[發明專利]聚合物溶液驅替粘附于微孔道殘余油的作用力的計算方法

有效

• 申請號: 201710955522.0
• 申請日: 2017-10-14
• 公開（公告）號: CN107679331B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 劉麗麗;王立輝;楊樹人;范家偉;王佳博;劉澤宇
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

本發明涉及的是聚合物溶液驅替粘附于微孔道殘余油的作用力的計算方法，具體為：假定某一瞬時粘附于微孔道殘余油固定不動，聚合物溶液在壓差作用下的流動看成是單相流動；選取Oldroyd?B本構方程來描述聚合物溶液的流變特性；并聯立連續性方程、運動方程構成封閉方程組；根據連續性方程、運動方程和本構方程，模擬計算在不同驅替壓差作用下聚合物溶液在流場的速度分布和應力分布；計算粘附于微孔道殘余油與聚合物溶液交界面上的殘余油上任意點的任意方向的法向應力；五、通過所述交界面上的殘余油上任意點的任意方向的法向應力，計算法向偏應力、切向偏應力和水平應力差。本發明用于計算粘彈性流體作用在殘余油上的微尺度力的分布情況。

技術領域

本發明涉及的是三次采油中聚合物溶液驅替殘余油的微觀機理研究，具體涉及的是聚合物溶液驅替粘附于微孔道壁面殘余油的作用力的計算方法。

背景技術

在三次采油中，聚合物驅起到了不可估量的作用。20世紀50年代末和60年代初，聚合物驅油技術起源于美國，1964年，聚合物驅礦場試驗首次開展。從70年代初到80年代中期，美國共進行聚合物驅礦場試驗183次，原油粘度范圍0.3mPa·s～160mPa·s。試驗結果表明，聚合物驅可以取得較好經濟效益。70年代初，我國在大慶油田，也率先開始了聚合物的驅油試驗，大慶油田較國內其它油田相比，擁有聚合物驅油的自然條件。大慶油田屬于陸相沉積大型砂巖油田，油層有1000m左右的埋藏深度，溫度45℃左右，原始地層水礦化度為7000mg/L，注入水礦化度為400mg/L～1000mg/L。這些得天獨厚的自然條件非常有利于聚合物驅油。至今為止，我國已經在大慶、勝利、大港、新疆、河南等多個油田開展了聚合物驅，覆蓋含油面積110.7平方千米，動用地質儲量2.46億噸，共有油井1204口，平均單井日產油16噸，比全國同期平均單井日產油提高10.3噸。從現場試驗的結果來看，取得了較好的增油降水，穩定老油田原油產量的好效果，是目前油田高產穩產、提高采收率的重要措施之一。目前，三次采油中的化學驅也有很多，但是聚合物驅作為主要三次采油的方法，其規模及年增油量已居世界前列，許多研究成果為世界領先水平。1997年，我國聚合物驅產油量居世界首位；1998年，我國聚合物驅項目有16個；2016年，僅大慶油田，聚合物驅產油量就已達80萬噸。

聚合物驅油之所以能夠大幅度提高注水開發油田原油采收率，一方面是由于聚合物溶液粘度較高，能夠有效改善油水流度比，緩解層間矛盾，改善吸液剖面，擴大驅替液波及體積；另一方面，利用聚合物溶液的粘彈效應，可以驅替水驅殘余油，提高驅油效率，從而提高原油采收率。

水驅之后的殘余油可以通過注入具有粘彈性的聚合物溶液進一步提高采收率，針對這個問題，許多專家，學者投入大量的精力做實驗來研究聚合物溶液對水驅后的殘余油的驅替規律，影響因素，如何最大限度的提高采收率。但是聚合物溶液對殘余油的微尺度驅替機理的研究還尚處在初級階段，尚未解決。主要原因是聚合物溶液是粘彈性流體，屬于非牛頓流體中較為復雜的一種，具有及其復雜的流變特性，本構方程非線性，求解非常困難；其次，殘余油位于巖石的微觀孔隙空間中，流場屬于微尺度范疇，需要考慮相間的界面現象，不同于簡單的宏觀流動，所以邊界條件比較復雜。目前關于聚合物溶液驅油的受力和變形的計算相對較少。

發明內容

本發明的目的是提供聚合物溶液驅替粘附于微孔道殘余油的作用力的計算方法，這種聚合物溶液驅替粘附于微孔道殘余油的作用力的計算方法用于理論方面計算粘彈性流體作用在殘余油上的微尺度力的分布情況，挖掘粘彈性流體的流變性對驅油的影響，為油田聚合物驅采油技術提供理論支持。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種聚合物溶液驅替粘附于微孔道殘余油的作用力的計算方法：

一、假定某一瞬時粘附于微孔道殘余油固定不動，聚合物溶液在壓差作用下的流動看成是單相流動；

二、選取Oldroyd-B本構方程來描述聚合物溶液的流變特性；并聯立連續性方程、運動方程構成封閉方程組；