1、各位朋友、各位专家,大 家 好！,港东二区六断块聚合物驱提高采收率数值模拟优化研究应标陈述,200年09月日,戴家林,一、公司简介 二、认识油藏 三、室内试验 四、数模研究 五、跟踪模拟 六. 数模实例,港东二区六断块聚合物驱项目应标陈述,北京力逊迪科技有限责任公司于1996年08月08日成立，主营范围：地质勘察综合研究，科技产品的技术开发，技术服务。 公司注册地址：北京市朝阳区建国路号北京现代城区栋公寓1808室公司由硕士博士和教授专家等人组成强大的技术服务队伍，能顺利完成各油田交给的方案设计及油田开发方案等项目。 公司独家代理美国格兰德工业与环境公司的化学驱数值模拟软件GRANDTM，并负
2、责中国市场软件开发维护及技术支持。它是一个化学驱油工业化应用软件，它适用于稀体系，可处理表面活性剂，聚合物，碱三元复合体系及其任意有意义的组合。,一、公司简介,2005年销售美国格兰德工业与环境软件25套给中国石油天然气股份有限公司。 2006年大庆油田采油一厂北一区断东二类油层三元复合驱数值模拟研究项目。 2006年大庆油田采油三厂北二区西部东块二类油层三元复合驱数值模拟研究项目。 2007大港油田分公司勘探开发研究院化学驱数值模拟软件在羊三木三次采油方案优化中的应用技术服务项目。 2007年大港油田分公司第四采油厂板桥新三维地震采集地区提高采收率潜力目标方法研究项目。,近三年来公司业绩,中
3、国石油天然气有限公司在北京按采购合同规定要求对应用化学驱数值模拟软件在大庆油田两个三元复合驱试验区计算实例进行了验收。专家组认真听取了北京力逊迪科技有限公司的项目验收汇报，对软件功能，使用参数和计算结果进行了充分讨论，形成验收意见如下：,2.部分项目验收意见,.部分项目验收意见,根据合同要求，应用精细油藏描述和数据接口技术，完成了两个区块的水驱历史拟合、三元复合驱的效果预测和方案优化，达到了合同规定的万节点复合驱模拟方案计算的指标要求，验证了该软件适用于矿场规模的数值模拟研究。 软件使用参数全面体现了室内实验和矿场实际数据，对目前实验室无法测定的一些参数，应用拟合和计算调整对比的方法选取适当的
4、缺省值，形成了化学驱参数选取技术标准，具有较强的可操作性。,.部分项目验收意见,）软件能够描述复合驱过程中主要的驱油机理，基本满足了油田复合驱矿场应用的需要。 ）对油田技术人员进行了培训，使参加培训人员掌握了化学驱数值模拟软件的原理和操作方法。 ）专家组针对该软件应用中发现的问题提出了改进建议。,.部分项目验收意见,专家组认为，北京力逊迪科技有限责任公司完成了美国格兰德工业与环境公司与中国石油天然气股份有限公司化学驱数值模拟软件使用许可合同中规定的内容，同意通过验收。专家组组长：程杰成006年11月11日,.本项目关键技术,水驱历史拟合采用VIP软件。 聚合物驱数值模拟研究采用美国格兰德工业与
5、环境公司FACS三元复合驱。在充分收集研究地质静态和开发动态资料，建立油藏地质模型和水驱动态模型的基础，应用FACS化学驱聚合物注入参数，进而提出推荐矿场的地质方案，并进行开发指标预测。,二.认识油藏（在水驱基础上）,基本情况,1.水2.油3.非均质性,1.水,1.水粘度密度压缩系数化学离子含量,2.油粘度密度压缩系数石油酸酸度酸值大适合注碱石油酸的性质,2.油,化学驱数值模拟是精细数值模拟，必须对油藏通过建模进行精细油藏描述描述，得到地质属性的精细分布。,3.非均质性,化学剂筛选 驱油试验 碱试验 表面活性剂试验 聚合物试验,三.室内试验,化学驱油涉及三种可能注入油层的化学剂：碱、表面活性剂
6、 、聚合物。化学驱油的效果不但与化学剂的性质有关，还与油藏有关。所以需要针对进行化学驱油的油藏，做试验筛选化学剂。各种化学剂一般有许多型号，同一型号也有许多厂家同时生产，型号和厂家的选择十分重要。,化学剂筛选,根据油藏的地质情况和室内驱替试验的效果对比，选择使用强碱（NAOH）或弱碱（NA2CO3）,或者选择不注碱。,1.1碱的筛选,收集各种表面活性剂的成熟样品，样品的名称、代号、生产厂家、价格。 用注入水种地层油配制各种样品的表面活性剂体系，浓度0.05-0.5%。用旋转滴界面张力仪测定油水界面张力，并测定其稳定性，粗选出界面张力低、稳定性好、价格适合的表面活性剂。 如果确定注碱，上述样品体
