一种聚合物驱渗流模拟方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种聚合物驱渗流模拟实现方法和系统，该方法包括：基于预先建立的多个数学表征方程获取聚合物驱遵循的油、水、气三相的状态方程；基于建立的状态方程对预设的常规聚合物驱遵循的油、水、气三相的连续性方程以及聚合物体系中的化学物质在水中传递时的传质扩散方程进行求解以实现聚合物驱渗流模拟。多个数学表征方程包括：聚合物机械降解数学表征方程、聚合物动态吸附数学表征方程、聚合物堵塞机制数学表征方程和聚合物增粘特性数学表征方程。通过本发明专利技术实施例方案，解决了当前聚合物驱模拟方法对部分重要聚合物驱渗流机理描述不全，不能满足现场应用的需求，部分区块模拟结果的可用性、针对性和准确性受限的问题。

A simulation method and system for percolation of polymer flooding

An embodiment of the present invention discloses a method and system for the simulation of polymer flooding seepage, which includes: obtaining a state equation of oil, water and gas three-phase followed by a polymer flooding based on a number of pre established mathematical representation equations; a three phase oil, water, gas three-phase followed by a presupposed conventional polymer flooding based on the established state equation. The continuity equation and the mass transfer diffusion equation of chemical substances in the polymer system are solved to realize the simulation of polymer flooding. The mathematical characterization equations include the mathematical characterization equation of polymer mechanical degradation, the mathematical characterization equation of polymer dynamic adsorption, the mathematical characterization equation of polymer blocking mechanism and the mathematical characterization equation of the polymer bonding properties. Through the scheme of the invention, the current polymer flooding simulation method can not describe the percolation mechanism of some important polymer flooding, and can not meet the needs of the field application, and the availability, the pertinence and the accuracy of the simulation results of some blocks are limited.

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物驱渗流模拟方法和系统
本专利技术实施例涉及聚合物驱渗流机理与数值模拟方法
，尤其涉及一种聚合物驱渗流模拟实现方法和系统。
技术介绍
我国聚合物驱油规模化试验和应用已经开展了二十多年，是三次采油中的主力方法，也是今后进一步完善和推广的重点。由于三次采油技术的复杂性和试验的高投入、高风险性，因此必须采用油藏数值模拟技术辅助研究和预测指标，对指导现场试验和油田开发具有重要的现实意义。目前投入商业应用的聚合物驱模拟理论几乎全部基于国外油藏实践建立，但随着国内聚合物驱开发理论和技术的发展、现场应用的深入，当前聚合物驱模拟方法在很多方面不能很好地满足国内现场的要求，直接导致了部分区块模拟结果的可用性、针对性和准确性受限：第一、目前国外的聚合物驱模拟理论和方法不能很好地适应国内复杂的地质特征；第二、随着聚合物驱基础理论研究的进展，部分研究成果具备了应用的基础和条件，需要在数值模拟过程中加以补充和完善。