检索结果-南通市图书馆

作者：杨庭宝东北石油大学

学位级别：硕士

二类B油层目前已经成为大庆油田的主力注聚开采对象,其地质储量达6.89亿吨。二类B油层与A油层相比,非均质性更强,物性更差,渗透率更低,聚合物驱开发效果较差。为了摸清二类B油层开采不均匀的深层原因,人们对此进行了大量的实验和理论研... 详细信息

二类B油层目前已经成为大庆油田的主力注聚开采对象,其地质储量达6.89亿吨。二类B油层与A油层相比,非均质性更强,物性更差,渗透率更低,聚合物驱开发效果较差。为了摸清二类B油层开采不均匀的深层原因,人们对此进行了大量的实验和理论研究,但是目前对二类B油层中聚合物驱微观渗流机理的研究较少。为此,本文基于二类油层的地质特征和物性参数,建立了微观孔隙模型,开展对二类B油层聚合物驱微观渗流规律的研究,揭示了孔隙结构、流体性质以及岩石润湿性对微观驱油效率的影响。本文建立了粘弹性聚合物溶液两相流数学模型,并用对数构象法进行变换,使用VOF自由界面追踪法实时追踪驱替过程中的两相界面,利用有限体积法离散化,得到了粘弹性聚合物-原油两相流的数值算法。针对聚合物溶液在二类油层不同孔道中的渗流机理展开研究,分别从流场中的饱和度分布特征、压力分布特征及速度分布特征分析不同储层孔隙结构、流体性质以及岩石润湿性对微观渗流机理的影响。结果表明,对于理想模型,二类A油层采收率高于二类B油层约2.1%;对于真实孔隙模型,随着地层孔道的连通性、分选性及孔喉半径的变差,微观驱油效率下降,二类B2模型的微观驱油效率比二类B1模型高15.9%,二类A3模型微观驱油效率比二类B2模型高10.9%;对于并联孔道模型,B2油层在模型中的最终微观驱油效率为55.2%,高出B1油层27.2%;对于二类B油层理想模型和复杂多孔介质模型,增加聚合物溶液的松弛时间,弹性增大,微观驱油效率逐渐增大,但当弹性高到一定数值后,微观驱油效率略有降低,说明聚合物溶液的弹性在一定范围内提高微观驱油效率所发挥的作用较大;随着粘度的增加,微观驱油效率增大,当注入3.05PV聚合物溶液时,粘度比为3:1的聚合物溶液微观驱油效率比粘度比为2:1和1.5:1的分别高出1.56%、4.96%。此外,当润湿角为60°即水湿时,多孔介质模型内的残余油类型主要包括盲端残余油、孔喉残余油以及簇状残余油,而润湿角为120°的油湿条件下残余油饱和度远大于润湿性为水湿时的状态,出现了油膜状的残余油,两者在微观驱油效率上存在较大差异,水湿比油湿的最终采收率高出大约15%。研究结果为大庆油田二类B油层聚驱开发提供了重要的理论支撑,同时对提高油田的采收率具有重要的指导意义。

关键词：二类B油层粘弹性聚合物驱微观驱油效率微观孔道润湿性

考虑弹性湍流聚合物驱油两相微观渗流机理研究

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考虑弹性湍流聚合物驱油两相微观渗流机理研究

作者：李园园东北石油大学

学位级别：硕士

聚合物溶液作为一种非牛顿流体,聚合物驱技术被广泛的应用于国内海外油田中,其粘弹性效应可以有效地提高原油采收率（EOR）。大多数学者们研究了在层流状态下聚合物流动单相渗流机理,然而在湍流状态下,针对聚合物驱两相微观渗流机理的... 详细信息

