[發明專利]一種考慮聚合物非牛頓性和滲流附加阻力的早期注聚效果評價方法

有效

• 申請號: 201811137213.3
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109184644B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 劉凡;周文勝;朱國金
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22;E21B47/00;C09K8/588;G06Q50/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

本發明公開了一種考慮聚合物非牛頓性和滲流附加阻力的早期注聚效果評價方法。本發明在分別考慮聚合物溶液的非牛頓性和附加阻力效應的基礎上，建立了適合評價早期聚合物驅效果的改進霍爾曲線。根據改進霍爾曲線的斜率和截距，可以求解出注聚任意時刻地下聚合物溶液的流態指數、波及范圍內的平均有效工作粘度、流度、阻力系數、啟動壓力梯度等指標，對早期注聚有效性進行更準確的評價。

技術領域

本發明涉及一種石油化工領域，涉及一種考慮聚合物非牛頓性和滲流附加阻力的早期注聚效果評價方法。

背景技術

目前判斷聚合物注入有效性的主要方法是根據現場數據繪制霍爾曲線，通過聚驅階段與水驅階段斜率的變化來判斷注聚是否有效^[1,2]，并根據斜率計算阻力系數和殘余阻力系數^[3,4]。但是海上油田早期聚驅不同于陸上油田中后期聚驅，其主要特點是注聚時間早，水驅階段很短，甚至投產即注聚，不存在水驅階段^[5-8]，因此傳統霍爾曲線不適用于海上油田早期聚合物驅評價。另外，對于海上油田早期聚合物驅開發，地下流體的主要組成為油和聚合物溶液。由于海上油田用的疏水締合型聚合物屬于非牛頓流體^[9-12]，而常規霍爾曲線是在牛頓流體的基礎上建立起來的^[13]，因此，海上早期聚驅對霍爾曲線評價的可靠性及應用的可適性都提出了更高的要求。

劉睿^[14]在考慮非牛頓性的基礎上建立了改進霍爾曲線方法，可以得到地下聚合物溶液的流態指數、波及范圍內的平均有效工作粘度、阻力系數等指標，用來評價海上油田早期聚合物驅開發效果。張志英等人聚合物驅實驗表明^[15]，聚合物驅油時存在附加阻力效應，對聚合物驅開發動態預測較大影響。因此，需要對霍爾曲線進行進一步完善。

發明內容

本發明的目的是提供一種考慮聚合物非牛頓性和滲流附加阻力的早期注聚效果評價方法。

本發明提供的考慮聚合物非牛頓性和滲流附加阻力的早期注聚效果評價方法，基于以下數學模型：

1.1假設條件

為滿足海上油田開發評價的需要，結合海上早期聚驅開發的特點，在借鑒常規霍爾曲線構造的基礎上^[13]推導改進霍爾曲線公式，提出了以下幾條改進霍爾曲線構造的基本假設條件：

①地層均質、等厚、各向同性；

②流動為平面徑向方向流動，忽略毛管力、重力、巖石和流體的壓縮性和溫度的影響；

③注入流體為非牛頓假塑性流體，性質同地層中流體性質相同，其本構方程^[16]遵循Ostwald—dewaele冪律模式(0n1)；

④流體在多孔介質中的等效剪切速率計算公式如下^[17]：

⑤流體為油水兩相，聚合物只存在于水相中；

⑥考慮聚合物的非牛頓性；

⑦考慮注入聚合物的附加阻力效應；

⑧假設油田的注入方式為早期注聚，即投產即注聚。

1.2考慮啟動壓力梯度的改進霍爾曲線公式構造

在分別考慮聚合物溶液的非牛頓性^[16-19]、啟動壓力梯度的基礎上，構造出了適合早期注聚效果評價的改進霍爾曲線公式。

⑴冪律流體滲流的基本微分方程

已知冪律流體穩定滲流的基本微分方程或滲流方程為^[18]：

若考慮附加阻力影響，則基本微分方程變為：