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种聚合物驱渗流模拟实现方法和系统，能够解决当前聚合物驱模拟方法对部分重要聚合物驱渗流机理描述不全，不能满足现场应用的需求，部分区块模拟结果的可用性、针对性和准确性受限的问题。为了达到本专利技术实施例目的，本专利技术实施例提供了一种聚合物驱渗流模拟实现方法，该方法包括：基于预先建立的多个数学表征方程获取聚合物驱遵循的油、水、气三相的状态方程；其中，多个数学表征方程是根据聚合物在渗流过程中的多种特性分别建立的；基于建立的状态方程，对预设的常规聚合物驱遵循的油、水、气三相的连续性方程，以及聚合物体系中的化学物质在水中传递时的传质扩散方程进行求解，以实现聚合物驱渗流模拟；其中，多个数学表征方程包括：聚合物机械降解数学表征方程、聚合物动态吸附数学表征方程、聚合物堵塞机制数学表征方程和聚合物增粘特性数学表征方程。聚合物机械降解数学表征方程，用于表征聚合物驱在渗流过程中聚合物机械降解特性；聚合物动态吸附数学表征方程，用于表征多孔介质渗流过程中聚合物动态吸附特性；聚合物堵塞机制数学表征方程，用于表征储层有效渗透率降低和聚合物堵塞机制；聚合物增粘特性数学表征方程，用于表征聚合物粘弹性在驱油过程中的表现特征。可选地，聚合物机械降解数学表征方程包括：其中，μp(L)为L处对应的聚合物粘度；μw为水的粘度；μp(0)为初始注入的聚合物粘度；L为聚合物渗流距离；K为储层渗透率；v为水相渗流速度，m/d；A、m、n为相关系数。可选地，当聚合物浓度小于或等于预设的第一临界值时，聚合物动态吸附数学表征方程包括：当聚合物浓度大于所述第一临界值时，所述聚合物动态吸附数学表征方程包括：其中，为吸附的聚合物浓度；Cp为聚合物浓度；Cp0为聚合物临界浓度；K为储层渗透率；a、b、d、f、A0、A1、B为相关系数。可选地，当聚合物吸附浓度小于或等于预设的第二临界值时，聚合物堵塞机制数学表征方程包括：当聚合物吸附浓度大于所述第二临界值时，聚合物堵塞机制数学表征方程包括：其中，K为储层渗透率；Ke为储层等效渗透率；；aKd为聚合物临界吸附浓度；a、b、d、g、f为相关系数。可选地，聚合物增粘特性数学表征方程包括：其中，Csep＝CNa+betap·CCa，μp为聚合物粘度；μw为水的粘度；Cp为聚合物浓度；Cp0为聚合物增粘临界点；Csep为等效阳离子浓度；CNa为孔隙介质中一价阳离子的浓度；CCa为孔隙介质中二价阳离子的浓度；betap为二价阳离子有效性系数；Ap1、Ap2、Ap3、Ap4、Sp为相关系数。可选地，基于预先建立的多个数学表征方程获取聚合物驱遵循的油、水、气三相的状态方程包括：将基于所述多个数学表征方程计算的模拟参数代入状态方程中相应的模拟参数中。可选地，在基于多个数学表征方程对聚合物驱遵循的油、水、气三相的状态方程进行求解之前，还包括：预先确定常规聚合物驱遵循的初始条件和边界条件。可选地，初始条件包括：在t＝0时刻，油相压力为预设的Poi，水相饱和度为预设的Swi，油相饱和度为预设的Soi；边界条件包括：可选地，连续性方程包括：油组分的渗流方程：水组分的渗流方程：其中，气组分的渗流方程：其中，为微分算子；K为渗透率；Kri为各相的相对渗透率；qi为各相的注入与产出；Si为各相的饱和度；Bi为各相的体积系数；γi为各相的重度；Pi为各相的压力；下标i＝o,w,g，其中，o、w、g分别代表油、水、气；Rso为溶解汽油比；为聚合物的附加转变压力梯度；SGN为符号函数；BULL为开关函数；t为时间。传质扩散方程包括：其中，为微分算子；Di为组分i的扩散系数；Φ为各组分的可及孔隙体积；Sw为水相饱和度；Ci为组分i的质量浓度；为达西速度；qi为井产量；V为井所在网格块的体积；fi为水可以接触到的岩石比例；ρR为岩石密度；Cir为岩石表面吸附的组分i的浓度。为了达到本专利技术实施例目的，本专利技术实施例还提供了一种聚合物驱渗流模拟实现系统，该系统包括：构建模块和模拟模块；构建模块，用于基于预先建立的多个数学表征方程获取聚合物驱遵循的油、水、气三相的状态方程；其中，多个数学表征方程是根据聚合物在渗流过程中的多种特性分别建立的；模拟模块，用于基于建立的状态方程，对预设的常规聚合物驱遵循的油、水、气三相的连续性方程，以及聚合物体系中的化学物质在水中传递时的传质扩散方程进行求解，以实现聚合物驱渗流模拟。其中，多个数学表征方程包括：聚合物机械降解数学表征方程、聚合物动态吸附数学表征方程、聚合物堵塞机制数学表征方程和聚合物增粘特性数学表征方程。聚合物机械降解数学表征方程，用于表征聚合物驱在渗流过程中聚合物机械降解特性；聚合物动态吸附数学表征方程，用于表征多孔介质渗流过程中聚合物动态吸附特性；聚合物堵塞机制数学表征方程，用于表征储层有效渗透率降低和聚合物堵塞机制；聚合物增粘特性数学表征方程，用于表征聚合物粘弹性在驱油过程中的表现特征。可选地，聚合物机械降解数学表征方程包括：其中，μp(L)为L处对应的聚合物粘度；μw为水的粘度；μp(0)为初始注入的聚合物粘度；L为聚合物渗流距离；K为储层渗透率；v为水相渗流速度，m/d；A、m、n为相关系数。可选地，当聚合物浓度小于或等于预设的第一临界值时，聚合物动态吸附数学表征方程包括：当聚合物浓度大于所述第一临界值时，聚合物动态吸附数学表征方程包括：其中，为吸附的聚合物浓度；Cp为聚合物浓度；Cp0为聚合物临界浓度；K为储层渗透率；a、b、d、f、A0、A1、B为相关系数。