三元复合驱渗流规律及数值模拟研究.docx

三元复合驱渗流规律及数值模拟研究
三元复合驱渗流规律及数值模拟研究
摘要：本文首先介绍了复合驱油的基本概念及分类，着重介绍了三元复合驱油技术的原理及应用。然后，阐述了渗流规律的基本理论，并基于物理模型，建立了三元复合驱系统的数值模拟模型。最后，利用数值模拟方法，分析了三元复合驱油技术的影响因素及效果。研究结果表明，三元复合驱油技术具有较好的增油效果，且有效延缓了油井产能下降的趋势，具有一定的工程应用前景。
关键词：复合驱油；渗流规律；数值模拟；三元复合驱油；影响因素；增油效果
一、引言
钻井是从地下取得石油等自然资源的近现代化方式，然而随着石油的不断开采，各类油藏中的油田压力下降趋势越来越明显。在不断追求油藏开发更高效、更有效的同时，也提出了更高的技术要求。为此，人们提出了复合驱油技术来解决单一驱油方案难以最大化石油采收率这一问题，三元复合驱油技术是其中之一。
渗流规律是渗流现象的统计表征，反映了渗流场在不同尺度上的规律，是研究渗流现象和预测油藏性质的重要基础。数值模拟是研究油藏物理性质和分析油藏开发方案的有效方法，其中数值模拟技术已成为油田勘探、开发、管理中的重要组成部分。
本文着重于介绍三元复合驱油技术的原理及应用，并基于物理模型，建立了三元复合驱系统的数值模拟模型。最后，利用数值模拟方法，分析了三元复合驱油技术的影响因素及效果。
二、复合驱油技术发展
复合驱油技术是指不同原理、不同机理的驱油方法相互结合的一种驱油技术。复合驱油技术主要包括物理驱油、化学驱油和热驱油三种类型。其中三元复合驱油是综合了物理驱油、化学驱油和热驱油的一种复合驱油技术。
物理驱油以固-液-气三相相互作用为基础，通过改变原油、水和气体间的接触角、表面张力等物理性质，从而改变剩余油饱和度和产出的相对渗透率。化学驱油是指通过注入一定的化学剂，使原油中的溶剂在反应后与原油或压裂液结合而产生相互作用，从而改变油的粘度，减少表面张力和粘滞力，使得原油容易流动。热驱油是利用热量改变油层物理性质，常用的有蒸汽驱、热液驱和电加热驱等。
三元复合驱油技术应用了物理驱油、化学驱油和热驱油三种结合方式，可以使物理驱油、化学驱油和热驱油的优点相互补充和增强，避免了单一驱油方案的不足。
三、渗流规律的基本理论
渗流规律是指渗流场在不同尺度上的表征，反映了油藏中不同物理过程间的相互作用及渗流现象的统计规律。渗流规律的研究是研究渗流现象和预测油藏性质的重要基础。
渗流规律主要涉及渗流速度、渗透率、渗导率等。其中，渗透率是指单位压力下的单位面积富水或油在岩石内渗流的速率，一般用D表示，其单位为m^2。渗导率是指单位长度、宽度渗透率的比值，一般用k表示，其单位为m^2/m。
渗透率和渗导率是反映渗流体对于油田岩石的渗透能力的参数，其值与岩石孔径、孔隙度等性质有关。孔径较大的岩石一般的渗透率和渗导率较高，且渗透率和渗导率常常不相等，与孔隙结构、变形程度、物质间作用状态等因素密切相关。
四、三元复合驱系统数值模拟
数值模拟是研究油藏物理性质和分析油藏开发方案的有效方法，其基本思路是将传统的油藏流动方程转化为计算机程序，并采用数学计算的方法求解。在三元复合驱油技术的研究中，数值模拟可以很好地模拟油藏中渗流规律引起的影响。
在数值模拟中，我们首先要建立物理模型，即将油藏中的各种物质，如油、水、气和固体等处理成相应的数学函数式。然后，根据模型中的物理变量，如温度、渗透率、渗导率等，建立运动方程组，并将其进行离散化，最后利用数值计算方法进行求解。
对于三元复合驱系统的数值模拟，我们首先要确定油田的基本信息，如油田类型、储量、油藏组成、钻井方案等，然后根据该信息建立一个三维的地质渗流模型，确定油田的渗透率和孔隙度等物理性质参数。接着，建立三元复合驱油系统的数值模拟模型，考虑复合驱油技术的特点，建立物理方程，如质量守恒方程、运动方程等，并加入各种复合驱油的特殊机制，如添加化学剂和热量等。最后，采用数值计算方法求解该模型并分析其结果。
五、三元复合驱油技术的影响因素和效果
三元复合驱油技术是综合了物理驱油、化学驱油和热驱油的一种复合驱油技术，其增油效果受多种因素的影响，如油田性质、渗透率和孔隙度等物理性质参数、化学剂的种类和添加量及温度等。
数值模拟方法可以很好地分析这些因素对三元复合驱油技术的影响，从而为油藏开发提供科学的依据和指导。通过数值模拟，研究发现，三元复合驱油技术可以有效降低油田压力和粘度，提高油井产能和采收率，同时可以减少化学剂的使用量，节约生产成本。
六、结论
三元复合驱油技术作为一种综合了物理驱油、化学驱油和热驱油的复合驱油技术，具有较好的增油效果和工程应用前景。数值模拟方法可以很好地模拟三元复合驱油技术的渗流规律，分析其影响因素和效果，为油藏的开发和管理提供科学的依据和指导。