1、HansiXffiJournalofOilandGasTechnology石油天然氣學報，2016,38(1),55-61PublishedOnlineMarch2016inHans.http:www.hansDub.oa/iournal/ioRthttQ：/10.12677/joRt.2016.381008ResearchonNumericalSimulationMethodofSectionInversionduringPolymerFloodingAilingZheng1,XiaodongKang2,DehuaLiu1CollegeofPetroleumEnginee

2、ring,YangtzeUniversity,WuhanHubeiCNOOCResearchCenter,BeijingEmail:kangxdReceived:Dec.7,h,2015;accepted:Jan.17th,2016;published:Mar.15th,2016Copyright©2016byauthors,YangtzeUniversityandHansPublishersInc.ThisworkislicensedundertheCreativeCommonsAttributionInternationalLicense(CCBY).http:/creative

3、commons.Org/licenses/bv/4.0/OpenAccessAbstractTheinversionofinjectionprofilewaseasilyinducedinsinglesluginjectioninheterogeneousreservoirs;itwasunfavorableforenhancingoilrecovery.Inallusiontotheproblemsofhighcost,longdurationandheavyworkloadoflaboratorysimulation,whichwerehardtobedescribedbyconventi

4、onalreservoirsimulation,basedonpercolationtheoryandphysical-chemicalpropertyinpolymerflooding,anuncrossflowlinearpercolationmodeloftwoparallellayerswasestablished.Comparedwiththecharacteristicsofsimulationsoftware,asimulationmethodforprofileinversionwasproposedbasedonthesortingofreservoirphysicalpro

5、perty.Thestudiedmethodisusedforsystematicallystudyingthefactorsinfluencingtheprofileinversion;theresultshowsthatthepermeabilitycontrast,itsinjectiontimeanditsconcentrationarethemajorfactorsaffectingtheinversion;itprovidesatechnicalsupportforstudyingtheregulationandthereductionofprofileinversioninpol

6、ymerflooding.KeywordsPolymerFlooding,ProfileInversion,NumericalSimulation,PhysicalExperiment,InversionMechanism文章引用：鄭愛玲,康曉東,劉德華.聚合物驅剖面返轉數值模擬方法研枷.石油天然氣學報,2016,38(1):55-61./10.12677/ioRt.2016.381008聚合物驅剖面返轉數值模擬方法研究鄭愛玲I,康曉東2,劉德華''長江大學石油工程學院，湖北武漢2中海石油研究總院，北京作者簡介：鄭愛玲(I979-),女，碩士，講

7、師，現從事油氣田開發方面的教學和科研工作：通信作者：康曉東。Email:kangxd收稿日期：2015年12月7日：錄用日期：2016年1月17日：發布日期：2016年3月15日摘要非均質油或聚合物單一段塞驅油過程中吸液剖面易發生返轉，不利于提高采收率。針對室內物理模擬試驗花費高、周期長、工作量大，常規數值模型難以描述聚合物驅剖面返轉現象的問題，根據滲流理論、聚合物驅物化現象，建立了聚合物驅兩層并聯不竄流線性滲流模型：結合油政數值模擬軟件特點，提出了根據儲層物性分區進行聚合物特征參數差異賦值的剖面返轉數值模擬方法。采用建立的剖面返轉數值模擬方法對油田聚合物驅剖面返轉現象的影響因素進行了系統研究

8、，結果表明，滲透率級差、注聚時機、聚合物質量濃度對聚合物剖面返轉現象影響較大，為研究聚合物驅吸液剖面返轉規律及減緩剖面返轉現象提供技術支持。關鍵詞聚合物驅，剖面返轉，數值模擬，物理實驗，返轉機理1.引言聚合物驅油技術己成為油田增儲穩產的關鍵技術之一1-30渤海稠油油藏原油黏度高、縱向層系多、非均質性嚴重且開發周期短，在早期聚合物驅過程中吸液剖面返轉問題更加復雜145.目前聚合物驅常規數值模擬方法未能充分體現儲層物性差異及造成的聚合物漆流動態規律差異，難以準確描述聚合物驅剖面返轉現象和騾油效果。為實現聚合物驅剖面返轉精細模擬，通過理論分析、室內物理試驗和數值模擬，建立能準確反映剖面返轉現象的油藏