可选地，当聚合物吸附浓度小于或等于预设的第二临界值时，聚合物堵塞机制数学表征方程包括：当聚合物吸附浓度大于所述第二临界值时，聚合物堵塞机制数学表征方程包括：其中，K为储层渗透率；Ke为储层等效渗透率；；aKd为聚合物临界吸附浓度；a、b、d、g、f为相关系数。可选地，聚合物增粘特性数学表征方程包括：其中，Csep＝CNa+betap·CCa，μp为聚合物粘度；μw为水的粘度；Cp为聚合物浓度；Cp0为聚合物增粘临界点；Csep为等效阳离子浓度；CNa为孔隙介质中一价阳离子的浓度；CCa为孔隙介质中二价阳离子的浓度；betap为二价阳离子有效性系数；Ap1、Ap2、Ap3、Ap4、Sp为相关系数。可选地，构建模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物驱渗流模拟实现方法，其特征在于，所述方法包括：基于预先建立的多个数学表征方程获取聚合物驱遵循的油、水、气三相的状态方程；其中，所述多个数学表征方程是根据聚合物在渗流过程中的多种特性分别建立的；基于建立的所述状态方程，对预设的常规聚合物驱遵循的油、水、气三相的连续性方程，以及聚合物体系中的化学物质在水中传递时的传质扩散方程进行求解，以实现聚合物驱渗流模拟；其中，所述多个数学表征方程包括：聚合物机械降解数学表征方程、聚合物动态吸附数学表征方程、聚合物堵塞机制数学表征方程和聚合物增粘特性数学表征方程；所述聚合物机械降解数学表征方程，用于表征所述聚合物驱在渗流过程中聚合物机械降解特性；所述聚合物动态吸附数学表征方程，用于表征多孔介质渗流过程中聚合物动态吸附特性；所述聚合物堵塞机制数学表征方程，用于表征储层有效渗透率降低和聚合物堵塞机制；所述聚合物增粘特性数学表征方程，用于表征聚合物粘弹性在驱油过程中的表现特征。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物驱渗流模拟实现方法，其特征在于，所述方法包括：基于预先建立的多个数学表征方程获取聚合物驱遵循的油、水、气三相的状态方程；其中，所述多个数学表征方程是根据聚合物在渗流过程中的多种特性分别建立的；基于建立的所述状态方程，对预设的常规聚合物驱遵循的油、水、气三相的连续性方程，以及聚合物体系中的化学物质在水中传递时的传质扩散方程进行求解，以实现聚合物驱渗流模拟；其中，所述多个数学表征方程包括：聚合物机械降解数学表征方程、聚合物动态吸附数学表征方程、聚合物堵塞机制数学表征方程和聚合物增粘特性数学表征方程；所述聚合物机械降解数学表征方程，用于表征所述聚合物驱在渗流过程中聚合物机械降解特性；所述聚合物动态吸附数学表征方程，用于表征多孔介质渗流过程中聚合物动态吸附特性；所述聚合物堵塞机制数学表征方程，用于表征储层有效渗透率降低和聚合物堵塞机制；所述聚合物增粘特性数学表征方程，用于表征聚合物粘弹性在驱油过程中的表现特征。2.根据权利要求1所述的聚合物驱渗流模拟实现方法，其特征在于，所述聚合物机械降解数学表征方程包括：其中，μp(L)为L处对应的聚合物粘度；μw为水的粘度；μp(0)为初始注入的聚合物粘度；L为聚合物渗流距离；K为储层渗透率；v为水相渗流速度，m/d；A、m、n为相关系数。3.根据权利要求1所述的聚合物驱渗流模拟实现方法，其特征在于，当聚合物浓度小于或等于预设的第一临界值时，所述聚合物动态吸附数学表征方程包括：当聚合物浓度大于所述第一临界值时，所述聚合物动态吸附数学表征方程包括：其中，为吸附的聚合物浓度；Cp为聚合物浓度；Cp0为聚合物临界浓度；K为储层渗透率；a、b、d、f、A0、A1、B为相关系数。4.根据权利要求3所述的聚合物驱渗流模拟实现方法，其特征在于，当聚合物吸附浓度小于或等于预设的第二临界值时，所述聚合物堵塞机制数学表征方程包括：当聚合物吸附浓度大于所述第二临界值时，所述聚合物堵塞机制数学表征方程包括：其中，K为储层渗透率；Ke为储层等效渗透率；；aKd为聚合物临界吸附浓度；a、b、d、g、f为相关系数。5.根据权利要求1所述的聚合物驱渗流模拟实现方法，其特征在于，所述聚合物增粘特性数学表征方程包括：其中，Csep＝CNa+betap·CCa，μp为聚合物粘度；μw为水的粘度；Cp为聚合物浓度；Cp0为聚合物增粘临界点；Csep为等效阳离子浓度；CNa为孔隙介质中一价阳离子的浓度；CCa为孔隙介质中二价阳离子的浓度；betap为二价阳离子有效性系数；Ap1、Ap2、Ap3、Ap4、Sp为相关系数。6.根据权利要求1所述的聚合物驱渗流模拟实现方法，其特征在于，基于预先建立的多个数学表征方程获取聚合物驱遵循的油、水、气三相的状态方程包括：将基于所述多个数学表征方程计算的模拟参数代入所述状态方程中相应的模拟参数中。7.根据权利要求1所述的聚合物驱渗流模拟实现方法，其特征在于，在基于所述多个数学表征方程对聚合物驱遵循的油、水、气三相的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠野，刘文辉，李翔，铁磊磊，徐国瑞，刘丰钢，王冠华，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11