【摘要】：我國海上稠油資源儲量豐富,但目前動用水平和已投入開發(fā)的稠油油田采收率都較低。聚合物驅(qū)作為一種提高海上稠油油藏采收率的重要戰(zhàn)略手段,其應(yīng)用潛力巨大。長期以來,在石油工程領(lǐng)域內(nèi)普遍認(rèn)為,聚合物驅(qū)提高原油采收率的機(jī)理是改善流度比、提高宏觀波及效率,但對聚合物溶液在多孔介質(zhì)中的微觀驅(qū)替規(guī)律研究較少,特別是在油藏溫度下對聚合物驅(qū)稠油微觀波及認(rèn)識不足。因此,有必要開展稠油聚合物驅(qū)微觀波及規(guī)律研究。本文在分析稠油油藏孔喉特征的基礎(chǔ)上,利用光刻技術(shù)制作出具有一定幾何形狀的二維玻璃仿真模型,開展了水驅(qū)/聚驅(qū)微觀可視化流動性實(shí)驗(yàn),利用采集到的圖像分析了非均質(zhì)性、注聚時機(jī)、聚合物溶液濃度和注入速度對聚驅(qū)稠油微觀波及的影響,同時驗(yàn)證了微觀模型的可靠性。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,建立微觀驅(qū)油數(shù)學(xué)模型,通過模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對照,分析數(shù)學(xué)模型的可靠性,在此基礎(chǔ)上,探索微觀孔喉結(jié)構(gòu)對聚合物驅(qū)微觀波及的影響。非均質(zhì)模型的水驅(qū)前緣突進(jìn)現(xiàn)象更加明顯,突破時機(jī)提前,水驅(qū)通道形成之后橫向波及速度明顯減慢,水驅(qū)后形成大量網(wǎng)絡(luò)狀剩余油;水驅(qū)后轉(zhuǎn)注聚能有效減小縱向波及速度擴(kuò)大橫向波及程度從而增大波及效率;非均質(zhì)模型中聚驅(qū)后網(wǎng)絡(luò)狀殘余油占38%,孤粒、孤滴狀殘余油占36%,差別不大,而均質(zhì)模型中聚驅(qū)后網(wǎng)絡(luò)狀占了一半以上,說明非均質(zhì)性愈強(qiáng),聚合物驅(qū)后剩余油分布愈趨分散、復(fù)雜和多樣化;水竄前轉(zhuǎn)注聚最終波及效率最大,為85.69%,直接注聚次之,水竄后轉(zhuǎn)注聚最終波及效率最低,為60.4%;水竄前轉(zhuǎn)注聚指進(jìn)通道短而寬,聚驅(qū)后殘余油數(shù)量更少,分布更分散;隨著聚合物溶液濃度增加,橫向流道逐漸增多,縱橫比逐漸降低,并趨于一個較小值。從較大尺度上看,驅(qū)替前緣趨于穩(wěn)定。因此,波及效率和采收率均得到較大幅度提高;聚合物優(yōu)先進(jìn)入大孔隙,隨著驅(qū)替速度增加,小孔隙也逐漸充滿聚合物,表現(xiàn)為波及系數(shù)先增加后趨于平穩(wěn);隨著孔喉比的增大,聚驅(qū)波及效率減小;隨著配位數(shù)的增大,剩余油的形成機(jī)會減少,分布更分散,聚驅(qū)波及面積逐漸增大。因此,通過微觀可視化驅(qū)油實(shí)驗(yàn),結(jié)合數(shù)值模擬手段,為多角度、深層次認(rèn)識聚合物微波及提供了行之有效的方法,也為進(jìn)一步提高聚合物驅(qū)稠油油藏波及效率提供了一定的理論參考和現(xiàn)實(shí)價值。
[Abstract]:China is rich in heavy oil resources, but the production level and recovery factor of developed heavy oil fields are low. Polymer flooding as an important strategic means to improve oil recovery in offshore heavy oil reservoirs has great application potential. For a long time, in the field of petroleum engineering, it is generally believed that the mechanism of polymer flooding to improve oil recovery is to improve mobility ratio and macro sweep efficiency, but there is little research on the microscopic displacement of polymer solution in porous media. Especially at reservoir temperature, the microcosmic sweep of polymer flooding heavy oil is not well understood. Therefore, it is necessary to study the microcosmic sweep law of heavy oil polymer flooding. Based on the analysis of pore throat characteristics of heavy oil reservoir, a two-dimensional glass simulation model with certain geometry was made by lithography, and the microscopic visualization flow experiment of water flooding / polymer flooding was carried out. The effects of heterogeneity, timing of polymer injection, concentration of polymer solution and injection rate on microcosmic sweep of polymer flooding heavy oil were analyzed by using the collected images, and the reliability of the microscopic model was verified. On the basis of experiments, the mathematical model of micro-displacement is established. The reliability of the mathematical model is analyzed by comparing the simulation results with experimental phenomena. On this basis, the influence of microcosmic pore throat structure on microcosmic sweep of polymer flooding is explored. The phenomenon of water drive leading edge protruding in heterogeneous model is more obvious, the breakthrough time is ahead of schedule, the transverse sweep velocity after the formation of water drive channel is obviously slowed down, and a large number of network remaining oil is formed after water flooding. In the heterogeneous model, the network residual oil accounts for 38% of the residual oil, the fraction of the net residual oil is 38%, and the fraction of the solitary and droplet residual oil is 36%, the difference is not significant. In the homogeneous model, the network shape after polymer flooding accounts for more than half, which indicates that the stronger heterogeneity, the more dispersed, complex and diversified the remaining oil distribution after polymer flooding, the maximum sweep efficiency of water channeling is 85.69g, and the second is direct polymer injection. The final sweep efficiency of polymer transfer after water channeling is the lowest, which is 60.4. Before water channeling, the number of residual oil after polymer flooding is smaller and the distribution of residual oil is more dispersed, and the cross channel gradually increases and the aspect ratio decreases with the increase of polymer solution concentration. And tend to a smaller value. On a large scale, the front edge of displacement tends to be stable. Therefore, the sweep efficiency and oil recovery have been greatly improved, polymer preferential into the macropores, with the increase of displacement speed, small pores are gradually filled with polymers, showing that the sweep coefficient increases first and then tends to steady; With the increase of pore throat ratio, the sweep efficiency of polymer flooding decreases, and with the increase of coordination number, the formation opportunity of remaining oil decreases and the distribution becomes more dispersed, and the sweep area of polymer flooding increases gradually. Therefore, through the microscopic visualization oil displacement experiment and the numerical simulation method, it provides an effective method for the multi-angle and deep-level understanding of polymer microwave. It also provides a theoretical reference and practical value for further improving the sweep efficiency of polymer flooding heavy oil reservoirs.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE357.46

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本文編號：2152128