9、數值模擬方法，為研究聚合物驅過程中吸液剖面返轉問題及相應的改善驅油效果的方法提供參考。2. 聚合物驅剖面返轉現象理論研究根據滲流力學理論，存在滲透率級差的兩層并聯不竄流線性滲流模型，在聚合物驟時，高、低滲透層分流率方程如下：flAoJ其中阻力系數Rm為水的流度與聚合物溶液流度的比值，即:式中:f、h分別為高、低滓透層分流率，1：。心0|、。曲、02分別為高、低滲透層油、聚合物溶液流量，m3/s；kz、kz、kq、Az分別為高、低滲透層油相、水相相對滲透率，1：Rml、Rm2分別為高、低海透層阻力系數，1：“°、“w、"P分別為油、水、聚合物溶液黏度，mPas；Aw、命分別為

10、水相、聚合物溶液的滲透率，mD；M為高、低滲透層滲透率級差，1.從式(1)、(2)可看出，總流址在高、低滲透層的分配不僅與儲層非均質性有關，也與聚合物物化性質相關。多層非均質油藏由于沉積環境差異，使得縱向上各層的滲透率、孔隙度、潤濕性、相對滲透率曲線等存在差異，這種差異和聚合物在多孔介質中滲流的物化性質使得各層中流體的漆流動態規律不同，影響總流ht在各層中的分配。3. 剖面返轉數值模擬方法聚合物驅數值模擬關鍵參數基F聚合物驟剖面返轉現象理論研究，能有效體現剖面返轉的聚合物驟數伉模擬關鍵參數及室內試驗研究如下。1) 聚合物吸附聚合物在多孔介質中流動時，會在多孔介質或巖石表面吸附滯留，聚合物吸附的

11、強弱與流體類型、分子段、流速、巖石礦物性質及滲透率等相關6。試驗結果&明，SZ36-1油田所用AP-P4疏水締合聚合物溶液吸附筮隨質量濃度增加而增加，隨孔隙度降低而增加。2) 聚合物黏度聚合物溶液的高魏度能增加水相黏度，降低油水黏度比，為非牛頓流體78o試驗結果表明，SZ36-1油田所用AP-P4疏水締合聚合物黏度隨質危濃度增加而增加。3) 滲透率下降系數由于聚合物溶液在多孔介質中的吸附、機械及水動力捕集等滯留作用，導致巖石孔隙介質漆透率變化。滲透率下降系數是聚合物吸附和殘余阻力系數的函數9：Rk=l+(RRF-1).務(4)式中：Rk為滲透率下降系數，1：C；皿為單位巖石體積中聚合物

12、最大吸附最，kg/m3：C；為單位巖石體積中聚合物吸附屆，kg/mRR尸為殘余阻力因子，1。4) 不可及孔隙體枳(IPV)高分子聚合物溶液流過多孔介質時，僅能通過部分孔隙體積，有一部分孔隙不能到達。不可及孔隙體枳主要取決于儲層滲透率、孔隙大小、聚合物分子量等因素10°數值模擬方法研究聚合物驅數值模擬關鍵參數的研究表明，聚合物驅油機理的特征參數與儲層物性相關，而目前聚合物驅常規數值模擬過程中未能充分體現這些差異，也未考慮黏-彈性聚合物驅替后微觀殘余油降低、微觀馳替效率增加的影響對相滲曲線進行聚合物驅修正，因而難以準確描述聚合物驅剖面返轉規律和模式。為實現聚合物驟精細數值模擬，根據各層滲

13、透率、孔隙度、潤濕性分布情況進行分區，依據室內試驗數據，分別設置不同的潤濕性、相對滲透率曲線、聚合物吸附數據、殘余阻力系數、不可及孔隙體積等特征參數。根據研究區塊地質特征、流體特征及聚合物特征，采用加拿大CMG軟件STARS化學膽模擬器進行剖面返轉現象對比研究。高、低滲層滲透率分別為1500、500mD,原油為目標油田SZ36-1稠油（65C下，黏度為70mPas）,模擬水黏度為0.5mPas,注入0.5PV水后注入0.6PV聚合物，后續水驅1.4PV.模擬結果見圖1、圖2。從圖1可看出，高、低滓層相滲曲線、吸附數據、殘余阻力系數和不可及孔隙體積對聚合物驅分流率曲線形態、剖面返轉時機和返轉幅度

