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油层特征对空气泡沫驱油效果影响的数值模拟研究
摘要：
该研究利用数值模拟方法，通过建立空气泡沫驱油的3D数值模型，研究了不同油层特征对空气泡沫驱油效果的影响，并分析了泡沫浓度、粘度等因素对驱油效率的影响。结果表明，油层孔隙度、渗透率以及油层孔隙结构等因素均会影响空气泡沫驱油效果，同时，在一定范围内增加泡沫浓度和粘度均能提高驱油效率。
关键词：空气泡沫驱油；油层特征；数值模拟；驱油效果
中文摘要：
空气泡沫驱油是一种有效的油藏采收方法，通过注入泡沫来进一步驱动位于油藏孔隙中的石油流向井口。然而，油层特征会对空气泡沫驱油效果产生重要影响。本研究基于数值模拟方法，建立了一个3D数值模型，通过模拟多种不同油层特征下的空气泡沫驱油效果，分析油层孔隙度、渗透率、孔隙结构等因素对驱油效率的影响，同时探究泡沫浓度和粘度等因素的作用。结果表明，油层孔隙度、渗透率以及孔隙结构等因素均会对空气泡沫驱油效果产生重要影响，其中油层孔隙结构对泡沫驱油效果影响更明显，而在更改泡沫浓度和粘度时，驱油效率也会相应提高。
Introduction：
空气泡沫驱油是一种新型的油藏采收技术，可有效地解决传统采油方法存在的成本高、回收率低等问题。空气泡沫驱油利用泡沫生成的驱油压力和表面活性剂的极性作用，将位于油藏孔隙中的油尽可能地驱动至井口。然而，油层特征对空气泡沫驱油效果产生着重要影响。
方法：
本研究采用数值模拟方法，建立了一个包含油层和泡沫的3D数值模型。在模型中，分别模拟了不同油层特征下的油层孔隙度、渗透率和孔隙结构等因素对空气泡沫驱油效果的影响，同时分析了不同泡沫浓度和粘度等因素对驱油效率产生的影响。模型采用有限元法和隐式离散化技术实现，并采用Matlab和COMSOLMultiphysics等软件进行数值模拟计算。
Result：
模拟结果显示，油层孔隙度、渗透率以及孔隙结构等因素均会对空气泡沫驱油效果产生重要影响。其中，油层孔隙结构对泡沫驱油效果影响最为显著，孔隙结构越复杂、旋转度越大，泡沫驱油效果越差。泡沫浓度和粘度的增加均有利于提高驱油效率，但当泡沫浓度超过一定值时，不仅无法提高驱油效率，反而会降低效率。在模型中，我们还发现油层的渗透率对驱油效率的影响不如油层孔隙度明显，这与实际情况相一致。
Discussion：
空气泡沫驱油技术中，油层特征是重要的影响因素。本研究建立的数值模型可以较为真实地模拟油藏内的油水交界面和泡沫驱油过程，为探索泡沫驱油技术的机理提供了一种新的途径。在未来的研究中，我们可以考虑添加更多的油层特征因素，并通过实验等手段进一步验证模型的可靠性。对于泡沫驱油技术的实际应用，本研究也为制定更为精准的作业方案提供了有益的参考意见。
Conclusion：
本研究利用数值模拟方法研究了不同油层特征对空气泡沫驱油效果的影响，并探究了泡沫浓度、粘度等因素对驱油效率的影响。结果表明，油层孔隙度、渗透率以及孔隙结构等因素均会对泡沫驱油效果产生显著影响，其中油层孔隙结构的影响最为明显。同时，泡沫浓度和粘度的增加均有助于提高驱油效率，在优化泡沫配方时应注意浓度和粘度的选择。本研究为进一步探究泡沫驱油技术的机理提供了一种新的途径，并为制定更为精准的作业方案提供了可靠的参考。