一种计算聚合物不可及孔隙体积的方法

由于聚合物分子是具有一定水力直径的分子团,在聚合物驱过程中无法进入一部分较小的孔隙,形成不可及孔隙体积(IPV)。聚合物不可及孔隙体积对于聚驱效果既有正面影响,也有负面影响,在聚驱注入参数设计和效果预测时,必须考虑IPV。该文介绍了一种应用聚合物分子回旋半径和储层微观孔隙结构参数计算聚合物不可及孔隙体积的方法,与实验结果吻合较好;同时给出了大庆喇嘛甸油田葡I组油层、萨Ⅱ—Ⅲ组油层以及杏南开发区葡I组油层的聚合物相对分子质量、油层渗透率与不可及孔隙体积的关系图版和关系式。利用此计算方法,可以得到任意聚合物相对分子质量在任意渗透率油层的不可及孔隙体积,该方法简便、准确,实用性强。

聚合物驱不可及孔隙体积对渗流规律的影响

聚合物溶液在多孔介质中流动存在不可及孔隙体积和吸附滞留现象,以往研究聚合物溶液在多孔介质中的渗流规律时,常忽略不可及孔隙体积的影响。为此,通过实验测定了聚合物驱不可及孔隙体积、聚合物溶液的流变性和在多孔介质中的有效粘度;通过建立考虑不可及孔隙体积的并联毛细管模型,分析不同渗透率岩心的不可及孔隙体积对聚合物溶液阻力系数、有效粘度、剪切速率和衰竭层效应的影响。结果表明,对聚合物累积质量曲线求导得到的不可及孔隙体积更准确;不可及孔隙体积会使聚合物溶液阻力系数和有效粘度降低,剪切速率和衰竭层厚度增加;岩心渗透率越小,不可及孔隙体积越大,对阻力系数、有效粘度、剪切速率和衰竭层厚度的计算误差越大。

不可及孔隙体积对聚合物段塞注入效果影响研究

通过室内实验与数值模拟方法研究了不可及孔隙体积对聚合物注入段塞效果影响。研究表明,对于不同渗透率地层,存在最优注入相对分子质量,且随着渗透率增加,最优相对分子质量逐渐增加;在将地层孔隙分为强水洗孔隙,油水混合孔隙与未水洗孔隙的前提下,针对地层孔隙内不同油水存在状态,应使用不同相对分子质量聚合物,以提高采收率;不可及孔隙体积存在最优值,不同时机转聚(孔隙内油水存在状态不同),最优不可及孔隙体积会发生变化,且转聚时间越晚,最优不可及孔隙体积越大,当含水率90%注聚时最优不可及孔隙体积为0.4,而含水率30%转聚时最优不可及孔隙体积为0.3。

考虑不可及孔隙体积的聚合物驱压力响应

聚合物溶液在地层中存在多种效应,采用以聚合物流变实验为基础,同时还考虑聚合物溶液在地层中存在扩散、对流和不可及孔隙体积作用的粘度模型,以此建立多因素影响下的聚合物驱试井解释模型,采用迭代法对非线性数学模型进行了数值求解,研制了典型曲线图版,典型曲线存在3个流动段。研究表明,考虑扩散、对流和不可及孔隙体积因素影响的典型曲线上翘幅度大于只考虑扩散和对流因素影响的典型曲线;不可及孔隙体积系数越大,曲线上翘幅度越大。

测定聚合物或交联聚合物不可及孔隙体积新方法

聚合物不可及孔隙体积(IPV)对聚合物驱波及系数的影响较大,为了尽可能从配方优选的角度减弱这一参数的负面影响,建立了一种测试IPV的新方法。该方法采用淀粉-碘化镉法测量通过岩心孔隙的聚合物浓度,结合质量守恒公式,直接计算聚合物对于岩心的IPV,并借助压汞数据所得的岩心孔隙半径与频率分布关系,推算出不可及孔隙极限半径。用该方法计算了部分水解聚丙烯酰胺和交联聚合物溶液的IPV与不可及孔隙极限半径,研究了岩心渗透率和交联剂浓度对这两个参数的影响。实验结果表明,随着岩心渗透率下降,聚合物溶液IPV逐渐增大;岩心渗透率相近时,交联剂浓度越高,不可及孔隙体积百分比越大。在渗透率较高的岩心中,交联聚合物的不可及孔隙极限半径随交联剂浓度增加而增大;在渗透率较低的岩心中,交联剂浓度对聚合物溶液的不可及孔隙极限半径几乎没有影响。该方法具有操作简便、结果可靠的特点,可以通过采集得到的露头岩心测量任意油层的IPV和不可及孔隙极限半径,并对聚合物或交联聚合物的配方优选提供数据支持。

