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复合体系的界面-流变特性对驱油的综合作用研究

侯吉瑞  
【摘要】:以复合驱技术研究为背景,针对大庆油田矿场遇到的碱垢等实际问题,在物理模拟实验基础上,结合理论分析,揭示界面—流变行为对采收率的综合作用机制,确定两种因素发挥作用的条件,探讨低碱复合驱的技术可行性,为推动复合驱技术的深入发展,提供理论依据和技术改进方向。 碱对复合体系界面与流变特性的影响 利用DX-500型旋滴界面张力仪、RS150流变仪及Nanoscope Ⅲa型原子力显微镜研究发现,高碱虽然有利于形成超低界面张力,但同时也使溶液中HPAM分子链由舒展转向蜷缩,导致复合体系的粘弹性损失严重。为使复合体系具有最佳驱油性能,在确定复合驱配方时,应该综合考虑界面活性与流变性之间的最佳匹配关系。 复合体系界面与流变特性对驱油的综合作用研究 利用天然岩心、人造二维、三维纵向非均质物理模型及加隔层的非均质模型进行宏观驱油物理模拟实验发现,超低界面张力对均质油藏中的采收率影响明显,而对于非均质油藏而言,存在一个与非均质程度相适应的临界表观粘度μ_σ,只有复合体系的表观粘度达到μ_σ后,才能充分显示出超低界面张力的作用。低碱复合体系更好地启动中、低渗透层。 利用微观仿真模型上进行的驱替效率实验,同样证明超低界面张力虽然有利于局部驱油效率的提高,但对于整个非均质模型而言,扩大波及效率是提高采收率的根本保证,与宏观驱替实验相符合。 渗流过程中化学剂的损耗与超低界面张力的有效作用距离研究 利用填管模型研究化学剂的动滞留规律,并结合计算发现,在距注入井约20%的井距内,损失了大约80%的活性剂。超低界面张力在油层中的有效作用距离很短,由此推断超低界面张力对提高采收率的贡献有限,而复合体系在非超低界面张力状态下对采收率的贡献应予以足够的重视。 对复合驱理论的一些探讨 分析毛管系统水驱油的作用力,讨论界面张力对毛管驱替阻力的影响发现,界面张力由10~(-2)mN/m降到10~(-3)mN/m时,对驱动力的影响小于5%;采用并联毛管模型进一步分析了复合体系粘弹性对扩大微观波及效率的重要性;以实验为基础,对经典的毛管准数公式进行了改进,引入了描述油藏非均质程度的渗透率变异系数,从而可以使计算结果与实际采收率有更好的符合关系。


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