聚合物溶液作为一种非牛顿流体,聚合物驱技术被广泛的应用于国内海外油田中,其粘弹性效应可以有效地提高原油采收率（EOR）。大多数学者们研究了在层流状态下聚合物流动单相渗流机理,然而在湍流状态下,针对聚合物驱两相微观渗流机理的研究甚少。本文在三维多孔介质聚合物单相渗流机理研究的基础上,研究聚合物驱油二维和三维多孔介质的微观渗流机理。研究结果为油田三次采油聚合物驱油体系设计、筛选提供了重要的理论支撑,同时丰富了粘弹性聚合物驱两相微观渗流机理。本文建立并求解了三维粘弹性聚合物溶液-原油在多孔介质中的连续性方程,动量方程和本构方程。利用VOF界面追踪法对两相界面进行界面追踪,对本构方程利用对数构象张量方法,使应力张量与构象张量相结合,提高了We数的计算值。以大庆油田聚合物驱为背景,根据实际油藏孔隙特征,将地下多孔介质简化为具有代表性的盲端类孔道及凸型类孔道物理模型。针对三维凸型孔道内聚合物溶液单相湍流渗流特征,结合流向速度波动特征和湍能强度,研究发现We=3时,速度曲线发生了轻微的波动;当We=5时,速度曲线波动幅度较大,湍能强度最强,为3.3%。根据对速度、流线和应力特征的研究,湍能强度越强,凸型孔道内流体的流速越大,流线越不稳定,应力最大值也越大。针对二维盲端孔道内速度波动研究发现,二维孔道内聚合物驱未发生弹性湍流,从饱和度、速度等值线、流线分布和含水率特征曲线分析发现,We数越大,驱油效率越高。与We=0.1、We=1、We=2和We=5相比,We=23聚合物驱的驱油效率高9.1%～35.6%。针对三维盲端孔道内聚合物驱油两相湍流渗流特征,根据弹性湍流发生的临界条件,当We=5时,聚合物驱发生了弹性湍流。当We=10时,聚合物驱的弹性湍流强度最强,驱油效率最高达到18.8%。随着We数进一步增加,湍能强度逐渐减弱,驱油效率也逐渐略有降低。对比应力和压力发现,发生弹性湍流的聚合物驱的压力和应力最大值均高于未发生弹性湍流聚合物驱应力和压力的最大值,且弹性湍能强度越强,应力和压力的最大值越大。根据速度等值线和流线分布特征,湍能强度最大时速度等值线在盲端处的波及深度最深,流线呈现不规则的交叉流动,在盲端内具有明显的二次涡流现象。研究结果表明三维孔道内弹性湍流的发生能够进一步提高原油采收率。

关键词：粘弹性聚合物弹性湍流对数构象张量法驱油效率 VOF

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Ф28mm配注井吸水剖面测井仪研制

Ф28mm配注井吸水剖面测井仪研制

作者：刘奇东北石油大学

学位级别：硕士

目前,适于配注井测试的主要方法是放射性同位素示踪载体法和脉冲中子氧活化测井法,这两种方法在实际应用中都存在各自的不足。配注井吸水剖面测井仪是为了解决油管外的分层注入量的测试问题,而研发的一种新型测井仪器,能更准确的反映配... 详细信息

目前,适于配注井测试的主要方法是放射性同位素示踪载体法和脉冲中子氧活化测井法,这两种方法在实际应用中都存在各自的不足。配注井吸水剖面测井仪是为了解决油管外的分层注入量的测试问题,而研发的一种新型测井仪器,能更准确的反映配注井的注入情况。目前该仪器大部分外径为38mm,对于小于38 mm的测量通道的注入井,该仪器的使用受到限制,特别是对于一些复杂配注管柱,无法取得准确数据。为解决该问题,本文讨论研制一种新型测井仪,通过设计仪器的机械结构及其井下电路,更新更换耐热材料,抗压材料等技术手段。实现了对现有测井仪的改进与完善,使仪器的结构更合理,技术指标上有较大提高,进一步增强了仪器的可靠性。并进行了仪器样机的耐压、耐温及仪器稳定性实验。然后与地面测井仪PL2000进行了的联调配接,完成了四口井的现场试验。所测试井包括配注井、笼统井、笼统上返井,从现场应用效果来看,该仪器与同种Ф38mm仪器具有相近的技术指标和测量精度,同时具有测量下限低、仪器造价低廉等特点,也可以用于常规配注井的测量,是一种既经济实用又能进行精确测量的测井仪器,可以为低产油井提供较可靠的注入剖面测井资料,能够解决注入剖面测井存在的大部分问题,可为油田的开发方案的制定和调整提供准确的测试资料。

关键词：配注井测试吸水剖面低渗透油藏泵功图间抽方案

考虑岩石润湿性的粘弹性聚合物驱微观渗流机理研究

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考虑岩石润湿性的粘弹性聚合物驱微观渗流机理研究

作者：何源媛东北石油大学

学位级别：硕士

化学驱技术是我国主要的提高原油采收率技术,聚合物驱已进入工业化应用阶段,并且成功应用于砂岩储层、复杂断块油藏和高温高盐等油藏。我国大部分油田为陆相沉积,储层非均质性严重,水驱开发地质储量占已开发地质储量85%以上,2000年至201... 详细信息