新疆露头岩芯的不可及孔隙体积及相关性质

用新疆露头岩芯进行流动试验，测定了不同分子量的部分水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）在岩芯中的不可及孔隙体积（ＩＰＶ），探讨了在双模态多孔介质中提高采收率的途径。实验结果表明，分子量１３００万的ＨＰＡＭ，其ＩＰＶ值比分子量４００万的ＨＰＡＭ大１０％左右，进入岩芯后将沿大孔道窜流，很快流出岩芯。

不可及孔隙体积对聚合物溶液在多孔介质中流动的影响

不可及孔隙体积对开发井的见聚时间和注聚动态监测有直接影响,其随着聚合物溶液浓度的增加而大幅度降低,而且对聚合物驱提高采收率影响较为敏感。现有的ECLIPSE,CMG和VIP 3种商业化软件对不可及孔隙体积的处理方法各异,而且均未从定义出发,致使计算结果出现差异。为此,从不可及孔隙体积的定义出发,分析了不可及孔隙体积对聚合物突破时间和采收率的影响,以及3种商业化软件中存在差异的原因。研究结果表明,考虑不可及孔隙体积将会导致见聚时间提前,随着不可及孔隙体积的增加,见聚时间将会大幅度提前,与常规数值模拟结果相差较大。若不可及孔隙体积系数选取不当,将会对数值模拟结果造成较大影响,甚至会影响到后续作业的决策。因此,在现场预测中必须考虑不可及孔隙体积的影响,应该在多孔介质中的聚合物溶液流动数学模型中用有效聚合物孔隙度替换总孔隙度。

J油田吸附滞留和不可及孔隙体积实验研究

为定量描述吸附滞留孔隙体积和不可及孔隙体积在聚合物驱过程的变化情况,从而为渤海J油田聚合物驱方案优化提供重要依据,参照渤海J油田特征参数,依据相似原则开展了聚合物驱油以及产聚质量浓度测试实验研究。结果表明,聚合物质量浓度与吸光度具有较好的线性关系,能够较为可靠地用来计算产聚质量浓度;在聚合物相同质量浓度条件下,吸附滞留孔隙体积和不可及孔隙体积随岩心渗透率降低而增加;在驱替岩心渗透率相近的情况下,吸附滞留孔隙体积和不可及孔隙体积随注聚质量浓度增加而增加。渤海J油田吸附滞留孔隙体积为0.04～0.22 PV,不可及孔隙体积为0.12～0.22 PV。

聚合物驱剩余油微观分布的影响因素

对不同水淹程度的岩心进行了荧光分析 ,对比了不同水淹程度聚合物驱剩余油的形态特点 ,研究了不可及孔隙体积对聚合物驱的影响 .结果表明 :聚合物溶液降低了流度比 ,在宏观上起到扩大波及体积的作用 ;聚合物溶液黏弹性加大了其与油膜之间的摩擦力 ,提高了微观驱油效率 ;不同水淹程度产生不同特征的剩余油 ,盲端状剩余油受聚合物驱影响最大 ;聚合物驱剩余油分布受不可及孔隙体积倍数影响 。

低渗透油藏驱油用聚合物相对分子质量确定方法的研究进展

选择与渗透率相匹配的聚合物相对分子质量是低渗透油藏聚合物驱提高采收率技术的关键。本文综述了目前国内外低渗透油藏驱油用聚合物相对分子质量的确定方法,指出选择与渗透率相匹配的聚合物相对分子质量时需综合考虑注入性能、不可及孔隙体积、油藏地质条件等因素。低渗透油藏单独聚合物驱采收率增幅不大,建议与其他化学剂复配使用。

聚合物驱相对分子质量的优选方法

应用电阻法计数器测定不同相对分子质量聚合物溶液水力学分子直径,并结合原始含水饱和度通过压汞实验确定不同渗透率岩石中的不可及孔隙体积;研究聚合物分子直径与岩石渗透率的配伍关系,进行不同类型油藏聚合物的优选,探讨一种合理选择聚合物分子尺寸和相对分子质量的方法,利于指导油田聚合物驱方案的优化设计.与其他优选聚合物的方法相比,该方法选择值较合理,更简便.

大庆油田三类油层聚合物驱的合理注采比

以大庆喇嘛甸油田喇8-182井区高Ⅱ1-18油层为例,研究大庆油田三类油层聚合物驱的合理注采比.计算聚合物分子的回旋半径,经空气渗透率与孔隙半径中值关系曲线分析,认为三类油层聚合物驱具备可行性.利用启动压力梯度实验,研究油层渗透率与启动压力梯度的关系;利用数值模拟方法,研究聚合物驱注入速度对不可及孔隙体积的影响.结果表明,大庆油田三类油层合理注采比应为1.10～1.15.

