化学驱数值模拟.ppt

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1、2006年4月13日李建芳油藏数值模拟原理化学驱数值模拟1化学驱发展概况、技术进展和发展前景复合化学驱驱油机理和物化现象数学模型及模拟软件化学驱模型与黑油模型的比较主要物化现象及物化参数描述三、化学驱模型2发展概况、技术进展和发展前景我国陆上各油区大都处于高含水期开采阶段，稳产难度越来越大。后备资源不足，储采矛盾逐年加大:当年增加的可采储量始终小于当年的产油量，后备资源量不断下降，储采矛盾逐年加大综合含水逐年升高，主力油区已进入注水开发后期，依靠现有生产技术已很难保持稳产新探明储量的动用程度不高，开发难度大急需发展和应用提高采收率

2、方法油田开发现状和问题：31999年完成的全国17个油区进行潜力评价工作，评价结果表明，我国油田提高采收率的潜力很大。在现有技术条件下，可增加可采储量11.8×108t，相当于可提高采收率11%以上发展概况、技术进展和发展前景提高采收率方法是保持各油区产量稳定的重要措施聚合物驱已在我国工业化应用，可提高采收率10%，年产油达1000万吨复合化学驱，做为一种高效率的提高采收率方法，在一定的油藏条件下，能够大幅度地提高原油采收率，室内和矿场试验提高采收率20%以上。复合化学驱研究和应用取得了重大突破，成为我国最为重要的潜在的三采技术储

3、备。4引言复合化学驱驱油机理和物化现象降低界面张力驱油机理流度控制作用降低昂贵化学剂的吸附损失（A）碱+原油中酸性物表面活性物质A+S+P多元化学剂复合协同效应碱对酸性原油的多次萃取聚合物降低驱替液的流度含盐量降低聚合物的粘度碱引起聚合物的进一步水解乳化夹带、乳化捕集、乳化聚并5质量传递（对流、扩散、液-液、固-液、化学反应）复合协同效应及界面张力的降低各种化学剂的损耗：碱耗、化学剂吸附滞留等残余饱和度的降低多相相对渗透率化学剂的扩散和稀释聚合物溶液特性离子交换含盐量及其变化的影响等乳状液的形成及流动特性沉淀、结垢复合化学驱驱油机

4、理和物化现象引言6数学模型及模拟软件以黑油模型为基础的化学驱数学模型：NHANCE--美国SSI:简化机理ISLAM--加拿大提高采收率研究所：简化机理VIP-POLYMER--美国：聚合物驱模型以组份模型为基础的化学驱数学模型：UTCHEM--TEXAS大学:考虑复杂机理，教学模型SCORPIO--英国原子能研究所：聚合物驱模型ASP--中国石油勘探开发研究院：复合驱模型7ASP软件的数学模型对流项——j相密度——相浓度，表示i组份在j相中的浓度——达西速度扩散项累积项产量项累积项包括流体组分在孔隙中的质量聚集和由吸附/滞留等引

5、起的在岩石中的质量损失源汇项包括注入/产出和化学反应等引起的质量增加或减少8计算流程9化学驱模型与黑油模型的比较现象黑油模型化学驱模型相油、水、气油、水（或化学相）组份有多少个相就有多少个组份5~3０相态PVT大量复杂的计算吸附不考虑表活剂与聚合物的吸附界面张力计算为常数大量复杂的计算毛管数的变化不考虑10-7考虑10-7~101粘度水相粘度为常数，油与气的粘度随压力而改变流变性、含盐量、交联调剖离子交换不考虑表活剂、粘土与钠及钙离子交换生成表活剂不考虑考虑求解方法全隐IMPES方法10主要物化现象及物化参数描述界面张力随化学剂浓

6、度的变化：为了真正体现多种化学剂的复合协同效应，采用实测的界面张力等值图进行描述，对于给定的原油和配置水矿化度，界面张力主要随碱、表面活性剂、聚合物浓度变化：通过各化学剂浓度可获得对应的界面张力11物化现象及参数描述碱多次萃取引起的界面张力变化主要考虑碱对酸性原油多次萃取引起的界面张力的进一步降低，其降低幅度与碱浓度、与新原油接触萃取次数有关，通常主要发生在驱替前缘与新鲜原油接触的区带。根据实验结果，该降低幅度可达1各数量级以上（该现象是有利于驱油的因素）。模型中可根据实验资料考虑此现象引起的界面张力的降低，也可进行如下简化考虑：

7、即在驱替前缘某一碱浓度范围内，由于碱多次萃取，使得该范围内的界面张力比正常计算值低（其幅度由实验确定）。12物化现象及参数描述聚合物的加入引起的界面张力变化主要考虑聚合物的加入引起的ASP体系与原油间的界面张力升高情况。通常聚合物浓度越高，越易发生该现象（该现象是不利于驱油的因素）。可根据实验结果进行如下改进：在聚合物浓度大于某值后，使正常计算出的AS体系界面张力随聚合物浓度的增加而增加，幅度由实验资料确定：13物化现象及参数描述残余饱和度和相对渗透率残余饱和度各相残余饱和度与毛管数有关，毛管数定义:通过实验可测得不同Nc下的残余

8、饱和度值各相相对渗透率14物化现象及参数描述物化现象及参数描述碱耗影响因素较多，且较复杂，模型用一些简化处理，通过化学反应项给予描述。溶液中与岩石表面的的离子交换引起的快速碱耗r1原油中酸性物质引起的碱耗r2实验给出不同酸、碱浓度下的碱耗曲线岩石溶