CO2混相驱多组分多相非等温数学模拟

论文题目: CO2混相驱多组分多相非等温数学模拟

论文类型: 博士论文

论文专业: 地球探测与信息技术

作者: 计有权

导师: 杨天行

关键词: 混相驱,多组分,多相,非等温状态,数学模拟,隐格式差分,有限元,优化设计,经济评价

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 将二氧化碳作为油藏提高采收率的驱油剂已研究多年,室内和现场试验都曾表明它是一种有效的驱油剂。它能够提高原油采收率的原因主要有以下几个方面。一方面是因为二氧化碳易溶于原油,这种特性可以起到如下三方面的作用。(1)使原油的体积增大,从而促使充满油的孔隙体积也增大,这为油在孔隙介质中流动提供了有利的条件。若随后地层注水,还可使油藏中的残余油量减小。(2)可使原油粘度降低,促使原油流动性提高,其结果是用少量的驱油剂就可达到一定的驱油效率。或换言之,用一定量的驱油剂就能达到较高的驱油效率。(3)能使毛细管的吸渗作用得到改善,从而使油层扫油范围扩大,使水、油的流动性保持平衡。另一方面是因为二氧化碳易溶于水,这种特性也可以起到如下三方面的作用。(1)使水的粘度有所增加;当注入粘度较高的水时,由于水的流动性降低,从而使水、油粘度比例随着油的流动性增大而变小。(2)二氧化碳水溶液能与岩石的碳酸盐成分发生反应,并使其溶解,从而提高储集层的渗透率性能,使注入井的吸收能力增强。(3)可降低油水界面的表面张力,从而提高驱油效率。更为重要的是,二氧化碳可促进原油中的轻质烃类(C2～C30)被抽提出来,从而使残余油饱和度明显降低。同时,在不同原油的成分、温度和压力条件下,二氧化碳具有无限制地与原油混相的能力,实际上可以达到很好的驱油目的。二氧化碳在油、水中的扩散系数较高,其扩散作用可使二氧化碳本身重新分配并使相系统平衡状态稳定。注入碳酸水,可大大降低残余油饱和度,因为在含水带内的碳酸水前缘,能形成和保持二氧化碳气游离带。据国外有关资料统计,用二氧化碳驱油若能达到混相状态,油田的最终采收率可达60-70%;若以非混相驱油,油田最终采收率也可达50%以上。广泛的适应性和成本低廉、成效显著、可回收重复利用的特点,使二氧化碳驱油已成为国外三次采油的主要手段。

论文目录:

内容提要

第一章绪论

1．1 研究内容所属领域、范围及性质

1．2 理论意义及应用价值

1．3 国内外 CO_2混相驱的研究现状

1．4 主要内容及技术路线

第二章二氧化碳的物理化学性质

2．1 二氧化碳的相态特性

2．2 二氧化碳的密度

2．3 二氧化碳的粘度

2．4 二氧化碳的偏差系数

2．5 二氧化碳的热性质

2．6 二氧化碳的扩散系数

2．7 二氧化碳在水和原油中的溶解性

2．8 二氧化碳在烷烃混合物中的相特性

第三章地质特征

3．1 地层发育特征

3．2 地层精细划分对比

3．3 构造特征

3．4 沉积特征

3．5 储层参数解释模型

3．6 储层分布特征与非均质性

3．7 油水分布及油藏类型

第四章二氧化碳混相驱机理及确定

4．1 二氧化碳和甲烷同简单烃相混的概念

4．2 二氧化碳和油藏流体的相态分类

4．3 注入二氧化碳后对油藏流体相态参数的影响

4．4 影响二氧化碳最小混相压力的因素

4．5 二氧化碳最小混相压力的经验公式预测法

第五章室内外试验

5．1 室内研究原油高压物性

5．2 室内测定最小混相压力

5．3 二氧化碳驱油方式选择实验-MMP测定

5．4 室内测定注 CO_2过程中石油沥青质的沉淀

5．5 草舍油田二氧化碳驱长岩心物理模拟试验研究

第六章注 CO_2的多组分油、气、水三相非等温渗流数学模型

6．1 单相流体渗流的连续性方程

6．2 油水两相不溶混渗流的连续性方程

6．3 黑油模型

6．4 注 CO_2的多组分油、气、水三相流数学模型

6．5 单相非等温流的能量方程

6．6 油、气、水三相非等温渗流的能量方程

第七章注 CO_2多组分三相流数学模型的求解方法

7．1 注 CO_2多组分“三相”流质量守恒方程的差分方法

7．2 注 CO_2多组分“三相”非等温能量方程组的差分

7．3 差分方程组的隐式处理

7．4 解多组分三维“三相”压力问题的 GALERKIN有限单元法

第八章模拟、方案优选及经济评价

8．1 地质模型

8．2 参数设定

8．3 计算实例

8．4 二氧化碳混相驱油方案优选

8．5 各方案的经济评价

第九章结论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其他成果

摘要

ABSTRACT

致谢

发布时间: 2005-08-26

参考文献

[1].注烃混相驱提高石油采收率机理及其在葡北油田应用研究[D]. 谭光天.西南石油学院2005

CO2混相驱多组分多相非等温数学模拟

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