[發明專利]一種聚合物在儲層隙間流速的確定方法

在審

• 申請號: 202010835220.1
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112012728A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 上官陽南;王永宏;張永強;熊維亮;楊金龍;李姝蔓;袁國偉;康興妹;王麗莉
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/00;G06F30/20
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張馳

1.一種聚合物在儲層隙間流速的確定方法，其特征在于：具體步驟為：

步驟一，對任意開展聚合物驅的油藏，采集數據開展聚合物流變性實驗，測試不同濃度、不同剪切速率下聚合物溶液的粘度；

步驟二，給定聚合物溶液濃度條件下，建立剪切速率與聚合物溶液粘度的散點圖，采用冪率模式擬合粘度和剪切速率數據，求出冪律指數；

步驟三，通過步驟二得到的冪律指數確定Rabinowitsch校正系數，將Rabinowitsch校正系數代入剪切速率與隙間流速的關系式，生成給定濃度的聚合物溶液的隙間流速公式；

步驟四，在步驟三中生成的給定濃度的聚合物溶液的隙間流速公式中輸入開展聚合物驅的油藏的平均孔隙度、滲透率，確定給定濃度的聚合物溶液在不同剪切速率條件下對應的隙間流速；

步驟五，通過規劃求解方法對步驟四中的實驗數據進行擬合，確定給定濃度聚合物在零剪切速率條件下所對應的粘度；

步驟六，重復步驟五，得出不同濃度下聚合物溶液在油藏物性條件下的隙間流速與粘度的對應關系數據；

步驟七，將步驟六得到的隙間流速與粘度的對應關系，輸入化學驅數值模型，進行后續礦場聚合物驅工程設計和數值模擬動態預測。

2.根據權利要求1所述的一種聚合物在儲層隙間流速的確定方法，其特征在于：所述的步驟二中，采用表格軟件中建立剪切速率與粘度數據的散點圖，采用冪率模式擬合粘度和剪切速率數據，求出冪律指數；表格軟件可為excel或WPS。

3.根據權利要求1所述的一種聚合物在儲層隙間流速的確定方法，其特征在于：所述的步驟二中，冪率指數的確定，具體方法為：

聚合物水溶液傾向于牛頓流體行為時，即溶液粘度與剪切速率無關；聚合物溶液呈假塑性或剪切變稀行為時，這種狀態下采用冪律模型來描述：

式(1)中：

γ——剪切應力,mPa

K——稠度系數,mPa.sn

——剪切速率，s^-1

n——冪律指數或流動行為指數，無因次

由于粘度是剪切應力除以剪切速率，那么冪律流體的粘度則為：

式(2)中：η——粘度，mPa.s或cP

通過測定不同剪切速率下聚合物溶液的粘度，采用上述指數函數擬合曲線可求得冪律指數；

實際操作中，用目標油藏地層水配制給定濃度的聚合物溶液，在固定溫度條件下，測定不同剪切速率下聚合物溶液的粘度，用冪律模式擬合粘剪曲線，可求得冪律指數n。

4.根據權利要求1所述的一種聚合物在儲層隙間流速的確定方法，其特征在于：所述的步驟一中，采集的數據至少包括地層水礦化度、油藏溫度、平均孔隙度和滲透率。

5.根據權利要求1所述的一種聚合物在儲層隙間流速的確定方法，其特征在于：所述的步驟四中，儲層隙間流速的確定方法為：

為了估算非牛頓流體在孔隙介質中流動時的平均剪切速率，在最為通用的表達式中，把孔隙體系模擬為具有相同半徑和長度的毛細管束，因而:

式(3)中:r為等效毛細管半徑，cm；φ是孔隙度；K為聚合物流動前水的滲透率,cm²；

把毛細管壁處的剪切速率取作將式(3)代人替代r,并對冪律流體應用非牛頓校正，將孔隙介質內的剪切速率可改寫為：

式中:

——剪切速率，s^-1；--隙間流速，cm/s；(3n+1)/4n--Rabinowitsch校正系數；冪律流動行為指數n是無因次的；

參照式(4)可將剪切速率轉變為ECLIPSE數值模擬軟件中要求輸入的流速

根據式(4)要求，我們需用通過聚合物溶液流變性實驗，得出剪切速率與粘度之間的關系，擬合求出冪率指數，進而計算Rabinowitsch校正系數；通過在式(4)中代入儲層孔隙度和滲透率，確定出該聚合物在儲層的隙間流速。