14、影響較大。圖2表明，根據儲層物性進行聚合物特征參數差異賦值的方法和常規籠統賦值的方法分流率曲線存在較大差異。通過特征參數差異賦值法和常規籠統賦值方法對室內剖面返轉物理試驗進行反演，驗證方法的可靠性。雙層并聯人造巖心，巖心為30cmx4.5cmx4.5cm,高、低漆層滲透率分別為950、317mD。不同方法的油藏數值模擬反演結果見圖3,從圖3可看出，與常規籠統賦值法相比，特征參數差異賦值法的擬合效果更好，更能準確反映聚合物驅剖面返轉特征。4. 實例應用SZ36-1油田為海上普通稠油油田，油田1993年投產，采用反九點井網注水開發，2003年開展聚合物馳單井試驗，2008年開始實施井組擴大注聚。采

15、用聚合物驅剖面返轉新數值模擬方法剖析了注聚井剖面返轉規律及影響因素。研究表明，隨滲透率級差增加，高滲層滲透率增大，注入壓力降低，低滲層吸液壓差小，改善吸液剖面效果不理想，低滲層吸液剖面形態從倒U型向倒V型變化：低滲層啟動程度低，分流率峰值顯著降低：低潘層對聚合物的吸附和滯留更加敏感，導致海透率下降速度、幅度越大，吸液壓差減少越多，削面返轉時機越早。為使聚合物注入剖面更加均勻，增加中、低滲透油層的動用程度，應盡量降低層系內的滲透率級差（圖4）。隨注聚時機推遲，低漆層吸液剖面蜂值先增加后略下降：剖面返轉時機先提前，含水率大于90%后推遲：剖面形態從倒U型向倒V型轉化。為減弱剖面返轉現象對聚合物驅油

16、效果的影響，應選擇合適的注聚時機（圖5）。隨聚合物質量濃度增大，聚合物黏度增加，注入壓力升高，調剖能力越強，低津層啟動越快，調整低漆層吸液剖面效果越好，低滲層峰值增加，返轉時機提前；濃度增大到一定程度，低海層注入困難，堵塞嚴敢，造成注聚后期層間矛盾更突出，擴大波及體積效果和提高洗油效率能力降低。只有當聚合物溶液濃度（黏度）適中，與巖心孔喉具有良好配伍性，才能滿足非均質儲層不同海透層對流度控制強度的需求，提高增油效果（圖6）。5. 結論1）根據滲流力學理論，建立了聚合物驅兩層并聯不竄流線性滲流模型，揭示了聚合物驅剖面返轉的影響因素在于高、低滲透層的物性差異及聚合物物化性質。鄭說玲等注入孔隙體枳倍

17、數/PV(a)Influenceofrelativepermeabilitycuncs(a)相對滓透率曲線的影響(b)Influenceofpolymeradsorptiondata(b)吸附數據的影響%/*是太H攜七-0.00.51.01.52.02.5注入孔隙體枳倍數PV(c)Influenceofpolymerresidualresistancefactors(c)殘余阻力系數影響%/*藻會圭褒阜0.00.51.01.52.02.5注入孔原體枳倍數/PV(d)Influenceofpolymerinaccessibleporevolumes(d)不可及孔隙體枳影響FigureI.Rela

18、tiveliquidinjectionratecurvesofinfluencefactors圖1.不同影響因素下低滲透層分流率對比曲線常規蘢統賦值法常規蘢統賦值法-差異賦值法0.00.51.01.52.02.5注入孔隙體枳倍數/PVFigure2.RelativeliquidinjectionratecurvesofdiPferentmethods圖2.不同方法低濯透層分流率對比曲線Fiuurc3.Relativeliquidinjectionratefittingcurvesofphysicsexperimentandnumericalsimulation圖3.低滲層分流率物理試驗與數值模

19、擬擬合曲線0.00.51.01.52.02.5注入孔味體枳倍數/PVFigure4.Relativeliquidinjectionratecurvesofdifferentpermeabilityratiosffi4.不同滲透率級差下低潘層分流率曲線Figure5.Relativeliquidinjectionratecurvesofdifferentpolymerinjectiontime圖5.不同注聚時機下低潘層分流率曲線注入孔隙體枳倍敦PVFigure6.Relativeliquidinjectionratecurvesofdifferentpolymerconcentrations圖6.不同聚合物質濃度下低潘層分流率曲線2) 通過理論分析、室內物理試驗及油藏數值模擬技術，提出了根據儲層物性分區進行特征參數笙異賦值的剖面返轉數值模擬方法.3) 剖析了不同滲透率級差、注聚時機、聚合物質量濃度下的剖面返轉規律，聚合物驗過程中，應盡量降低層系內的滲透率級差，增加低滲透油層的動用程度：選擇合適的聚合物注入時機，減弱剖面返轉對馭油效果的影響：根據儲層滲透率選擇合適的聚合物質量濃度，實現非均質儲層不同