化学驱技术是我国主要的提高原油采收率技术,聚合物驱已进入工业化应用阶段,并且成功应用于砂岩储层、复杂断块油藏和高温高盐等油藏。我国大部分油田为陆相沉积,储层非均质性严重,水驱开发地质储量占已开发地质储量85%以上,2000年至2016年原油年产量超过1000万吨,以大庆油田为例,截止到2020年11月底,聚合物驱已经产出2.26亿吨原油,相比水驱增加了1.44亿吨产量,平均原油采收率提高13%,为我国原油稳产高产提供了支撑。目前,关于聚合物溶液粘弹性和岩石壁面润湿性单一因素对聚合物驱微观渗流机理的影响已有一定的研究,但同时考虑聚合物溶液弹性和润湿性的协同作用对渗流机理的影响研究较少。为此,本文在建立的多孔介质模型基础上,研究聚合物溶液的弹性、润湿性、岩石颗粒形状和重力对渗流机理的影响,为不同润湿特性的实际油藏聚合物驱进一步提高采收率提供重要的理论依据。本文建立了粘弹性聚合物溶液和原油两相微观渗流数学模型,使用VOF(Volume of Fluid)自由界面捕捉法实时追踪驱替过程中的两相界面,利用有限体积法进行离散,采用对数构象法对本构方程和动量方程进行变换,通过接触线附近的控制单元的速度值预估接触线的速度值的动态接触角模型考虑岩石壁面的微观润湿特性,形成了考虑动态润湿效应的粘弹性聚合物溶液-原油两相流的数值计算方法。结果表明,对于盲端孔道模型,水湿条件下的驱油效率最高,为87.12%,其次是中性润湿条件为85.21%,油湿条件下的驱油效率最低,为84.51%;无论是油湿壁面还是水湿壁面条件,随着弹性的增加驱油效率会增大,当维森伯格数We=0.05时的微观驱油效率最高,We从0.01增加到0.05时,水湿条件下驱油效率增加1.19%,而油湿条件下仅增加0.4%,说明聚合物溶液弹性在水湿条件下会发挥更大的作用;针对聚合物溶液在不同多孔介质中的渗流机理展开分析研究,基于饱和度和压力分布特征研究润湿性和岩石颗粒形状对渗流特征的影响,对于三种不同岩石颗粒形状的双层非均质理想模型,磨圆度高的圆形颗粒模型的驱油效率最高,比六边形和菱形模型分别高出3.34%和11.48%;基于圆形颗粒模型研究润湿性的影响,水湿条件下的驱油效率大于油湿条件,接触角越接近90°驱油效率越高,主流道的存在也是影响驱油效率和剩余油分布的重要原因;对于双层非均质真实模型,聚合物溶液优先驱替高渗透层,有重力的驱替方案同时受重力和粘滞力引起的窜流的影响,其微观驱油效率低于无重力驱替方案9.87%;聚驱前缘位置的不同导致各层含油饱和度分布不均匀,考虑壁面润湿性会形成垂向上的毛管力窜流,水湿条件下的驱油效率高出油湿条件3.9%。研究结果不仅能够扩展和丰富粘弹性聚合物溶液的微观渗流机理,还能为矿场实施聚合物驱设计提供参考与指导。

关键词：润湿性非均质油层粘弹性聚合物驱微观驱油效率渗流机理

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考虑诱导裂缝条件的聚合物驱数值试井研究

考虑诱导裂缝条件的聚合物驱数值试井研究

作者：藏秋缘东北石油大学

学位级别：硕士

如今,我国大部分油田正处于水驱开发的后期阶段,化学驱已成为油田提高采收率的重要措施。数据显示,通过EOR方法预测可增加原油可采储量11.8亿吨,化学驱方法覆盖的储量可占76%,其中以聚合物驱油技术应用最为广泛。实际生产中,为了提高注... 详细信息

