利用数值模拟技术模拟室内物模驱油实验可行性研究

沈 妍

（黑龙江省大庆勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

利用数值模拟技术模拟室内物模驱油实验可行性研究

沈 妍*

（黑龙江省大庆勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

室内物模驱油实验由于本身的局限性，实验时间长，天然岩芯昂贵，而数值模拟具有灵活性、可控性等特点，运用更为方便，运用数模技术作为室内物模驱油实验提前预测，节省物模实验运行成本。通过ChemEOR软件进行驱油模拟实验，进行了强碱和弱碱三元体系的驱油效果对比，模拟段塞组合优化研究，模拟不同注入方式对驱油效果的影响，通过对比得出，数值模拟结果与室内物模驱油实验结果基本一致，利用数值模拟技术模拟室内物模驱油实验可行。

三类油层；三元复合驱；数值模拟

本文模型用Petrel软件建模，用Eclipse软件进行水驱历史拟合，将拟合后的模型数据导出，完成ChemEOR数据流前期准备，通过室内实验数据和三类油层三元复合驱化学驱方案编写ChemEOR软件聚合物卡片和动态控制卡片，而对室内物模驱油实验的模拟是通过编写SLUG卡片和修改聚合物卡片完成的。由于模型内部数据需进一步完善，本文只对数值模拟结果和物模实验结果进行对比，对数模预测没有参考意义。

1 模拟不同碱类型体系优选方案

室内物模驱油实验表明：强碱三元体系与弱碱三元体系提高采收率相当。依据化学驱试验方案编写SLUG卡片，段塞组合方式为：前置段塞+主段塞+副段塞+保护段塞，依据室内测定的强碱三元和弱碱三元数据，修改了聚合物卡片中的浓粘卡片、剪切卡片、界面张力卡片、吸附卡片等相关卡片，将数据流运行，得出累计产油量（如图1）。

图1 不同三元体系对比结果图

通过累产油量的对比得出：强碱三元体系和弱碱三元体系累计产油量相当，强碱三元体系略高于弱碱三元体系累计产油量，与室内物模驱油实验得出的化学驱采收率相当的结果保持一致。

2 模拟三元复合驱段塞优化方案

2.1 模拟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发挥作用，室内物模驱油实验表明，增加高粘前置聚合物段塞效果好于三元整体段塞（结果见表1）。

表1 高粘度前置段塞三元复合驱油提高采收率数据表

数值模拟方案:驱替体积为0.4PV，碱和表活剂总用量不变，前置聚合物段塞长度为0.1PV，对比2种体系累计产油量，结果如图2所示。

图2 高粘前置段塞体系驱油效果对比图

由数值模拟结果得出：注入体积小于0.1PV时，三元段塞驱油效果好于前置聚合物段塞，注入体积大于0.1PV时，由于碱和表活剂总用量不变，组合段塞体系中主段塞部分化学剂浓度高于整体主段塞化学剂浓度，组合段塞体系产油量幅度增大，2条曲线交叉于0.2PV，累计产油量相等，当注入体积大于0.2PV时，组合段塞体系累计产油量大于整体段塞体系。数模结果与室内物模结果一致。

2.2 模拟副段塞的作用

三元复合驱段塞的尺寸越大，采收率的增幅越大，但三元驱后期采收率的增幅差值逐渐减小，在药剂用量相同的条件下，增加副段塞，使其三元段塞变长，这样的段塞组合的采收率增幅较大。

数值模拟方案：聚合物、碱、表活剂总用量不变，副段塞化学剂用量为主段塞的一半，所以相同化学剂用量时，副段塞体积是主段塞的2倍。整体主段塞体系驱替体积为0.3PV；主段塞+副段塞体系驱替体积为0.15PV+0.3PV，数值模拟结果如图3。

图3 组合段塞体系驱油效果对比图

三元复合驱前期时，累计产油量曲线呈上扬趋势，由于副段塞化学剂用量是主段塞的一半，所以累计产油曲线趋势变缓，驱替结束时，组合段塞累计产油量大于整体段塞，结果与室内物模驱油试验保持一致。

2.3 模拟组合段塞的驱油效果

通过室内驱油实验表明，采用组合段塞的注入方式，效果优于单一三元体系。数值模拟研究采用化学剂总量不变的研究方法，为方便计算，组合段塞中前置段塞由于用量小不纳入计算范围，主段塞驱替体积为0.3PV，组合段塞驱替体积为0.0375PV前置段塞+ 0.15PV主段塞+0.3PV副段塞，结果如图4所示。

图4 组合段塞体系驱油效果对比图

当前置段塞尺寸为0.0375PV时，与相同尺寸的主段塞驱油效果基本相同。数模软件运算产油量不同，但差值很小，从曲线可以看出组合段塞体系驱油效果好于整体段塞，与室内物模实验结果一致。

3 模拟注入方式优化方案

依据室内物模驱油方案编制数模对比方案（见表2）。通过对比等粘注入方式、梯度增粘注入方式、梯度降粘注入方式驱油效果，研究注入方式对采出程度的影响（结果见图5）。

表2 三元复合驱注入方式表

数值模拟结果表明，注入方式的改变，影响三元体系的驱油效果。

4 结论

（1）通过数值模拟计算，强碱三元体系与弱碱三元体系驱油效果相当。

TE357.6

A

1004-5716(2015)03-0083-03

2015-01-09

2015-01-11

沈妍（1986-），女（汉族），黑龙江大庆人，助理工程师，现从事规划构造研究工作。