高温泡沫驱油技术发展和有效应用

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1、高温泡沫驱油技术发展和有效应用　　摘要：我们在高温泡沫驱油技术的作用原理之上进行了深度的考证，由此建立一种高温泡沫驱油的数学模型。这种数学模型充分缓和了弥散和对流的两种情况。对于这种数学模型进行数值求解的整个过程，模型采用的求解方式是适应隐式。利用这个模型结合参数的输入可以计算出驱油的效果数据。通过大量的实例证明：泡沫浓度的不断增加，原油的产量可以稳步的上升，通过计算得到最佳的注入浓度为0.6wt%。关键词：高温泡沫驱油技术发展应用蒸汽驱动，是一种蒸汽热力的开采方式。这种开采方式已经证明了开采稠油的有效运行方式，但是由于蒸汽的粘度和密

2、度值都非常的低，所以很容易出现超覆现象影响采油产量。在技术方面，为了更好的改善热力采油的过程中出现的多种问题，于是就诞生了现在的——高温泡沫驱油技术。本文对高温泡沫驱油技术的研究基础上，建立了文中提到的高温泡沫数学模型，利用数值模拟的方法就可以对模型所有数据进行解答。一、组成和形态6在国外Rosen专家发表的一篇关于“高温泡沫剂”的论文中详细阐述了高温泡沫驱油技术的组成和形态。从他的论文中我们了解到，不一样的表面活性剂因为分子结构的不一样，那么在液膜中和水的相互作用以及排列顺序都市不一样的，因此影响到液膜的厚度和粘度。就会使得泡沫出现

3、非常不稳定的现象。表面活性剂是一种两亲性的物质，也就是说分子的一端具有很好的亲油性质，另一端则具有非常好的亲水性质。在容易让中分子就会以定量的取向附着在气和液的表面上，亲水的一端就会飞向空气。分子上的亲水和亲油两种性质对高温性、起泡性和稳定性等直接决定了高温泡沫驱油技术的性质。泡沫剂按照分子的结构可以列举以下几点：泡沫剂具有非常低的平衡表面的张力；有非常大的表面吸附量，也有非常高的粘度；平衡表面的张力速度正好符合设计的要求，速率适中；液膜的两边可以很好的排斥掉电性。二、数学模型1.高温泡沫驱油技术的过程涉及到非常多的物理化学的现象。驱

4、油数学模型的建立基础是在热力采油方面，是一种多项多组分的模型。我们从能量守恒的方程式进行分析。在上述公式中，就表示的是密度，表示的是油藏绝对的渗透率，xIJ表示的是在I组中在J相的摩尔分率，表示的是流体的粘度，P表示的是油藏的压力，PC表示的是毛细管的压力，表示的是计算中的比重，表示的是孔隙度，q表示的是源汇项，S表示的是饱和度，I就是组分的类型，6就是I分组中在第k个化学反映中所生成的系数，代表的是在I分组中第k个化学反应中的损耗系数，rk就是在第k个反应时的速度效率。。在这个公式中，就是热降解服的速度常数，它是温度和溶液PH值的函

5、数，主要的表现方程式是：在这个方程式中，C1和C2都是很好的参考T2下的实验常数，Ea则是表示活化能。2.数学模型的求解方法和验证。在高温泡沫的影响下，气相相对的渗透率非线性作用是非常强的，数值在计算的过程中非常容易发散，所以说在求解的时候自动采用适应隐式方程进行解答。比如说在井点网格和基本变量之间的变化就会运用较大的网格全隐式方法处理，但是在变化很小的网格中我们采用IMPES的方法进行处理。这种方法很好的保证了算法的稳定性能，也降低了计算方法的工作量，有效的提高了计算的速度。为了验证高温泡沫驱油数学模型的准确性，我们采用数学模型建立

6、一个特定的油藏模型，在油藏模型中我们设定油藏前两年使用的采油技术是水驱动，从第三年开始在蒸汽驱动中注入浓度为1.0%的泡沫溶液，然后继续生产1000天。我们把这个模型的计算结果和CMG数值模拟软件计算的结果进行了分析对比，我们得出一个结论：数学模型计算的结果和CMG计算的结果是一样的。说明高温泡沫驱油模型的科学合理性和计算方法的安全正确性。6三、模型的应用和影响因素1.泡沫浓度对于泡沫作用的影响。从结果我们可以看到，没有泡沫注入的驱动方式，就是蒸汽驱动的方式下，原油和蒸汽流度的差异值会很大，直接影响了原油产量的数量很低。但是我们注入泡

7、沫之后，从图表的信息可以明显的看到气相相对的渗透率有了改善，然后就影响了蒸汽波的系数也在不断的增加，而且极大的降低了油水界面的张力，使得泡沫波影响区域的残余油量正在不断的缩减，利用这样的方法提高了原油的生产量。但是因为泡沫浓度不一样，也影响了原油的生产量。我们从图表中可以看出，当泡沫浓度较低的时候，随着浓度的增加，原油的生产量速率也非常快。当泡沫浓度大于0.5wt%的时候，随着浓度的增加，原油的增长率逐渐趋于平缓。2.注入时间对于泡沫作用的影响。油藏含油的饱和程度直接影响泡沫的作用效果，所以说泡沫注入的时间把握非常的关键。为了很好的探

8、究和分析泡沫注入的时间对采油效果的影响，我们分别计算了180天、360天、540天和720天的蒸汽驱动的生产量，然后我们在180天的时候再加入泡沫继续生产，一直到驱替的结束。我们从下图中可以看到，随着活性剂段塞的注入，原