粘弹性聚合物驱普通稠油微观渗流数学模型

作     者：钟会影 张伟东 刘义坤 尹洪军 Zhong Huiying;Zhang Weidong;Liu Yikun;Yin Hongjun

作者机构：东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(No.51604079) 黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划(No.UNPYSCT-2016126) 

出 版 物：《地球科学（中国地质大学学报）》 (Earth Science-Journal of China University of Geosciences)

年 卷 期：2017年第42卷第8期

页      码：1364-1372页

摘      要：我国海上稠油资源比较丰富,但由于受到海上条件等因素限制,聚合物驱成为提高海上稠油采收率的主要方法.因此深化聚合物溶液驱稠油微观渗流机理对于进一步提高采收率具有十分重要的意义.目前关于粘弹性聚合物渗流机理的理论研究主要局限于弹性聚合物溶液的单相流体在微观孔道内流动特征研究,而针对粘弹性聚合物、油两相流体渗流机理的研究甚少,特别是针对稠油聚合物驱的相关研究未见报道.为此,借助于计算方法较为成熟的OpenFOAM开源平台开展了聚合物驱稠油两相流体渗流机理的研究;以收缩孔道为微观物理模型,建立了粘弹性聚合物溶液、普通稠油两相渗流连续性方程、运动方程及本构方程,并采用VOF(volume of fluid)界面追踪方法建立两相界面相方程;以OpenFOAM开源平台为基础,开发了粘弹性流体、幂律流体两相流体求解器;绘制了不同弹性聚合物溶液在微观孔道内驱油的饱和度分布、速度分布及应力分布特征.结果表明,相对于水驱,纯粘性聚合物溶液前缘突破时间慢,波及面积大,驱油效率高.相比于同等粘度的纯粘性聚合物溶液,粘弹性聚合物的弹性有助于挖潜凸角内的残余油,聚合物溶液的弹性越大,稠油驱油效率越高.随着聚合物溶液弹性的增强,第一法向应力增大,当聚合物溶液进入到孔道突变处时,其弹性发挥的作用最大,法向应力的值最大.研究结果可为矿场实施聚合物驱设计、筛选聚合物溶液提供重要的理论支持.

主 题 词：粘弹性聚合物 法向应力 两相流动 OpenFOAM 驱油效率 石油地质 

学科分类：070801[070801] 07[理学] 0708[理学-地球物理学类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 0704[理学-天文学类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3799/dqkx.2017.542

馆 藏 号：203255232...