干粉46.89×104t,累积产油6771.89×104t,累积增油2709.67×104t。
2003年,工业化聚合物驱全年产油1044.4×104t。
大庆油田聚合物驱提高采收率以其规模之大,技术含量高,居世界领先地位,创造了巨大的经济效益。
高浓度聚合物驱油矿场应用效果研究

高浓度聚合物驱油矿场应用效果研究摘要:根据聚合物驱油原理,在室内开展了天然及人造非均质岩心驱油物理模拟实验研究,分析了聚合物浓度、聚用量、段塞组合等各项性能指标对聚驱采收率的影响,并总结了高浓度驱注采动态变化规律和见效特点,依据室内物模预测中心井提高采收率22.89%,较常规浓度多提高12.32%。
关键词:高浓度动态特点效果与预测1 室内高浓度驱油实验规律1.1不同注聚阶段注高浓聚合物均比常规聚驱大幅度提高采收率研究表明,不同时期转注高浓度聚合物驱,其采收率比水驱提高22.86-27.61%,提高采收率幅度接近或超过三元复合驱的水平;转注高浓度聚合物驱的时期越早,采收率提高值越大。
图1 浓度与采收率关系曲线图2 浓度与含水率关系曲线1.2聚合物用量越高,提高采收率幅度越大实验结果表明,随着聚合物用量的增加,聚合物驱提高采收率不断增加,但增加幅度有变缓的趋势。
图3 聚合物用量与提高采收率关系曲线图4 视吸水指数变化对比曲线2 高浓度驱油矿场应用效果研究2.1区块基本概况南一区东块位于萨中开发区南部,在东7排和南1-3排之间,东临东部油水过渡带,西至126#断层,实施高浓度驱的1#站靠近中3排水井排,含油面积2.0Km2,开采目的层葡Ι1-4,共有油水井27口,其中注入井14口,开采目的层葡Ι1-4,平均单井射开砂岩厚度13.2m,有效厚度10.0m,平均渗透率0.625μm2,含水饱和度50.29%,注聚前采出程度40.17%,设开层孔隙体积487.64×104m3,地质储量283.51×104t。
采出井全部见效,见效高峰期含水最多下降24.42%,最高增油倍数3.81,含水在80%以下已达26个月,已累计产油23.4×104t,累计增油19.7×104t,阶段提高采收率8.96%。
2.2高浓度驱动态特点(1)注入压力上升幅度大,吸水指数下降快。
与注聚前对比高浓度注入井注入压力由 6.03MPa上升到12.16MPa,上升了101.7%,视吸水指数由21.1m3/d.MPa下降到8.62m3/d.MPa,下降了59.2%;分别高于常规注聚井1.6%、12.7%(见图4)。
聚合物驱油技术

聚合物驱油技术聚合物驱是一种提高采收率的方法,聚合物驱是注入水中加入少量水溶性高分子聚合物,通过增加水相粘度和降低水相渗透率来改善流度比,提高波及系数,从而提高原油的采油率。
在宏观上,它主要靠增加驱替液粘度,降低驱替液和被驱替液的流度比,从而扩大波及体积;在微观上,聚合物由于其固有的粘弹性,在流动过程中产生对油膜或油滴的拉伸作用,增加了携带力,提高了微观洗油效率。
从20世纪60年代至今,全世界有200多个油田或区块进行了聚合物驱的试验。
水驱的采收率一般为40%左右,通过聚合物驱采收率为50%左右,比水驱提高10%。
国内外在研究聚合物驱油理论与技术方面取得了大量的成果,我国在大庆油田,胜利油田和大港油田都应用了聚合物驱油并取得良好的效益。
目前,我国的大型油田,如大庆油田、胜利油田等东部油田都已进入开发末期,产量都有不同程度的递减,而新增储量又增加越来越缓慢,并且勘探成本和难度也越来越大,因此控制含水,稳定目前原油产量,最大程度的提高最终采收率,经济合理的予以利用和开发,对整个石油工业有着举足轻重的作用,而三次采油技术是目前为止能够达到这一要求的技术,国家也十分重视三次采油技术的发展情况,在“七五”、“八五”和“九五”国家重点科技攻关项目中,既重视了室内研究,又安排了现场试验,使得我国的三次采油技术达到了世界领先水平。
目前的三次采油技术中,化学驱技术占有最重要的位置,化学驱中又以聚合物驱技术最为成熟有效。
聚合物驱机理就是在注入水中加入高分子聚合物,增加驱替相粘度,调整吸水剖面,增大驱替相波及体积,从而提高最终采收率。
我国油田主要分布在陆相沉积盆地,以河流三角洲沉积体系为主,储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积复杂,油藏非均质性严重,而且原油粘度高,比较适合聚合物驱。
对全国25个主力油田资料的研究表明,平均最终水驱波及系数0.693,驱油效率0.531,预测全国油田水驱采收率仅仅为34.2%,剩余石油储量百亿吨。
高浓聚合物驱提高采收率方法实验研究

高浓聚合物驱提高采收率方法实验研究【摘要】在油田开发的过程中,聚合物驱是发展较早的提高采收率的方法,目前油田中所使用的聚驱方法较多,大部分在驱后仍有很大部分的原油残留于油田中。
为了提高聚合物驱的采收效果,实际采油过程中可以使用的方法较多,本文简单介绍高浓度聚合物驱提高采收率的有关实验,供广大油田开发者参考。
