两相驱替相对渗透率研究

两相驱替相对渗透率研究
两相驱替相对渗透率研究
现代油藏工程理论广泛应用了两相驱替相对渗透率数据，以便进行简约的油藏工程计算或者较为复杂的油藏数值模拟。

传统的采用室内岩心驱替获得相对渗透率计算方法针对低渗透储层和聚合物驱来说存在一定不足，不能真实反映两相驱替的相对渗透率变化规律。

论文以室内非稳态两相驱替过程为主要研究对象，结合物理模拟和数学模拟，较深入地研究了两相非稳态驱替时岩心内部流体相对渗透率的计算理论和应用方法，主要的研究内容和取得的认识如下：
1、理论分析表明，在经典的JBN相对渗透率计算中，岩心平均含水饱和度与注水倍数之间的关系是单调的，本文提出了新的、保证单调性的多项式回归方法，提高了计算精度和数据分析的合理性。

2、基于法国学者Marle（1981）给出的压力分布方程，新建了一种非稳态驱替相对渗透率计算方法。

该方法具有更高的精度，同时能够外推得到当注入倍数为无穷大时的油水两相相对渗透率数据，结果具有重要应用价值。

3、采用启动压力梯度修正的运动方程，给出了低渗透介质中的油水两相渗流计算方法，得到了表征低渗透介质渗流特征的一个无量纲数——Re0，其值正比于注入速度和油相粘度，反比于地层渗透率。

4、基于非牛顿渗流理论的非稳态驱替实验，建立了非牛顿流体驱替牛顿流体的两相渗流非线性数学模型，推导出了新的聚合物驱相对渗透率的计算模型，并给出了相应的求解方法和自动化软件。

5、有效改进了非稳态法聚合物驱实验流程，建立了实验初始压差选择新规则，实现了实验过程和数学模型的假设条件相一致，取得了较好的测试效果。

6、建立了测量聚合物溶液不可及体积的实验方法，多次实验结果表明，聚合物驱不可及体积随着分子量的增加而增大，随着岩心渗透率的增大而减小。

7、不同条件下聚合物驱相对渗透率曲线研究结果表明，随着聚合物分子量和浓度的增加，含聚水相的相对渗透率逐渐下降，油水两相跨度增大，残余油饱和度降低；油湿岩心与水湿岩心相比，油相渗透
率偏小，含聚水相相对渗透率增大，含水率上升幅度变快，等渗点和右端点都明显偏左，但在水驱后开展聚合物驱，油湿岩心上的效果要好于水湿岩心；随着岩心渗透率的增加，残余油饱和度减小，含水率上升幅度变缓，残余油饱和度与渗透率存在较强的数学相关性。

8、新方法测定出的聚合物驱相对渗透率曲线已在数值模拟矿场实例中得到了应用。

新方法模拟计算开发指标与实际生产动态符合程度更好，预测结果可信度更高。

中文摘要5-7Abstract7-9目录9-12前言12-190-1 多相渗流问题的复杂性12-140-2 相对渗透率理论的重要性14-150-3 相对渗透率的测量方法15-170-4 关键问题和创新点17-191 中高渗油水相对渗透率非稳态计算方法19-39
1.1 经典驱替理论19-21
1.2 经典 JBN 方法21-28
1.
2.1 视粘度—注水倍数关系方程21-22
1.
2.2 平均含水饱和度—末端含水饱和度关系方程22-23
1.
2.3 油水相对渗透率计算方法23-24
1.
2.4 算例验证24-28
1.3 Marle 方法28-38
1.
3.1 岩心压降速度方程28-29
1.
3.2 驱替岩心饱和度分布29-30
1.
3.3 驱替岩心累计注采关系30-31
1.
3.4 恒速驱替 Marle 方法31-33
1.
3.5 验证算例33-38
1.4 本章小结38-392 低渗透储层油水非稳态相对渗透率计算方法39-53
2.1 低渗透介质启动压力梯度确定方法40
2.2 低渗透介质两相驱替理论40-42
2.3 视粘度—注水倍数关系方程42-44
2.4 平均含水饱和度—末端含水饱和度关系方程44
2.5 相对渗透率计算方法44-46
2.6 计算实例46-52
2.7 本章小结52-533 气液非稳态相对渗透率计算方法53-65
3.1 非线性渗流定律53-55
3.2 实验步骤及实验要求55
3.3 驱替的理论依据55-56
3.4 气液两相相对渗透率算法56-59
3.
4.1 视粘度—注水倍数关系方程56-57
3.
4.2 平均含气饱和度与末端含水饱和度关系方程57-59
3.
4.3 相对渗透率算法59
3.5 计算实例59-64
3.6 本章小结64-654 聚合物驱相对渗透率计算方法65-90
4.1 聚合物驱相对渗透率曲线研究现状65-67
4.2 研究方法和思路67-68
4.3 聚合物驱相对渗透率测定实验方法研究68-73
4.
3.1 常规实验方法之不足68-70
4.
3.2 实验方法的改进70-73
4.4 聚合物驱有效粘度计算模型的建立73-78
4.
4.1 牛顿流体 Blake-Kozeny 方程73-75
4.
4.2 圆管层流一般问题75-76
4.
4.3 非牛顿流体修正的 Blake- Kozeny 方程76-78
4.5 广义 JBN 方法78-85
4.
5.1 非线性驱替理论78-79
4.
5.2 相对渗透率计算公式79-81
4.
5.3 端部视粘度—注水倍数关系方程81-82
4.
5.4 平均含聚饱和度—末端含聚饱和度关系方程82-83
4.
5.5 计算方法83-85
4.6 计算实例85-88
4.7 本章小结88-905 聚合物驱不可及体积测量方法90-99
5.1 目前测量不可及体积方法之不足90-92
5.
1.1 双段塞法90-91
5.
1.2 产出液浓度剖面法91-92
5.
1.3 现有实验方法之不足92
5.2 不可及体积测量新方法探索及应用92-98
5.
2.1 新方法的测定原理及可行性92-94
5.
2.2 测量准确性验证94-95
5.
2.3 测量方法应用及结果分析95-98
5.3 本章小结98-996 聚合物驱相对渗透率曲线影响因素研究99-120
6.1 实验条件99
6.2 实验方案99-100
6.3 聚合物溶液特性参数测定100-101
6.4 聚合物驱相对渗透率曲线影响因素研究101-118
6.
4.1 聚合物分子量的影响101-104
6.
4.2 聚合物浓度的影响104-106
6.
4.3 聚合物溶液弹性的影响106-110
6.
4.4 储层渗透率的影响110-112
6.
4.5 储层润湿性的影响112-116
6.
4.6 高分子量高浓度聚合物驱相对渗透率曲线特征116-118
6.5 本章小结118-1207 聚合物驱相对渗透率曲线应用实例120-129
7.1 POLYGEL 模拟器聚合物弹性驱油数学模型简介120-122
7.
1.1 聚合物驱弹性提高微观驱油效率的实验表征[62]121
7.
1.2 残余油饱和度的数学表征121-122
7.
1.3 相对渗透率曲线的表征122
7.2 南一区东块 1 号站高浓度聚合物驱数值模拟研究122-129 7.
2.1 南一区东块 1 号站高浓度聚合物驱概况122-124
7.
2.2 数值模拟研究124-129总结129-131
参考文献
131-136致谢136-137攻读博士学位期间发表论文及获奖情况137-138作者简介138。