粘弹性聚合物驱油的数学模型

清华大学学报(自然科学版)2006年第46卷第6期

CN1122223 N.46,No.6JTsinghuaUniv(Sci&Tech),2006,Vol35 37

8822885

粘弹性聚合物驱油的数学模型

陈　国,　赵　刚,　马远乐

(清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084)

摘　要:为了研究粘弹性聚合物驱油规律,建立了粘弹性聚合物驱油数学模型。从弹性效应和粘性效应两个方面描述聚合物驱油机理。聚合物弹性能够降低残余油饱和度,聚合物粘性改善油水流度比,扩大波及体积。该模型能够模拟聚合物驱油具有的提高微观驱油效率和流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等一系列物化现象。利用该模型拟合了实验室聚合物岩心驱油过程。数值模拟结果与实际岩心驱油过程基本一致,表明该模型可以进行聚合物驱油的机理研究、实际应用可行性研究、矿场方案优选和开发效果预测。

关键词:三次采油;聚合物驱油;粘弹性;模型

中图分类号:TE319

文章编号:100020054()0620882204

文献标识码:A

聚合物溶液具有粘弹性,在驱油过程中,其粘性

能够改善油水流度比,扩大宏观波及效率;而靠其弹性能够携带水驱无法驱动的残余油,降低残余油饱和度,提高微观驱油效率[1]。

目前,国内外所有的聚合物驱油数学模型对聚现有的数学模型在机。论研究成果,建立了粘弹性聚合物驱油数学模型。该模型能够模拟聚合物的粘性和弹性驱油效应,满足油田聚合物驱油实际应用。

1　基本数学方程系统

Mathematicalmodelofenhancedoil

recoveryforviscous-elastic

polymerflooding

CHENGuo,ZHAOGang,MAYuanle

1.1　基本假设

作如下假设:油藏等温;固相不流动;Fick弥散;理想混合;流体渗流满足Darcy定律;聚合物以及各种离子存在于水相中。1.2　物质守恒方程

(InstituteofNuclearandNewEnergyTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)

Abstract:Amathematicalmodelofviscous2elasticpolymerfloodingwasdevelopedtostudyenhancedoilrecoverymechanismsandtoforecastoilexploitationperformance.Themodelsimulatesboththeelasticityeffectandtheviscositymobilitycontroleffect.Polymerelasticitycanreduceresidualoilsaturation,whilepolymerviscositywillimprovethemobilityratiobetweentheoleicandaqueousphases,whichwillexpandthevolumetricsweepefficiency.efficiencyandmobilitycontrol.physicochemicalphenomena

The

mainprocessmechanismsincludeincreasingthedisplacement

Themodelincorporatesvarious

as

convection,

dispersion,

such

应用Darcy定律给出以第i种物质组份总浓度

[2,3] 为Ci形式表达的i种物质组份的物质守恒方程

( )

<CiΘ+divi9t

np

∑Θ(C

k

l=1

il

ul-Dil)=Qi.

(1)

是第i种物质组份的总浓度;C是l相中式中:Ciil

第i种物质组份的浓度;Θi是组份的密度;Dil是

Fick弥散项

,下标l表示第l相;<是孔隙度;Qi是源汇项;np是相数。

收稿日期:2005206228

作者简介:陈国(19682),男(汉),黑龙江,高级工程师,博士研究

生。

通讯联系人:赵刚,副研究员。

E2mail:zhaogang@inet.tsinghua.edu.cn

diffusion,andadsorption.Simulationsofknowncorefloodingdatashowthatthemodelcansimulateviscous2elasticpolymerfloodingmechanismsoptimization,

for

use

in

feasibility

evaluations,

for

pilot

plan

andperformancepredictions

viscous2elastic

polymerenhancedoilrecovery.

Keywords:enhancedoilrecovery;polymerflooding;viscosityand

elasticity;reservoirnumericalsimulation;mathematicalmodel

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