【摘 要】
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目前,我国东部油田进入高含水阶段。但对原油的资源评估发现,仍有70%的原油未被开发。从微观尺度上研究油水两相流的渗流规律及油相分布特征,可以指导提高采收率方案设计。本文结合Navier-Stokes方程,基于可以追踪油水相界面的相场方法,构建油水两相流的数学模型。研究二维多孔介质在不同润湿性条件下的驱油效率,发现润湿角对驱替结果影响明显,润湿角从90°降低到60°比从120°降低到90°时,采收率
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目前,我国东部油田进入高含水阶段。但对原油的资源评估发现,仍有70%的原油未被开发。从微观尺度上研究油水两相流的渗流规律及油相分布特征,可以指导提高采收率方案设计。本文结合Navier-Stokes方程,基于可以追踪油水相界面的相场方法,构建油水两相流的数学模型。研究二维多孔介质在不同润湿性条件下的驱油效率,发现润湿角对驱替结果影响明显,润湿角从90°降低到60°比从120°降低到90°时,采收率增加幅度明显。将油湿模拟后的剩余油分为盲端状、柱状、分枝状和连片状。采收率的增加主要与分枝状和连片状剩余油有关。增加驱替速度会改变剩余油分布状态;界面张力降低,连片状和分枝状的剩余油面积减小,从而提高了采收率;油水粘度比对采收率的影响主要发生在出口端见水之后。在二维多孔介质的面孔率相等的条件下,油水粘度比大于等于5时,具有盲端孔隙的模型M1的采收率大于孔隙全部连通的模型M2。在二维混合润湿条件下进行流动模拟发现,当多孔介质存在水湿岩石颗粒,且占岩石颗粒面积的50%时,其靠近出口端的采收率要高于其位于入口端的采收率。油湿颗粒占70%、水湿或者中间润湿颗粒占30%条件下得到的采收率均小于完全油湿的情况。当多孔介质中存在油湿和中性润湿时,油水粘度比与采收率成线性变化关系,界面张力与采收率呈对数变化关系,而驱替速度与采收率的关系与润湿性分布位置密切相关。在二维多孔介质观察油水分布的基础上,利用三维孔隙网络模型模拟两相流,研究润湿性以及润湿性分布对驱替结果的影响。对比不同润湿角分布范围下的相对渗透率曲线发现,润湿角大于90°时,水的相对渗透率曲线分布在润湿角小于90°对应的相渗曲线上方;润湿角大于60°对应的油相相对渗透率曲线分布在润湿角小于60°的下方;润湿角的分布范围在30°-60°之间的采收率最高。当多孔介质中存在30°-60°和90°-120°两种润湿性混合分布时,这两种润湿性分布所占孔隙比例越靠近0.5,采收率越低。
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