聚合物驱后凝胶颗粒调剖流固耦合数值模拟研究

作为聚合物驱后提高采收率的新技术，凝胶颗粒调剖技术的应用逐年扩大。但还没有形成完善的数值模拟理论和方法，聚合物驱后凝胶颗粒调的参数优化、方案设计等仍然依赖于传统的凝胶调驱数值模拟方法。开展聚合物驱后凝胶颗粒调剖封堵规律实验研究，建立聚驱后凝胶颗粒在储层中的三维渗滤动力学方程，以描述凝胶颗粒在地层渗滤过程中的运移、滞留和封堵规律；建立储层的渗透率、孔隙度等参数的动态演化模型，描述调剖过程中对储层非均质参数的动态改变特征；将凝胶颗粒渗滤动力学模型、储层参数动态变化数学模型与储层流体渗流数学模型进行耦合，建立聚驱后凝胶颗粒调剖的流固耦合数学模型，研究相应的数值模拟方法；利用研究的流固耦合数值模拟方法，开展岩心实验数据拟合、概念模型参数敏感性分析和实际井组的拟合计算，进一步完善模型。该项目的研究可进一步完善聚合物驱后凝胶颗粒调剖数值模拟理论和方法，为工艺参数优化和方案设计提供技术支撑。

聚合物驱后地下仍有约一半的地质储量未采出，近年来发展的凝胶颗粒调剖技术能够进一步提高聚合物驱后原油采收率。目前研究多集中于通过实验研究颗粒调剖机理方面，数值模拟方面的研究较少。数值模拟方法能够克服传统调剖方案设计方法盲目性大、措施无效井多的缺陷，减少不必要的经济损失，对于矿场方案的制定具有重要指导意义。. 本文首先筛选了凝胶颗粒类型，对其调剖特性和地层匹配性进行了研究，然后评价了储层残留聚合物对调剖效果的影响。通过这一系列实验，弄清了凝胶颗粒在调剖过程中体现出来的粒径变化、增粘、变形运移等主要物化机理，对比分析了聚驱后凝胶颗粒调剖时机以及不同调剖剂体系对调剖效果的影响。. 在实验基础上，建立了调剖机理的数学描述方法，将凝胶颗粒的运移过程分为滞留与变形运移两个过程，建立了描述凝胶颗粒变形运移过程的运动方程和描述孔渗参数变化的方程，研究了凝胶颗粒的单井封堵规律。分别建立流体渗流模型和凝胶颗粒运移模型，得到描述聚合物驱后凝胶颗粒调剖的耦合模型。对模型的差分离散方法、线性化处理方法进行了对比分析，建立了一套有效的数值求解方法。.利用所建模型对实验结果和矿场实际开发指标进行了拟合，综合验证了模型的可靠性，对所建模型进行了参数敏感性分析，总结了不同参数对提高采收率效果的影响规律。结果表明，本研究所建耦合模型能够对凝胶颗粒调剖过程进行准确模拟，并实现对调剖方案参数的优选，能够起到指导调剖工艺设计的作用。. 利用本文提出的数值模拟方法对大庆油田某井组凝胶颗粒调剖矿场应用进行了分析，在历史拟合和剩余油分析的基础上对凝胶颗粒调剖参数进行了优化，并对调剖效果进行了评价，取得了较好的增油降水效果。