聚合物驱大平面模型物理模拟实验研究

论文摘要

大庆油田是国内较早开展聚合物驱油技术研究的油田，从室内研究到现场的先导性试验、工业化推广应用，都取得了大量的成果，实现了对聚合物驱油技术理论认识的重大突破。但由于聚合物驱油技术的复杂性使我们对其驱油机理尚未真正搞清。影响聚驱后剩余油分布的两大成因是聚驱驱油效率和波及体积，因此，在描述聚驱后剩余油分布时，首先要研究聚合物驱提高驱油效率和改变波及体积的作用及其影响因素。目前开展的有关聚合物驱方面的研究，基本都是基于数值模拟与一维物理模拟的方法，在平面模型中开展的此类研究工作很少。此外，对于聚合物驱驱油效率、波及系数的测定及其对采收率贡献尚未见相关报导。 本文在相似理论的指导下，采用了方程分析方法建立分析了聚合物驱相似准则，对准则进行了检验及敏感性分析，确定了对实验影响较大的准数，并结合模型不同长度对采收率的影响实验，得出：要想合理给出提高驱油效率及扩大波及体积对采收率的贡献，必须消除系统不确定度及端面效应的影响，应该采用较长的岩心(不小于30cm)或相当的平面模型开展相关实验研究。 研制了大尺寸平面物理模型(60cm×60cm×4.5cm)，探索并完善了微电极法测定油水饱和度的方法，并将这种方法应用于平面物理模型的驱油实验，研究聚驱过程中驱油效率、波及系数变化及相关驱替动态特征。 开展了单层均质平面模型、层间非均质模型、层内非均质模型的聚合物驱油实验，研究了聚合物驱波及系数、驱油效率的变化规律及其对采收率的贡献。得出：聚合物驱既能扩大波及体积，又能提高驱油效率；层间模型聚合物驱实验给出了各层提高驱油效率、扩大波及体积对采收率的贡献率，低渗透层的贡献率分别为33.74％、66.26％，中渗透层的贡献率分别为58.61％、41.39％，高渗透层的贡献率分别为83.55％、16.45％。对于高渗透层聚合物驱主要靠提高驱油效率来增加采收率，低渗透层聚合物驱主要靠扩大波及体积增加采收率，中渗透层既要靠扩大波及体积，也要靠提高驱油效率来增加采收率。采用密闭取芯和测井资料分析方法得到了相近的结论。 最后，在非均质平面模型上开展了聚驱后复杂驱油体系(二元、三元及高浓度聚合物)的物理模拟实验，通过对比波及系数、采收率、注入压力、含水及小层分流率等技术参数，得出：聚驱后高渗层位的波及系数较大，进一步扩大波及体积而降低剩余油的潜能较小，可通过二元或三元体系提高驱油效率来进一步挖潜剩余油；而中、低渗透层的波及系数低，含油饱和度高，可采用高浓高分聚合物驱或与调剖相结合的方法来进一步扩大波及体积，同时提高驱油效率进行挖潜。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 第一节 研究的目的和意义
• 第二节 目前研究现状和水平
• 一、国内外聚合物驱的发展概况
• 二、聚合物驱油技术的突破及驱油机理的研究进展
• 第三节 本文的主要工作
• 第二章 聚合物驱油物理模拟理论和相似准则
• 第一节 相似性概述
• 第二节 系统的相似性条件
• 第三节 相似理论的四个定理
• 第四节 求相似准则的方法
• 第五节 聚合物驱油过程相似准则的推导
• 一、假设条件
• 二、基本方程
• 三、推导过程
• 第六节 准则的检验和敏感性分析
• 第七节 不同条件下的模化方法
• 第八节 本章小结
• 第三章 聚合物驱的实验方法研究
• 第一节 岩心长度对采收率的影响
• 第二节 大型物理模型系统的研制
• 一、大型物理模型制作工艺及物性参数
• 二、大型物理模型孔隙结构控制
• 三、大型物理模型比例化的方法
• 第三节 大型物理模型饱和度的测量
• 一、聚合物驱过程中的岩电参数
• 二、测量原理
• 三、绘制油饱和度-电阻率曲线
• 第四章 聚合物驱前缘测定和技术界限研究
• 第一节 聚合物驱油水前缘测定方法
• 一、静态实验
• 二、聚合物在一维长方岩心中前缘测定
• 第二节 注聚技术界限研究
• 一、不同聚合物段塞大小对驱油效果的影响
• 二、不同注聚时机对驱油效果的影响
• 第三节 本章小结
• 第五章 聚合物驱后剩余油分布规律研究
• 第一节 应用密闭取芯井资料研究聚驱后剩余油分布规律
• 一、葡I1单元聚驱后剩余油分布的变化
• 1单元聚驱后剩余油分布的变化'>二、葡I2¹单元聚驱后剩余油分布的变化
• 2单元聚驱后剩余油分布的变化'>三、葡I2²单元聚驱后剩余油分布的变化
• 四、葡I3单元聚驱后剩余油分布的变化
• 五、葡I4单元聚驱后剩余油分布的变化
• 六、葡I1-I4聚驱后剩余油分布综合分析
• 七、小结
• 第二节 应用测井解释资料研究聚驱后剩余油分布规律
• 一、葡I1单元剩余油饱和度分布
• 1单元剩余油饱和度分布'>二、葡I2¹单元剩余油饱和度分布
• 2单元剩余油饱和度分布'>三、葡I2²单元剩余油饱和度分布
• 四、葡I3单元剩余油饱和度分布
• 五、葡I4单元剩余油饱和度分布
• 六、小结
• 第三节 大型平面模型研究聚驱后剩余油分布
• 一、单层均质平面模型聚合物驱前缘测定
• 二、并联单层均质平面模型（层间非均质模型）聚合物驱油水前缘测定
• 三、层内非均质平面模型聚合物驱油水前缘及波及系数测定
• 四、层内纵向不同渗透率级差平面模型驱油实验
• 五、小结
• 第六章 聚驱后进一步提高采收率方法研究
• 第一节 研究思路及方法
• 第二节 实验条件及材料
• 第三节 实验方案
• 第四节 实验结果与分析
• 一、聚驱后高浓高分整体段塞驱
• 二、聚驱后高浓高分和低浓高分段塞交替驱
• 三、聚驱后三元弱碱复合体系进一步提高采收率实验
• 第五节 聚驱后进一步提高采收率技术措施对比
• 第六节 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的论文及参与的科研工作
• 致谢