利用數(shù)值模擬技術(shù)模擬室內(nèi)物模驅(qū)油實驗可行性研究

沈 妍

（黑龍江省大慶勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

利用數(shù)值模擬技術(shù)模擬室內(nèi)物模驅(qū)油實驗可行性研究

沈 妍*

（黑龍江省大慶勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

室內(nèi)物模驅(qū)油實驗由于本身的局限性，實驗時間長，天然巖芯昂貴，而數(shù)值模擬具有靈活性、可控性等特點，運用更為方便，運用數(shù)模技術(shù)作為室內(nèi)物模驅(qū)油實驗提前預測，節(jié)省物模實驗運行成本。通過ChemEOR軟件進行驅(qū)油模擬實驗，進行了強堿和弱堿三元體系的驅(qū)油效果對比，模擬段塞組合優(yōu)化研究，模擬不同注入方式對驅(qū)油效果的影響，通過對比得出，數(shù)值模擬結(jié)果與室內(nèi)物模驅(qū)油實驗結(jié)果基本一致，利用數(shù)值模擬技術(shù)模擬室內(nèi)物模驅(qū)油實驗可行。

三類油層；三元復合驅(qū)；數(shù)值模擬

本文模型用Petrel軟件建模，用Eclipse軟件進行水驅(qū)歷史擬合，將擬合后的模型數(shù)據(jù)導出，完成ChemEOR數(shù)據(jù)流前期準備，通過室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)和三類油層三元復合驅(qū)化學驅(qū)方案編寫ChemEOR軟件聚合物卡片和動態(tài)控制卡片，而對室內(nèi)物模驅(qū)油實驗的模擬是通過編寫SLUG卡片和修改聚合物卡片完成的。由于模型內(nèi)部數(shù)據(jù)需進一步完善，本文只對數(shù)值模擬結(jié)果和物模實驗結(jié)果進行對比，對數(shù)模預測沒有參考意義。

1 模擬不同堿類型體系優(yōu)選方案

室內(nèi)物模驅(qū)油實驗表明：強堿三元體系與弱堿三元體系提高采收率相當。依據(jù)化學驅(qū)試驗方案編寫SLUG卡片，段塞組合方式為：前置段塞+主段塞+副段塞+保護段塞，依據(jù)室內(nèi)測定的強堿三元和弱堿三元數(shù)據(jù)，修改了聚合物卡片中的濃粘卡片、剪切卡片、界面張力卡片、吸附卡片等相關(guān)卡片，將數(shù)據(jù)流運行，得出累計產(chǎn)油量（如圖1）。

圖1 不同三元體系對比結(jié)果圖

通過累產(chǎn)油量的對比得出：強堿三元體系和弱堿三元體系累計產(chǎn)油量相當，強堿三元體系略高于弱堿三元體系累計產(chǎn)油量，與室內(nèi)物模驅(qū)油實驗得出的化學驅(qū)采收率相當?shù)慕Y(jié)果保持一致。

2 模擬三元復合驅(qū)段塞優(yōu)化方案

2.1 模擬高粘前置段塞的作用

聚合物具有降低油水流度比的作用，在三元主段塞前增加聚合物段塞能使三元主段塞更好地發(fā)揮作用，室內(nèi)物模驅(qū)油實驗表明，增加高粘前置聚合物段塞效果好于三元整體段塞（結(jié)果見表1）。

表1 高粘度前置段塞三元復合驅(qū)油提高采收率數(shù)據(jù)表

數(shù)值模擬方案:驅(qū)替體積為0.4PV，堿和表活劑總用量不變，前置聚合物段塞長度為0.1PV，對比2種體系累計產(chǎn)油量，結(jié)果如圖2所示。

圖2 高粘前置段塞體系驅(qū)油效果對比圖

由數(shù)值模擬結(jié)果得出：注入體積小于0.1PV時，三元段塞驅(qū)油效果好于前置聚合物段塞，注入體積大于0.1PV時，由于堿和表活劑總用量不變，組合段塞體系中主段塞部分化學劑濃度高于整體主段塞化學劑濃度，組合段塞體系產(chǎn)油量幅度增大，2條曲線交叉于0.2PV，累計產(chǎn)油量相等，當注入體積大于0.2PV時，組合段塞體系累計產(chǎn)油量大于整體段塞體系。數(shù)模結(jié)果與室內(nèi)物模結(jié)果一致。

2.2 模擬副段塞的作用

三元復合驅(qū)段塞的尺寸越大，采收率的增幅越大，但三元驅(qū)后期采收率的增幅差值逐漸減小，在藥劑用量相同的條件下，增加副段塞，使其三元段塞變長，這樣的段塞組合的采收率增幅較大。

數(shù)值模擬方案：聚合物、堿、表活劑總用量不變，副段塞化學劑用量為主段塞的一半，所以相同化學劑用量時，副段塞體積是主段塞的2倍。整體主段塞體系驅(qū)替體積為0.3PV；主段塞+副段塞體系驅(qū)替體積為0.15PV+0.3PV，數(shù)值模擬結(jié)果如圖3。

圖3 組合段塞體系驅(qū)油效果對比圖

三元復合驅(qū)前期時，累計產(chǎn)油量曲線呈上揚趨勢，由于副段塞化學劑用量是主段塞的一半，所以累計產(chǎn)油曲線趨勢變緩，驅(qū)替結(jié)束時，組合段塞累計產(chǎn)油量大于整體段塞，結(jié)果與室內(nèi)物模驅(qū)油試驗保持一致。

2.3 模擬組合段塞的驅(qū)油效果

通過室內(nèi)驅(qū)油實驗表明，采用組合段塞的注入方式，效果優(yōu)于單一三元體系。數(shù)值模擬研究采用化學劑總量不變的研究方法，為方便計算，組合段塞中前置段塞由于用量小不納入計算范圍，主段塞驅(qū)替體積為0.3PV，組合段塞驅(qū)替體積為0.0375PV前置段塞+ 0.15PV主段塞+0.3PV副段塞，結(jié)果如圖4所示。

圖4 組合段塞體系驅(qū)油效果對比圖

當前置段塞尺寸為0.0375PV時，與相同尺寸的主段塞驅(qū)油效果基本相同。數(shù)模軟件運算產(chǎn)油量不同，但差值很小，從曲線可以看出組合段塞體系驅(qū)油效果好于整體段塞，與室內(nèi)物模實驗結(jié)果一致。

3 模擬注入方式優(yōu)化方案

依據(jù)室內(nèi)物模驅(qū)油方案編制數(shù)模對比方案（見表2）。通過對比等粘注入方式、梯度增粘注入方式、梯度降粘注入方式驅(qū)油效果，研究注入方式對采出程度的影響（結(jié)果見圖5）。

表2 三元復合驅(qū)注入方式表

數(shù)值模擬結(jié)果表明，注入方式的改變，影響三元體系的驅(qū)油效果。

4 結(jié)論

（1）通過數(shù)值模擬計算，強堿三元體系與弱堿三元體系驅(qū)油效果相當。

TE357.6

A

1004-5716(2015)03-0083-03

2015-01-09

2015-01-11

沈妍（1986-），女（漢族），黑龍江大慶人，助理工程師，現(xiàn)從事規(guī)劃構(gòu)造研究工作。