7、系应加入一定浓度的碱。 筛选表活剂的标准：界面张力、稳定性、配伍性、吸附。,1.2表面活性剂筛选,用注入水配制聚合物溶液，用粘度测出粘浓曲线。 根据粘浓曲线，粘度的稳定性和价格综合分析，选出合适的聚合物。 筛选聚合物的标准：粘度、稳定性、耐盐性、耐高温、配伍性。,1.3聚合物筛选,驱油试验也叫岩芯驱替试验。取油藏的实际岩芯制做驱油装置，然后进行化学驱油的物理模拟。通过若干次的物理模拟，根据效果对比，可以确定：注入化学剂的最佳浓度配方最佳注入段塞大小最佳注入方式最佳注入速度最佳注入时机等,2.驱油试验,为化学驱数值模拟准备关于碱的参数。 石油酸酸值的测定 石油酸当量的测定 石油酸溶水系数的测定
8、地层水化学离子浓度的测定 注入水 PH值影响吸附参数的测定。,3.碱试验,石油酸酸值的测定方法：滴定法取1克油样，用KOH滴定，当滴入X毫克的KOH时，原油呈中性，则石油酸的酸值即为X 石油酸当量的测定用测分子量的方法,3.1石油酸酸值和当量的测定,石油酸水溶系数的测定只有溶解于水的石油酸才能与碱发生反应产生表面活性剂，所以必须测定石油酸溶解于水的系数。 方法：让原油与水充分混合后，测定水中的石油酸的浓度，可能计算出石油酸的溶解系数。,3.2 石油酸水溶系数测定,地层水化学离子浓度的测定（常规方法） 注入水化学离子浓度的测定（常规方法） PH值影响吸附参数的测定 PH值对表活剂、聚合物吸附影响
9、。,3.3碱参数的测定,PHC、 PHT的测定方法（过程复杂）不断增加水的PH值，开始减少吸附时的PH为PHC，基本无吸附时的PH为PHT. 参考值：PHC=7.22,PHT=11.25,4.表面活性剂试验,为化学驱数值模拟准备关于表面活性剂的参数 界面张力变化曲线测定 表面活性剂吸附曲线测定,4.表面活性剂试验,界面张力变化的曲线测定试验仪器：界面张力计 试验方法：在样品中用界面张力计测定油水界面张力值，在水里加入低浓度的表面活剂，再测界面张力值；增加表面活性剂浓度，再测界面张力值。整理数据，便得到界面张力变化曲线,4.表面活性剂试验,表面活性剂吸附曲线测定 试验方法：用许多不同的瓶子，瓶子
10、里装有不同浓度表面活性剂的水（由小到大） 每个瓶子里都填入砂子，放置一定时间 再测每个瓶子里水的表面活性剂的浓度 计算每个瓶子里的表面活性剂的吸附量 整理数据，得到表面活性剂的吸附曲线。,5.聚合物试验,为化学驱数模准备聚合物参数 粘浓曲线测定 聚合物吸附曲线测定 渗透率下降曲线测定 可及孔隙体积测定,5.1粘浓曲线测定,试验仪器：粘度计 试验方法：用粘度计测水的粘度，在水里分别加入不同浓度的聚合物，依次用粘度计测水的粘度。整理数据便得到粘浓曲线。,5.2聚合物吸附曲线测定,试验方法与表面活性剂吸附曲线的试验相同。,5.3渗透率下降曲线测定,试验仪器：岩芯驱替装置 试验方法： 在岩芯中先注水，
11、测渗透率K0；注低浓度的聚合物溶液驱替，再测渗透率K1；聚合物浓度依次增加，驱替后分别测渗透率K2K3_。 计算整理数据，得到渗透率下降曲线,5.4可及孔隙体积测定,试验方法：岩芯驱替时，注入聚合物溶液的同时，注入示踪剂，便可计算出聚合物的不可及孔隙体积。,FACS软件简介 什么是稀体系? 关于数据准备和数据流填写 浓度配方优化模拟 段塞设置优化模拟 注入方式优化模拟 注入速度优化模拟 综合分析评价,四.数模研究,4.1FACS软件简介,FACS是稀体系化学驱数值模拟软件，它的目标是面向矿场，服务矿场，理论联系实际。,定义以表活剂浓度定义以相态定义以处理方法定义,4.2什么是稀体系？,稀、浓体