【关键词】高浓度聚合物驱提高采收率实验研究根据我国的地形特点,目前大多数的油田都位于大陆的沉积地层,这种地质特点决定了油田中的油层具有明显的非均质性,在油田开发的后期,井内的含水量增加极为迅速,这些都会导致驱油过程中聚合物的窜流,从而影响油田整体的采收效果,为了保证油田的采收效率,研究高效的采收方法十分必要。
1 实验研究1.1 物理模型利用高浓度聚合物驱提高采收效率的实验,需要模仿出实际油田中的非均值采油现场,所采用的物理模型选择非均质的岩心管并联,分别对岩心的产出液进行计量。
1.2 实验条件实验过程所采用的原油为脱水原油,实验用水为配置的模拟油田地层水(水型为CaCl2,水质内的总矿化度为20742mg/L),实验室温度为模拟地层温度(60℃)。
1.3 实验程序(1)将模型研磨之后装入岩心夹持的装置内,抽空其内部3小时后注入饱和盐水,并测量其孔隙度的大小。
(2)对经过饱和程序的模型进行恒温处理,恒温时间为12小时,测量其渗透率。
(3)以水进行驱油至模型出口含水在98%以上,即水驱过程结束。
(4)以不同的方案对各模型进行驱油程序,到模型不再出油为止,对整个出油结果进行监控。
2 实验结果及分析进行的探究实验需要以实际的油田采油过程为基础,油田中的油层具有非均质、高温等特点,实验所采用的模型基本能模拟整个地底的采油情况。
在整个驱油过程中采油率受到地层水的矿化度、注入水的矿化度、原油的粘度、注入聚合物的参数等影响,本次实验探究主要研究注入高浓度聚合物驱的相关参数对采油率的影响,实验过程中采用控制变量的方法,对有关的实验结果分析如下:2.1 高浓度聚合物的注入时间对采油率的影响驱油过程经过水驱之后,需要在合适的实际将普通聚合物驱转化为高浓度聚合物驱进行驱油,岩心驱油的实验探究在5个时机注入高浓度聚合物进行驱油的最终采油效果,这5个时间分别是水驱技术后(聚驱前期)、普通聚驱后含水率首次降至80%上下时(聚驱中前期)、普通聚驱后含水率降至最低时(聚驱中期)、普通聚驱后含水率再次升至80%上下时(聚驱中后期)、普通聚驱含水率达98%时(聚驱后期)。
聚合物驱油微观渗流机理数值模拟研究

性在挤压碰撞过程中,增大驱替液对残余油的波及体积,使原先 不 能 流 动 的 油 流 动。 其 研 究 成 果 可 进 一 步 完 善 聚 合
物驱油微观渗流理论。
关键词: 黏弹性; 聚合物; 数值模拟; 微孔道; 渗流机理
中图分类号: TE319
文 献 标 志 码 :A
doi:10.3969/ji.ssn.1006-396X.2018.04.008
随着聚合物驱 的 广 泛 应 用,对 于 聚 合 物 驱 的 研 究也更加深入。聚 合 物 是 一 种 非 牛 顿 流 体,在 宏 观
上可以增加波及体 积,使 残 余 油 能 被 聚 合 物 溶 液 带 走;微观上其特有的黏弹 性 有 利 于 原 油 的 驱 替 。 [7-11] 本文主要使用数值模拟方法研究聚合物驱替油滴时 的变化状态,从而能 够 更 直 观 地 认 识 到 聚 合 物 驱 油 时是怎样扩大波及 体 积 的,以 及 黏 弹 性 是 怎 样 在 驱 油时发挥作用的。
聚合物驱油是 提 高 原 油 采 收 率 的 重 要 技 术,现 已广泛应用于砂岩 油 藏,并 且 水 驱 之 后 进 行 聚 驱 还 可以 提 高 13% 的 原 油 采 收 率[1-3],取 得 了 显 著 的 经 济 效 益 。 自 2002 年 开 展 聚 合 物 驱 油 技 术 以 来 ,聚 驱 产 量 每 年 超 过1×107t。在 “十 二 五 ”规 划 期 间 ,大 庆 油田原油产量 达 4×107t,聚 合 物 驱 油 技 术 在 其 中 起到了重要的作用,保 证 了 我 国 的 石 油 产 量 长 期 稳 定 。 [4-6]
文 章 编 号 :1006-396X(2018)04-0042-04
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2 .C h e n g d e P e t r o l e u m C o l l e g e , C h e n g d e 0 6 7 0 0 0, H e b e i , C h i n a )
Abs t r a c t: T h e p a p e r ma k e s u s e o f t h e h i g h p o l y me r lo f o d i n g t e c h n o l o g y t o r e s e a r c h t h e o i l r e c o v e r y, a d o p t s t h e di f f e r e n t s l u g c o mp o s i t i o n e x pe r i me n t b y c h a n g i n g di f f e r e n t p o l y me r a nd i t s c o n c e n t r a t i o n, Nhomakorabeaj
_-.
