粘弹性聚合物驱油的数学模型

  本文关键词：粘弹性聚合物驱油的数学模型，由笔耕文化传播整理发布。

清华大学学报(自然科学版)2006年第46卷第6期

CN11-2223/NJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2006,Vol.46,No.635/37

882-885

粘弹性聚合物驱油的数学模型

陈　国,　赵　刚,　马远乐

(清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084)

摘　要:为了研究粘弹性聚合物驱油规律,建立了粘弹性聚合物驱油数学模型。从弹性效应和粘性效应两个方面描述聚合物驱油机理。聚合物弹性能够降低残余油饱和度,聚合物粘性改善油水流度比,扩大波及体积。该模型能够模拟聚合物驱油具有的提高微观驱油效率和流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等一系列物化现象。利用该模型拟合了实验室聚合物岩心驱油过程。数值模拟结果与实际岩心驱油过程基本一致,表明该模型可以进行聚合物驱油的机理研究、实际应用可行性研究、矿场方案优选和开发效果预测。

关键词:三次采油;聚合物驱油;粘弹性;数值模拟;数学

模型

中图分类号:

TE319

文章编号:1000-0054(2006)06-0882-04

文献标识码:

A

聚合物溶液具有粘弹性,在驱油过程中,其粘性能够改善油水流度比,扩大宏观波及效率;而靠其弹性能够携带水驱无法驱动的残余油,降低残余油饱和度,提高微观驱油效率[1]。

目前,国内外所有的聚合物驱油数学模型对聚合物驱油机理的描述仅考虑了聚合物驱替液的粘性提高宏观波及效率,不具备聚合物溶液的弹性能够提高微观驱油效率模拟功能。现有的数学模型在机理描述方面已经满足不了油田生产的实际需要。本文根据近年来大庆油田聚合物粘弹性驱油理论研究成果,建立了粘弹性聚合物驱油数学模型。该模型能够模拟聚合物的粘性和弹性驱油效应,满足油田聚合物驱油实际应用。

1　基本数学方程系统

Mathematicalmodelofenhancedoil

recoveryforviscous-elastic

polymerflooding

CHENGuo,ZHAOGang,MAYuanle(InstituteofNuclearandNewEnergyTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)

Abstract:Amathematicalmodelofviscous-elasticpolymerflooding

wasdevelopedtostudyenhancedoilrecoverymechanismsandtoforecastoilexploitationperformance.Themodelsimulatesboththeelasticityeffectandtheviscositymobilitycontroleffect.Polymerelasticitycanreduceresidualoilsaturation,whilepolymerviscositywillimprovethemobilityratiobetweentheoleicandaqueousphases,whichwillexpandthevolumetricsweepefficiency.Themainprocessmechanismsincludeincreasingthedisplacementefficiencyandmobilitycontrol.Themodelincorporatesvariousphysicochemical

phenomena

such

as

convection,

dispersion,

diffusion,andadsorption.Simulationsofknowncorefloodingdatashowthatthemodelcansimulateviscous-elasticpolymerfloodingmechanismsforuseinfeasibilityevaluations,pilotplanoptimization,andperformancepredictionsforviscous-elasticpolymerenhancedoilrecovery.

Keywords:enhancedoilrecovery;polymerflooding;viscosityand

elasticity;reservoirnumericalsimulation;mathematical

1.1　基本假设

作如下假设:油藏等温;固相不流动;Fick弥散;理想混合;流体渗流满足Darcy定律;聚合物以及各种离子存在于水相中。1.2　物质守恒方程

应用Darcy定律给出以第i种物质组份总浓度~Ci形式表达的i种物质组份的物质守恒方程[2,3]为

~

(OCidi)+divLt

n

∑d(Cu

k

ill

l=1

p

-~Dil)=Qi.(1)

式中:~Ci是第i种物质组份的总浓度;Cil是l相中

~第i种物质组份的浓度;di是组份的密度;Dil是Fick弥散项,下标l表示第l相;O是孔隙度;Qi是源汇项;np是相数。

收稿日期:2005-06-28

作者简介:陈国(1968-),男(汉),黑龙江,高级工程师,博士研究

生。

通讯联系人:赵刚,副研究员。

E-:

  本文关键词：粘弹性聚合物驱油的数学模型，，由笔耕文化传播整理发布。