如今,我国大部分油田正处于水驱开发的后期阶段,化学驱已成为油田提高采收率的重要措施。数据显示,通过EOR方法预测可增加原油可采储量11.8亿吨,化学驱方法覆盖的储量可占76%,其中以聚合物驱油技术应用最为广泛。实际生产中,为了提高注聚井的注入能力,往往会尽可能提高注入压力,此时或多或少会造成在近井地带出现诱导裂缝,一方面增加了近井附近的渗透率,另一方面增加了储层的非均质性,严重影响注聚开发效果。数值试井解释方法利用数值模拟技术的优点,为准确描述和评价注聚诱导裂缝井压力动态特征提供了新的思路和方案。但是目前利用数值试井方法研究考虑聚合物注入阶段产生诱导裂缝的情况较少,因此,本文基于数值试井解释方法开展了考虑诱导裂缝条件的聚合物驱数值试井研究。首先充分调研数值试井方法相关文献,选择使用非结构PEBI混合网格对油藏进行网格剖分。综合考虑聚合物溶液粘浓关系、剪切效应、渗透率下降以及吸附机理,建立了均质油藏聚合物驱垂直井数学模型以及考虑诱导裂缝的聚合物驱垂直裂缝井数学模型。采用有限体积法对数学模型进行离散并采用GMRES方法进行求解,通过MATLAB编程来最终得到井底压力的数值解,绘制压力及压力导数双对数曲线并进行影响因素分析。结果表明,通过将均质油藏聚合物驱垂直井和考虑诱导裂缝的垂直裂缝井井底压力数值解分别与解析解的比较,验证了此数值试井方法的可靠性。通过数值试井曲线敏感性分析得到,井筒储集系数与表皮系数主要对试井曲线早期阶段产生影响。聚合物浓度、剪切效应、渗透率下降系数、不可及孔隙体积主要影响试井曲线后期阶段。裂缝半长影响线性流阶段与椭圆流阶段的曲线高度,裂缝半长越小,压力和压力导数曲线越上翘;无因次裂缝导流系数越大,曲线越向下移,双线性流阶段的特征越不明显;当裂缝闭合速度因子（即delpat）的值为0时,裂缝迅速闭合,由于闭合导致压力发生突变,在压力导数图中表现为一个明显的峰值,delpat越大,闭合的速度越慢,曲线右移。研究结果会进一步拓展聚驱注聚井压力动态解释方法,丰富了注聚诱导裂缝井数值试井相关理论,为准确认识诱导裂缝规模及参数提供重要的技术支持。

关键词：聚合物驱诱导裂缝数值试井裂缝闭合压力动态

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考虑弹性湍流聚合物驱微观渗流机理研究

考虑弹性湍流聚合物驱微观渗流机理研究

作者：张伟东东北石油大学

学位级别：硕士

化学驱提高采收率方法中,聚合物驱占据着重要地位,在油田的工业化应用中取得了良好的效果。人们对层流流态下的聚合物驱微观渗流机理进行了大量的实验和理论研究,从实验和现场数据来看,聚合物的弹性效应可以提高驱替效率。近来,在微观... 详细信息

化学驱提高采收率方法中,聚合物驱占据着重要地位,在油田的工业化应用中取得了良好的效果。人们对层流流态下的聚合物驱微观渗流机理进行了大量的实验和理论研究,从实验和现场数据来看,聚合物的弹性效应可以提高驱替效率。近来,在微观驱油实验中发现低雷诺数(Re)、高威森博格数(We)的聚合物溶液在多孔介质中流动时能够诱发弹性湍流现象,进而降低残余油饱和度。但是目前对湍流流态下聚合物溶液的微观渗流机理的研究较少,尤其缺乏定量描述。因此,本文在层流流态下的粘弹性聚合物溶液微观渗流机理的研究基础上,基于计算流体力学方法(CFD)开展了考虑弹性湍流的粘弹性聚合物驱微观渗流机理研究。首先建立了考虑弹性湍流的聚合物溶液单相渗流数学模型,采用对数构象方法对数学模型进行变换,利用有限体积法对数学模型离散,形成了描述粘弹性聚合物溶液弹性湍流特征的数值计算方法,提高了代表聚合物溶液弹性的We值。深入研究了粘弹性聚合物溶液在盲端孔道和突扩-收缩孔道简化模型中的流动规律,从速度波动和湍流强度的变化特征,给出了弹性湍流发生的临界条件,从流线、速度等值线、应力和压力等角度研究了发生弹性湍流前后聚合物溶液在多孔介质内渗流规律的变化,进而揭示了弹性湍流对粘弹性聚合物溶液微观渗流特征及微观波及效率的影响。结果表明,在低Re条件下,高弹性聚合物溶液在多孔介质中发生弹性湍流的临界威森博格数We为50。弹性湍流改变了盲端和凸角内的涡流大小及涡心的位置,进而扩大聚合物溶液的微观波及面积。此外,弹性湍流增大了盲端和凸角内的偏应力,在死油区内压力等值线比较密集,形成了较高的附加压降,增大了进出口压差,为残余油的流动提供了动力来源。发生湍流前,微观波及效率随着Re的增大明显增加,发生湍流后,由于聚合物溶液的弹性效应主导占优,Re对微观波及效率影响很小。发生弹性湍流时,盲端孔道中的微观波及效率较We=0时提高了21%8%,突扩-收缩孔道中的微观波及效率较We=0时提高了8%6%,因此弹性湍流对提高多孔介质内残余油的微观波及效率具有较大的贡献。研究结果为油田聚合物驱油体系设计、筛选、注入工作制度的确定提供了重要的理论支持,同时拓展、丰富了粘弹性聚合物驱微观渗流机理。

关键词：粘弹性聚合物驱弹性湍流威森博格数微观波及效率渗流机理