12、系的差别：A：相态处理稀体系：油、水浓体系：油 水 微乳,4.2什么是稀体系？,4.2什么是稀体系？,2.稀、浓体系的差别,B :物质组分的分配 稀体系：油组分在油相中，其它组分在水相中。 浓体系：所有物质组分都可以存在于任何相中。,4.2什么是稀体系？,2.稀、浓体系的差别,C：模拟计算的场量数 稀体系 浓体系 压力场 2 3 饱和度场 2 3 总浓度场 11 11 相浓度场 11 33 粘度场 2 3 界面张力场 1 2 毛管压力场 1 2,4.2什么是稀体系？,2.稀、浓体系的差别,D：模拟计算的目标与计算量稀体系 浓体系 目标 界面张力 界面张力毛管数 毛管数粘度 粘度残余饱和度 残余
13、饱和度 含盐量 含盐量采收率 采收率计算量 数学模型明确 数学模型模糊算法相对可靠 算法复杂，可靠性差计算量少 计算量大,4.什么是稀体系？,2.稀体系、浓体系的差别,E:试验和参数 稀体系：需完成的试验少需输入的参数少紧密联系矿场实际 浓体系：需做的试验多需输入的参数多脱离矿场实际 稀体系的定义：将化学驱油体系处理成油水两相，所有化学物质与反应在水相中。,4.3数据准备和数据流填写,1.数据准备,地质模型:从油藏描述来从水驱数模来 试验数据：水油碱表面活性剂聚合物 井数据,2.数据流填写不同方案间数据流填写工作量小。用户可以根据本油田的情况自己研制前处理软件，自动形成数据流。,4.3数据准备
14、和数据流填写,4.4浓度配方优化模拟,方法： 先初步确定化学主段塞大小及井工作制度。 确定A、S、P 从小到大的浓度级别。 确定需模拟计算比较的方案数。 如果方案数太多，则需用正交设计法减少模拟次数。 逐一模拟各方案。 分析、比较、评价，得到最佳配方。,4.5段塞大小设置优化模拟,以最佳配方作为段塞的浓度。 分别模拟PV数为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5的方案。 3. 比较、分析、得到最佳段塞大小。,4.6注入方式优化模拟,方法：适当设计可能的注入方式，包括增加前缘段塞和后保护段塞，形成不同的方案；模拟这些方案，比较、分析、评价，得到最佳注入方式。,方法：在上述优选出的最佳方案下，变动
15、注入速度，形成不同的方案；模拟这些方案；比较、分析、评价，得到最佳注入速度。,4.7注入速度优化模拟,4.8综合分析评价,以上数模研究完成后，还要对最佳方案进行效果预测、经济评价，与试验室试验结果对比，和工程实施评价，然后对方案作些修正。 最后得到化学驱油最佳的实施方案。,五、跟踪模拟,跟踪模拟的重要性。 跟踪模拟的方法。,5.1跟踪模拟的重要性,方案执行不严格。 地下情况的不确定因素。 数模参数不准确因素。,化学驱方案实施以后的效果与数模预测的效果存在差异，分析析差异，及时采取调整措施，十分重要。,5.2跟踪模拟方法影响,采用各种监测设备和手段，对方案实施后的地下情况及时采集动态数据和信息。
16、 每三个月（或半年）进行跟踪数值模拟一次，跟踪历史拟合能够调整部分参数。 根据情况通过模拟预测对比，优化调整方案。,六、数模实例,孤岛西区试验区三元复合驱试验,1、试验区概况,2、试验室的工作,3、历史拟合,4、数据采集（化学驱数模）,5、方案优化模拟,面积0.6km2, 包括6个常规井网的注采井组，6口注入井，13口采油井。 纵向4个小层，井均质性严重，地质情况复杂，油层不完善，存在多个尖灭区。 1973年1月投入开发，1976年开始注水，有25年水驱开采历史。 到1997年10月，采出程度27.8%，综合含水94.1%。,1、试验区概况,孔隙体积307.3104m3，储量198.8104吨
17、。 平均孔隙度31.1%。 平均有效渗透率1.52m2。 原油地下粘度70mPa.s。 原油酸值1.7。 油层深度11901310m。,三元复合驱方法的确定 化学剂品种筛选 界面张力试验 粘度试验 吸附试验 渗透率下降试验 PH试验 岩芯驱替试验（物理模拟） 试验室推荐方案,2、试验室的工作,地下原油粘度高70mPa.s 石油酸值较高1.7 界面张力高20mN/m,（1）三元复合驱方法的确定,选择：AP+S即三元复合驱方法,聚合物通过试验，根据粘性，稳定性，耐温、耐盐等选 择3530S 表面活性剂通过试验，根据界面张力，稳定性、配伍性等选择BES+PS(A)(比例为2：1） 碱选择弱碱Na2C
