【摘 要】
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普通稠油在世界石油资源中占比较大,中国海上普通稠油尤其丰富,但其粘度较高,渗流阻力大,水驱开发易产生指进现象,导致含水上升快,产量递减快,采收率低等问题。基于以上问题,发展了聚合物驱普通稠油的冷采技术,能够显著改善稠油油藏的开发效果,但对普通稠油微观驱替流动特征研究并不广泛。本研究基于核磁共振、激光共聚焦、微观可视化驱替实验等,明确聚合物驱普通稠油剩余油动用机制,描述粘弹性聚合物驱普通稠油微观渗流
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普通稠油在世界石油资源中占比较大,中国海上普通稠油尤其丰富,但其粘度较高,渗流阻力大,水驱开发易产生指进现象,导致含水上升快,产量递减快,采收率低等问题。基于以上问题,发展了聚合物驱普通稠油的冷采技术,能够显著改善稠油油藏的开发效果,但对普通稠油微观驱替流动特征研究并不广泛。本研究基于核磁共振、激光共聚焦、微观可视化驱替实验等,明确聚合物驱普通稠油剩余油动用机制,描述粘弹性聚合物驱普通稠油微观渗流行为,分析聚合物驱普通稠油开发效果影响因素,揭示提高采收率机理。基于核磁共振、激光共聚焦等微观检测技术和室内驱替实验,分析了聚合物驱普通稠油过程中原油动用、剩余油分布以及普通稠油各组分的流动差异。结果表明:注入聚合物后,中、大孔隙中油信号明显下降,聚驱阶段提高采出程度12.54%,其中小孔隙的采出程度为1.49%。聚合物驱明显提高了小孔隙的波及程度以及中、大孔隙的驱替效率。聚合物有效降低流度比是普通稠油提高采收率的重要机理。基于微观可视化实验及多孔介质驱油数值模拟,分析了聚合物驱普通稠油过程中,聚合物在多孔介质中的微观渗流行为以及对水驱后剩余油的动用情况。聚合物驱过程中各类剩余油均有不同程度的动用,其中对簇状、孔表薄膜状及盲端类剩余动用效果较好。通过对不同De数下粘弹性聚合物流动结构的分析,拉伸流的形成主要受收缩膨胀的孔隙结构影响,分布于流体中心区域,外围由剪切流动包围。粘弹性聚合物对普通稠油的驱替作用主要以剪切流动为主,拉伸流存在可以进一步扩大剪切流的波及范围,有效动用盲端结构剩余油。通过对多孔介质中聚合物驱替普通稠油渗流特征的分析,聚合物驱对小孔隙的波及明显,且在大孔隙的驱替效率也较高。聚合物粘度为88mPa·s时驱替效率最好,孔喉内剩余油最少,驱替效率为67.7%。较高浓度的聚合物溶液表现出弹性不稳定,在孔隙中出现“阻断”流动和饶流的流动行为,使得驱替压力没有形成较好的连通并且形成了涡流,能量耗散,驱替效果减弱。基于聚合物驱普通稠油不同流度比条件下采出液中轻质、中质和重质组分含量的差异及聚合物的粘弹特性,建立了聚合物驱替普通稠油的渗流数学模型,并且使用隐式差分显式方式进行求解,分析不同因素聚合物驱普通稠油开发效果的影响。对于粘度为188mPa·s的普通稠油油藏,最优聚合物注入条件为:聚合物分子量为1900万,注入浓度为1500mg/L,注入速度0.14PV/a,注入段塞大小为0.4PV。论文研究成果可以为普通稠油油藏聚合物驱高效开发技术提供理论基础,提高普通稠油油藏聚合物驱开发方案优化设计的科学准确性,同时明确聚合物粘弹性作用对普通稠油油藏提高采收率的微观机理。
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