二类油层聚驱微观驱油效率影响因素研究

doi:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.02.005

石油化工高等学校学报 ›› 2023, Vol. 36 ›› Issue (2): 34-41.DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.02.005

二类油层聚驱微观驱油效率影响因素研究

何源媛¹(), 钟会影¹, 郭松林², 杨庭宝³

^1.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318
^2.中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆 163712
^3.中国石油大庆油田有限责任公司第二采油厂，黑龙江大庆 163458

收稿日期:2021-10-04 修回日期:2021-11-28 出版日期:2023-04-25 发布日期:2023-05-06
通讯作者: 钟会影
作者简介:何源媛（1998⁃），女，硕士研究生，从事黏弹性聚合物微观渗流机理方面研究；E⁃mail：rainbow_hyy@126.com。
基金资助:
中国博士后科学基金项目(2019M661250);黑龙江省博士后经费资助项目(LBH?Z19050)

Influencing Factors of Microscopic Oil Displacement Efficiency by Polymer Flooding in Class II Reservoirs

Yuanyuan He¹(), Huiying Zhong¹, Songlin Guo², Tingbao Yang³

^1.School of Petroleum Engineering，Northeast Petroleum University，Daqing Heilongjiang 163318，China
^2.Research Institute of Exploration and Development，Daqing Oilfield Company，PetroChina，Daqing Heilongjiang 163712，China
^3.Second Oil Production Plant，Daqing Oilfield Company，PetroChina，Daqing Heilongjiang 163458，China

Received:2021-10-04 Revised:2021-11-28 Published:2023-04-25 Online:2023-05-06
Contact: Huiying Zhong

摘要/Abstract

摘要：

二类B油层目前已经成为大庆油田的主要开采对象，其地质储量占二类油层的45.8%。针对二类B油层开采差异较大的现象，建立了黏弹性聚合物?原油两相数学模型，并采用对数构象法进行变换；利用VOF法追踪聚驱过程中的两相界面，得到了黏弹性聚合物?原油两相流的数值模型；通过二类油层微观模型研究孔隙结构和聚合物黏弹性对微观驱油效率的影响。结果表明，储层非均质性越强，微观驱油效率越低，孔隙参数较好的二类A油层的驱油效率高于二类B油层2.10%；随着黏度的增加，微观驱油效率增大，黏度比（聚合物与原油的黏度比）为1.5 $∶$ 1、2.0 $∶$ 1和10.0 $∶$ 1的方案驱油效率比黏度比为1.0 $∶$ 1的方案高0.59%、0.80%和4.10%；随着弹性的增加，微观驱油效率增大，但当松弛时间大于13 s后，微观驱油效率略有降低，说明聚合物的弹性对驱油效率的贡献存在最优值。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。

关键词: 二类油层, 聚合物驱, 孔隙结构, 黏弹性, 驱油效率

Abstract:

Class II?B reservoirs have become the main exploitation target in Daqing Oilfield, and their geological reserves account for 45.8% of the Class II reservoirs.In view of the huge difference in the exploitation of Class II?B reservoirs,a two?phase mathematical model of viscoelastic polymer solution and crude oil was built,and the logarithmic conformation method was used to transform the model.The VOF method was employed to track the two?phase interface in the displacement process,and thus a two?phase numerical model of viscoelastic polymer solution and crude oil was obtained.Moreover,the effects of pore structure and viscoelasticity of polymer on microscopic oil displacement efficiency were studied by the microscopic model of Class II reservoirs. The results demonstrate that higher reservoir heterogeneity is accompanied by lower microscopic oil displacement efficiency,and the oil displacement efficiency of Class II?A reservoirs with better pore parameters is 2.10% higher than that of Class II?B reservoirs.With the increase in viscosity,the microscopic oil displacement efficiency increases,and the oil displacement efficiency of schemes with a viscosity ratio of (viscosity ratio of polymer to crude oil) 1.5 $∶$ 1,2.0 $∶$ 1 and 10.0 $∶$ 1 is 0.59%,0.80% and 4.10% higher,respectively, than that with a viscosity ratio of 1.0 $∶$ 1. With the increase in elasticity, the microscopic oil displacement efficiency rises, but when the elasticity is higher than 13 s,the microscopic oil displacement efficiency decreases slightly,which indicates that the elasticity of polymer solution has an optimal value for improving oil displacement efficiency.The research results provide important theoretical support for the polymer flooding development of Class II?B reservoirs in Daqing oilfield.

Key words: Class II reservoirs, Polymer flooding, Pore structure, Viscoelastic, Displacement efficiency

中图分类号:

TE343

何源媛, 钟会影, 郭松林, 杨庭宝. 二类油层聚驱微观驱油效率影响因素研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2023, 36(2): 34-41.

Yuanyuan He, Huiying Zhong, Songlin Guo, Tingbao Yang. Influencing Factors of Microscopic Oil Displacement Efficiency by Polymer Flooding in Class II Reservoirs[J]. Journal of Petrochemical Universities, 2023, 36(2): 34-41.

图/表 11

表1 油层的孔隙结构参数

Table 1 Pore structure parameter of reservoir

油层名称	渗透率/mD	孔喉比	配位数	分选系数	平均孔隙半径/μm	平均喉道半径/μm
二类A	1 693.50	8.93	1.46	3.11	442.30	14.63
二类B	494.75	8.34	1.27	4.21	60.66	9.41

图1 二类油层微观模型网格剖分图（a） A油层（b） B油层

Fig.1 Microscopic model grid division diagram of Class II reservoirs

图2 出入口压差随注入孔隙体积倍数的变化曲线

Fig.2 The change curve of inlet and outlet pressure difference with injection pore volume multiple

表2 聚合物及原油的物性参数

Table 2 Physical properties of polymer solution and crude oil

参数	数值
参数	原油	聚合物
密度/(kg $⋅$ m^-3)	860	960
黏度/(mPa∙s)	10	10
松弛时间/s	0	10
界面张力/(mN $⋅$ m^-1)	4.8	4.8

表2 聚合物及原油的物性参数

Table 2 Physical properties of polymer solution and crude oil

参数	数值
参数	原油	聚合物
密度/(kg $⋅$ m^-3)	860	960
黏度/(mPa∙s)	10	10
松弛时间/s	0	10
界面张力/(mN $⋅$ m^-1)	4.8	4.8

图3 二类A油层和二类B油层微观模型饱和度分布

Fig.3 The saturation distribution of the micro?model of the second class A reservoir and the second class B reservoir

图4 聚合物黏度不同时的孔隙饱和度分布

Fig.4 The pore saturation distribution of polymer with different viscosity

图5 注入孔隙体积倍数不同时孔隙饱和度分布

Fig.5 Pore saturation distribution corresponding to the different pressure difference

图6 不同聚合物黏度下出入口压差随注入孔隙体积倍数变化曲线

Fig.6 The change curve of inlet and outlet pressure difference with injection pore volume multiples under different polymer solution viscosity

图7 松弛时间不同时的饱和度分布

Fig.7 The saturation distribution with different relaxation time

图8 微观驱油效率随松弛时间的变化曲线

Fig.8 The change curve of microscopic displacement efficiency with relaxation time

图9 不同松弛时间下速度随注入孔隙体积倍数的变化

Fig.9 The change of velocity with the multiple of injected pore volume at different relaxation time

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