微生物驱油数学模型及数值模拟研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文微生物驱油数学模型及数值模拟研究姓名：王昌伟申请学位级别：硕士专业：油气田开发工程指导教师：雷光伦20090401摘要经过多年的注水开采，世界范围内的大部分油田面临着含水高、储采比低的严峻形势，为了提高采收率，人们对三次采油技术越来越重视。微生物驱油技术以其成本低、适应性强、作业简单、对地层无伤害和无环境污染等优势，被认为是一种具有较好潜力的提高采收率方法。本文根据微生物的生长特性和驱油过程中与岩石和流体作用特点，建立了微生物驱油过程中的生长方程和岩石、流体的物性变化方程；根据物质守恒原理建

2、立了微生物及其代谢产物的运移扩散方程；在考虑微生物作用下油水渗流特性基础上建立了比较完善的微生物驱油数学模型。将建立的微生物驱油数学模型进行时间和空间上的离散把偏微分方程转化成有限差分方程组，利用隐压显饱法求出压力和饱和度的大小，然后根据水相饱和度大小隐式得到微生物和营养液的浓度分布。根据上述方法编制了微生物驱油数值模拟软件，该软件基本实现了微生物驱油过程的数值模拟计算，为微生物采油提供了一种有效的模拟方法。以大庆油田萨南过渡带微生物试验区为例，用编制的微生物驱油数值模拟软件对实施方案进行了设计；用J下交试验方法计算得到的

3、优化方案是微生物注入浓度106个／ml，营养液浓度为0．4％，注入段塞为0．3PV；数值模拟预测表明，该方案微生物驱可增油12．19x104t，提高采收率5．67％。关键词：微生物驱油，数学模型，求解方法，软件设计，最优方案ResearchontheMathematicalModeIandNumericaiSimulationofMicrobialFloodingWangChangwei(Oil&GasFieldDevelopmentEngineering)DirectedbyProf．LeiGuanglunAbstrac

4、tAfterexploitationofwaterinjectionmanyyears，mostoftheoilfieldsintheworldarcconfrontingwithhighwaterratioandlowR／Pratioausterecircumstances．Inordertoimproverecovery,peopletakeEORmoreseriously．Microbialenhancedoilrecovery(MEOR)isconsideredashaving900dpotentialmethod

5、forit’Sadvantages，suchaslowcosLhighadaptability,simpleoperation，non-pollutionandnonformationdamage．Inthispaper,accordingtothegrowthkineticsofmicrobialandactivities幻rocksandliquids，theequationsofmicrobialgrowthandpropertiesofliquidsandrockschanginghavebeendeveloped

6、．Accordingtothelawofconservationofmatter,theequationsdescribemicrobialandmetabolitestransportanddiffusionhavebeendeveloped．Basedonthechangeofoilandwaterpermeabilityresistancebeforeandaftermicrobial．themodelofMEORhasalsoprovided．Putthepartialdifferentialequationsin

7、tofinitedifferenceequationsbyscatteringthemodelofMEORontimeandspace，usingtheimplicitpressure-explicitsaturation(IMPES)tocalculatethepressureandsaturation,thenaccordingtOthesizeofthewatersaturationtogettheconcentrationdistributionofmicro-organismsandnutrientimplici

8、tly．Usingthismethod，thenumericalsimulationsoftwareofmicrobeenhanceoilrecoveryisdeveloped．Thesoftwarecanrunthenumericalsimulatecalculationbasicallyinthep