同 浓 度 聚 合 物 驱 油 技 术 的 数 值 模 拟 实 现 及 应 用
Ej
蒋 楠 王 学 军
( 1 . 渤 海石 油装备 承德 石 油机械 有 限公 司 , 河 北 承德
2 .承德 石油 高等 专科 学校 , 河北 承 德
0 6 7 0 0 0 ;
0 6 7 0 0 0 )
J I A N G N a n , WA N G Xu e — j u n
( 1 . Bo h a i S e a 0 i l E q u i p me n t C h e n g d e P e t r o l e u m Ma c h i n e r y C o .,L T D, C h e n g d e 0 6 7 0 0 0,He b e i ,C h i n a ;
替出, 如 何提 高油 田的产量 和延 长油 田的寿命 , 最 大程 度 地 提 高油 田采 收率 , 已成 为 当前 重 要 的研 究 课 题 。经过 油 田的生 产试 验 和相关 研究 , 发 现 聚合物 溶 液具 有 很 好 的黏 弹 效 应 , 能 够扩 大 波及 体 积 , 提 高
微观 洗油 效率 , 尤 其是 通过 高浓 度聚 合物 不 同的段 塞组 合及 注入 时机 的选 择 , 形 成一 种新 的提 高 非均 质
Re a l i z a t i o n a n d App l i c a t i o n o f Nu me r i c a l S i m ul a t i o n o f Hi g h Po l y me r Fl o o d i n g Te c hno l o g y
摘 要 :利 用 高 浓 度 聚 合 物 驱 油 技 术 对 石 油采 收 率 进 行 研 究 , 通 过改 变不 同聚合物及 其浓度 , 采 用 不 同 的 段 塞
组合方式进 行实验 , 利 用 数 值 模 拟 的 方式 直 观 、 有效地得 到实验结果 , 并最 终得到最 佳组合 方案 , 达 到 提 高 石
I SSN 1 O08. 9446
承 德 石 油 高 等 专 科 学 校 学 报 第 1 5 卷 第 5期 ,2 0 1 3年 1 0 月
J o u r n a l o f C h e n g d e P e t r o l e u m C o l l e g e Vo 1 . 1 5, No . 5, O c t .2 0 1 3
严重 、 高 渗透 的油 藏原 油采 收 率 方法 , 可 进一 步 提 高 油 田的 经 济效 益 。根 据 不 同段 塞 聚合 物驱 油 的特 性, 将 产 生相应 的结果 , 通过 计算 机数 值模 拟 的方法 对 其 进行 描 述 , 可 最 终得 到 提 高 原油 采 收率 的最 佳 方案。
c o mbi na t i o n s c h e me t o a c h i e v i n g t h e pu r p o s e o f e n h a n c e d o i l r e c o v e r y .
Ke y wo r d s: h i g h c o n c e n t r a t i o n p o l y me r ;f l o o d i n g t e c h n o l o g y;ma t h e ma t i c a l mo de l ;n u me r i c a l s i mu -
o bt a i n s t he e x pe r i me n t a l r e s u l t s o f n u me r i c a l s i mu l a t i o n me t ho d e f f e c t i v e l y, a n d f i n a l l y g e t s t he b e s t
油 采 收 率 的 目的 。
关键词 : 高 浓度 聚 合 物 ; 驱 油技 术 ; 数学模型 ; 数值 模 拟
中 图分 类 号 : T E 3 5 7 . 4 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 8 - 9 4 4 6 ( 2 0 1 3 ) 0 5 - 0 0 1 3 - 0 4
1 a t i o n
目前 , 很 多油 田都 已进 入 注水开 发后 期 阶段 , 由于地 层 的非均 质性 和油 水性 质 的本身 差异 将 导致 储
层 内 留有 大量 的剩 余 油 , 这 些存 在 于地层 中的剩余 油 , 在 中、 高 含水 期 阶段 用水 驱 的常 规方 法 已很 难 驱