利用數值模擬技術模擬室內物模驅油實驗可行性研究

沈 妍

（黑龍江省大慶勘探開發研究院，黑龍江大慶163712）

利用數值模擬技術模擬室內物模驅油實驗可行性研究

沈 妍*

（黑龍江省大慶勘探開發研究院，黑龍江大慶163712）

室內物模驅油實驗由于本身的局限性，實驗時間長，天然巖芯昂貴，而數值模擬具有靈活性、可控性等特點，運用更為方便，運用數模技術作為室內物模驅油實驗提前預測，節省物模實驗運行成本。通過ChemEOR軟件進行驅油模擬實驗，進行了強堿和弱堿三元體系的驅油效果對比，模擬段塞組合優化研究，模擬不同注入方式對驅油效果的影響，通過對比得出，數值模擬結果與室內物模驅油實驗結果基本一致，利用數值模擬技術模擬室內物模驅油實驗可行。

三類油層；三元復合驅；數值模擬

本文模型用Petrel軟件建模，用Eclipse軟件進行水驅歷史擬合，將擬合后的模型數據導出，完成ChemEOR數據流前期準備，通過室內實驗數據和三類油層三元復合驅化學驅方案編寫ChemEOR軟件聚合物卡片和動態控制卡片，而對室內物模驅油實驗的模擬是通過編寫SLUG卡片和修改聚合物卡片完成的。由于模型內部數據需進一步完善，本文只對數值模擬結果和物模實驗結果進行對比，對數模預測沒有參考意義。

1 模擬不同堿類型體系優選方案

室內物模驅油實驗表明：強堿三元體系與弱堿三元體系提高采收率相當。依據化學驅試驗方案編寫SLUG卡片，段塞組合方式為：前置段塞+主段塞+副段塞+保護段塞，依據室內測定的強堿三元和弱堿三元數據，修改了聚合物卡片中的濃粘卡片、剪切卡片、界面張力卡片、吸附卡片等相關卡片，將數據流運行，得出累計產油量（如圖1）。

圖1 不同三元體系對比結果圖

通過累產油量的對比得出：強堿三元體系和弱堿三元體系累計產油量相當，強堿三元體系略高于弱堿三元體系累計產油量，與室內物模驅油實驗得出的化學驅采收率相當的結果保持一致。

2 模擬三元復合驅段塞優化方案

2.1 模擬高粘前置段塞的作用

聚合物具有降低油水流度比的作用，在三元主段塞前增加聚合物段塞能使三元主段塞更好地發揮作用，室內物模驅油實驗表明，增加高粘前置聚合物段塞效果好于三元整體段塞（結果見表1）。

表1 高粘度前置段塞三元復合驅油提高采收率數據表

數值模擬方案:驅替體積為0.4PV，堿和表活劑總用量不變，前置聚合物段塞長度為0.1PV，對比2種體系累計產油量，結果如圖2所示。

圖2 高粘前置段塞體系驅油效果對比圖

由數值模擬結果得出：注入體積小于0.1PV時，三元段塞驅油效果好于前置聚合物段塞，注入體積大于0.1PV時，由于堿和表活劑總用量不變，組合段塞體系中主段塞部分化學劑濃度高于整體主段塞化學劑濃度，組合段塞體系產油量幅度增大，2條曲線交叉于0.2PV，累計產油量相等，當注入體積大于0.2PV時，組合段塞體系累計產油量大于整體段塞體系。數模結果與室內物模結果一致。

2.2 模擬副段塞的作用

三元復合驅段塞的尺寸越大，采收率的增幅越大，但三元驅后期采收率的增幅差值逐漸減小，在藥劑用量相同的條件下，增加副段塞，使其三元段塞變長，這樣的段塞組合的采收率增幅較大。

數值模擬方案：聚合物、堿、表活劑總用量不變，副段塞化學劑用量為主段塞的一半，所以相同化學劑用量時，副段塞體積是主段塞的2倍。整體主段塞體系驅替體積為0.3PV；主段塞+副段塞體系驅替體積為0.15PV+0.3PV，數值模擬結果如圖3。

圖3 組合段塞體系驅油效果對比圖

三元復合驅前期時，累計產油量曲線呈上揚趨勢，由于副段塞化學劑用量是主段塞的一半，所以累計產油曲線趨勢變緩，驅替結束時，組合段塞累計產油量大于整體段塞，結果與室內物模驅油試驗保持一致。

2.3 模擬組合段塞的驅油效果

通過室內驅油實驗表明，采用組合段塞的注入方式，效果優于單一三元體系。數值模擬研究采用化學劑總量不變的研究方法，為方便計算，組合段塞中前置段塞由于用量小不納入計算范圍，主段塞驅替體積為0.3PV，組合段塞驅替體積為0.0375PV前置段塞+ 0.15PV主段塞+0.3PV副段塞，結果如圖4所示。

圖4 組合段塞體系驅油效果對比圖

當前置段塞尺寸為0.0375PV時，與相同尺寸的主段塞驅油效果基本相同。數模軟件運算產油量不同，但差值很小，從曲線可以看出組合段塞體系驅油效果好于整體段塞，與室內物模實驗結果一致。

3 模擬注入方式優化方案

依據室內物模驅油方案編制數模對比方案（見表2）。通過對比等粘注入方式、梯度增粘注入方式、梯度降粘注入方式驅油效果，研究注入方式對采出程度的影響（結果見圖5）。

表2 三元復合驅注入方式表

數值模擬結果表明，注入方式的改變，影響三元體系的驅油效果。

4 結論

（1）通過數值模擬計算，強堿三元體系與弱堿三元體系驅油效果相當。

TE357.6

A

1004-5716(2015)03-0083-03

2015-01-09

2015-01-11

沈妍（1986-），女（漢族），黑龍江大慶人，助理工程師，現從事規劃構造研究工作。