18、O3,（2）化学剂品种筛选,（3）界面张力试验,（4）粘度试验,（5）吸附试验,表面活性剂吸附 聚合物吸附,（6）渗透率下降试验,PHC7.22 PHT11.25,（7）PH试验,岩芯尺寸 l=30cm d=2.5cm 岩芯体积 v=147.26cm3 孔隙度 0.37 孔隙体积 PV55cm3 渗透率 k=1500mdc 油粘度 o=70mpa.s 水粘度 w=0.46mpa.s 油饱和度 So=0.6464 水饱和度 Sw=0.3536 油储量 No=35cm3,（8）岩芯驱替试验（物理模拟）,化学段塞浓度配方设计A：1% 1.2% 1.5%S: 0.1% 0.2% 0.3%P: 0.1%
19、 0.15% 0.2% 化学段塞大小设计0.2 0.3 0.4 共做40多次岩芯驱替试验进行比较分析,注采设计 注采平衡 先注0.975倍孔体的水 再注化学剂段塞 最后又注水,（9）试验室的推荐方案,浓度配方A：1.2% S: 0.3% P: 0.15% 段塞大小0.3 PV,3、历史拟合,通过水驱历史拟合模拟，为化学驱数值模拟准备初始条件。,4、数据采集,网格划分数据Nx=26Ny=18Nz=4x=50m（均匀）y=50m （均匀） 地质属性分布depth, por, Kx, Ky, Kz, dz, dznet 初始条件Pw Sw 油、水性质参数和岩石参数 相对渗透率曲线,（1）从水驱历史拟
20、合获得以下数据,界面张力数据表 粘度数据表 表活剂吸附曲线 聚合物吸附曲线 渗透率下降曲线 其它关于碱、表活剂、聚合物的数据,（3）从油藏工程设计获得配产配注方案,（2）从实验的试验获得以下数据,5、方案优化模拟,浓度配方优选 化学段塞大小优选 前缘和后保护段塞优选 推荐实施方案 效果预测,根据实验室物理模拟的结果，将A、S、P的浓度级别定为：A：1% 1.2% 1.5%S: 0.2% 0.3% 0.4%P: 0.15% 0.17% 0.2%将化学段塞大小定为0.3PV,（1）浓度配方优选,正交设计减少模拟工作量，将27个方案的模拟对比减少为9个方案的模拟对比,优选结果 A 1.2%S 0.3
21、%P 0.17%,(2)化学段塞大小优选,将配方定为A（1.2%），S(0.3%)，P（0.17%）， 模拟对比PV数为0.1、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4的 6个方案,优选结果：PV数为0.3,(3)前缘和后保护段塞优选,因前缘段塞已经实施并接近完成，不再优选前缘段塞 0.1PV，P（0.2%）,后保护段塞大小定为0.05PV模拟对比聚合物浓度0.05%、0.1%、0.15%、0.2% 4个方案优选结果：0.05%,（4）推荐实施方案,根据优化模拟的结果，数值模拟推荐试验区三元复合驱的实施方案为：,段塞1：聚合物前缘段塞 0.1PVP： 0.2% 段塞2：主体段塞（ASP） 0
22、.3PVA：1.2%S：0.3%P：0.17% 段塞3：后保护段塞 0.05PVP：0.05% 段塞4：后续水驱段塞,(5)效果预测,对以上实施方案，模拟计算到综合含水98%为止，有以下预测结果：,3个化学段塞注完，用时1264天，后续水驱尚需注1.119PV，用时3536天，含水达98.03%。 实施方案矿场实施后，一年左右出现效果，综合含水开始下降，800天后，含水大幅度下降，进入见效最佳期。在1600天时含水降到最低值59.2%,此后逐步回升。到4800天，含水上升到98.03%。比纯水驱增加采收率18.72%，试验区的平均水饱和56.63%。 13口采油井都见到了效果，含水曲线呈漏斗状，但见效时间和含水下降幅度有差异。,请各位专家指导,