疏水缔合聚合物传输运移能力及其作用机理

针对疏水缔合聚合物分子线团尺寸与油藏多孔介质孔隙尺寸的配伍性差的问题,以β-环糊精(β-CD)为疏水缔合聚合物缔合程度的调节剂,以大庆典型聚驱区块储层地质和流体为实验平台,以注入压力、表观黏度、质量浓度、黏均相对分子质量为评价指标,研究了疏水缔合聚合物传输运移能力并分析了作用机理。实验结果表明,聚合物溶液在多孔介质内的传输运移能力较差且主要滞留在岩心前部区域。β-CD可以改善聚合物溶液的传输运移能力,有利于聚合物在多孔介质内均匀分布。随着β-CD含量的增加,聚合物溶液分子链间的缔合作用减弱,分子线团尺寸减小,聚合物溶液的传输运移能力增强。

滞留聚合物对示踪剂扩散特征影响实验研究

聚合物驱后,地层内滞留的聚合物会对示踪剂扩散产生影响,形成不同于水驱阶段的渗流机理和扩散特征。设计仿真孔隙模型进行微观实验,对聚合物驱后示踪剂扩散进行了微观渗流机理研究,确定聚合物驱后滞留聚合物对示踪剂扩散的影响因素包括示踪剂不可及孔隙体积、示踪剂滞留和滞留聚合物质量浓度差异。设计填砂管驱替实验,定量分析了不同渗透率和不同质量浓度的聚合物段塞条件下,聚合物驱后滞留聚合物对示踪剂的运移和产出特征曲线的影响,印证了微观实验结果。驱替实验结果表明,由于滞留聚合物影响而导致示踪剂不可及孔隙体积倍数为0.05～0.2;滞留聚合物会对示踪剂产生吸附滞留影响;示踪剂在滞留聚合物质量浓度差异中出现差异化扩散。

二类油层污水体系聚合物驱物理模拟实验研究——以大庆油田北一区断东西块为例

大庆油田北一区断东西块二类油层与主力油层相比,油层厚度较小,渗透率较低,平面上发育规模小,非均质性明显增强,并且开发时间较短,所以自投产以来,对二类油层驱油指标的预测把握不准确。随着二类油层聚合物驱规模的不断扩大,进一步认识二类油层聚合物驱开发规律,尤其是针对污水体系配制的聚合物驱油效果显得尤为重要。所以,开展了室内物理模拟实验,研究了二类油层与污水体系(清水配制污水稀释)聚合物的配伍性,确定了二类油层聚合物驱不可及孔隙体积,并结合室内驱油实验和不同注采方式的研究综合评价了二类油层污水体系聚合物驱油效果及适应性。实验结果表明:污水体系的聚合物分子回旋半径较小,与二类油层的配伍性较好;污水体系只要聚合物驱参数选择合理适当,也同样能够有很高的采收率;综合考虑,推荐使用清水配制,污水稀释的中分聚合物溶液质量浓度为1500mg/L,注入段塞为0.6倍孔隙体积左右。

考虑微生物运移特征的采油数学模型

为了提高微生物采油数值模拟软件模拟计算的准确性和稳定性,基于前期对微生物迁移滞留的实验研究成果,引入全新的微生物运移模型方程,体现了不可及孔隙体积、吸附作用和筛分作用对微生物在油藏中分布状态的影响,构建了能够反映微生物采油过程的一维两相(油、水)三组分(微生物、营养物以及代谢产物)数学模型。通过编制程序,模拟微生物采油过程,对不可及孔隙体积、吸附作用和筛分作用进行敏感性分析。结果表明:该模型可以模拟微生物采油过程,反映不可及孔隙体积、吸附作用和筛分作用对驱油过程的影响较为敏感,通过引入这些参数可以实现对微生物浓度分布、含水率和采收率的准确预测,为微生物采油施工方案的编制提供了一种数值模拟方法。

JX油田聚驱物模实验的数值模拟反演研究

利用ECLIPSE对聚驱实验进行数值模拟反演,为选取聚合物溶液黏度、聚合物的吸附、残余阻力系数、不可及孔隙体积等物模实验数据参数的选取提供依据,并对物化参数的反演进一步验证物模实验参数的准确性。通过对JX油田数值模拟反演研究发现,聚合物溶液黏度对注入压力影响很大,黏度越大则注入压力越大,其吸附量值影响含水漏斗出现时间和下降幅度,残余阻力系数在一定程度上影响采收率曲线形态、含水漏斗出现时间以及注入压力。