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《二氧化碳混相驅(qū)數(shù)值模擬結(jié)果的主要影響因素》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、二氧化碳混相驅(qū)數(shù)值模擬結(jié)果的主要影響因素摘要:結(jié)合勝利油區(qū)開展的低滲透油藏CO2混相驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，應(yīng)用數(shù)值模擬方法，利用概念模型和實(shí)際油藏模型，確定了影響CO2混相驅(qū)數(shù)值模擬結(jié)果的主要因素，分析了模型設(shè)計(jì)及狀態(tài)方程的選取等因素對(duì)CO2混相驅(qū)的影響程度。研究結(jié)果表明，網(wǎng)格參數(shù)的選取會(huì)對(duì)模擬結(jié)果產(chǎn)生重大影響，模型對(duì)儲(chǔ)層參數(shù)的描述精度也是模擬成敗的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞:二氧化碳;采收率;混相驅(qū);數(shù)值模擬CO2混相驅(qū)油技術(shù)是提高油藏采收率的重要技術(shù)之一。CO2混相驅(qū)油模擬技術(shù)所用模型已從最初的改進(jìn)黑油模型，到后來的傳輸—擴(kuò)散模型，發(fā)展到目前應(yīng)用最廣泛的組分模型。在目前的商業(yè)化數(shù)值模擬軟件中，多數(shù)提供了混相驅(qū)
2、的模擬功能，如斯倫貝謝公司的組分模型Eclipse300和CMG公司的組分模型GEM等。CO2混相驅(qū)的機(jī)理主要體現(xiàn)在膨脹地層原油、改善原油流動(dòng)性、形成溶解氣驅(qū)、萃取和降低界面張力等方面。這些機(jī)理造成了油藏中不同位置原油的組成、粘度、體積系數(shù)、密度等參數(shù)均發(fā)生了較大的變化，這些變化須在模擬模型中得到真實(shí)的體現(xiàn)。通過實(shí)際應(yīng)用來看，目前的組分模型能夠描述CO2混相驅(qū)的主要機(jī)理。但是通過近幾年筆者完成的研究項(xiàng)目來看，低滲透油藏CO2混相驅(qū)數(shù)值模擬研究也有著本身的技術(shù)特點(diǎn)，例如模型設(shè)計(jì)、相態(tài)分析的重要性更加突出，歷史擬合精度要求更高，方案優(yōu)化工作更加復(fù)雜等。因此在模擬研究過程中，必須重點(diǎn)體現(xiàn)這些技術(shù)
3、特點(diǎn)，對(duì)影響模擬的主要因素進(jìn)行反映和刻畫，是CO2混相驅(qū)模擬成敗的關(guān)鍵。一、狀態(tài)方程及其參數(shù)的確定在流體研究過程中選擇合適的狀態(tài)方程是關(guān)鍵因素之一。目前的組分模型提供了多種狀態(tài)方程，其中三參數(shù)狀態(tài)方程SRK和PR應(yīng)用最廣。SRK方程適用于非極性分子及其混合物氣液平衡計(jì)算，在天然氣和凝析氣休系的PVT相態(tài)計(jì)算中應(yīng)用較廣。PR方程考慮了分子密度對(duì)分子引力的影響，適用于含硫化氫和CO2等較強(qiáng)極性組分體系的氣液平衡計(jì)算，因此，對(duì)于低滲透油藏CO2混相驅(qū)，選擇三參數(shù)PR狀態(tài)方程更為合適。在選擇了狀態(tài)方程后還須對(duì)狀態(tài)方程的大量參數(shù)進(jìn)行修正，其主要原因是利用模型庫(kù)中的隱含參數(shù)進(jìn)行計(jì)算可能會(huì)產(chǎn)生較大的誤差
4、。以高青油田高89-1塊流體參數(shù)為例，利用模型庫(kù)中隱含參數(shù)計(jì)算的原油高壓物性參數(shù)(體積系數(shù)、原油粘度、原油密度)與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差約為20%a。為此，利用等組分膨脹實(shí)驗(yàn)、差異分離實(shí)驗(yàn)的相關(guān)參數(shù)，通過流體相態(tài)的回歸計(jì)算對(duì)狀態(tài)方程參數(shù)進(jìn)行修正，以減少計(jì)算誤差。1、組分的擬化考慮到模型模擬精度和運(yùn)算速度的關(guān)系以及重組分所占比例較小的情況，目前在混相驅(qū)模擬中組分?jǐn)?shù)一般確定為7-10個(gè)較為合適。因此在相態(tài)研究中須對(duì)原有的組分進(jìn)行合并處理即組分的擬化，其原則是合并性質(zhì)相近的組分，保證擬化前后流體相圖的相似性。2、最小混相壓力日前細(xì)管實(shí)驗(yàn)是測(cè)定最小棍相壓力的通用方法。在棍相驅(qū)數(shù)值模擬研究中，模擬細(xì)管實(shí)
5、驗(yàn)是必須要做的工作:須建立一維長(zhǎng)細(xì)管模擬模型，通過調(diào)整模型參數(shù)擬合室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一方面確定模擬模型的混相壓力，另一方面，檢驗(yàn)建立的組分狀態(tài)方程是否適用。3、網(wǎng)格模型的設(shè)計(jì)網(wǎng)格模型的設(shè)計(jì)在數(shù)值模擬研究中是基礎(chǔ)的也是關(guān)鍵的一步，其中網(wǎng)格方向和網(wǎng)格步長(zhǎng)的選擇尤為重要。網(wǎng)格方向的選擇除了考慮油藏滲透率的各向異性外，還須重點(diǎn)考慮網(wǎng)格劃分所產(chǎn)生的網(wǎng)格方向效應(yīng)[3]。對(duì)網(wǎng)格步長(zhǎng)的選擇來講，理論上網(wǎng)格步長(zhǎng)越小，計(jì)算結(jié)果越接近實(shí)際。但同時(shí)模擬成本也大大提高;網(wǎng)格步長(zhǎng)大到一定程度則會(huì)發(fā)生數(shù)值彌散，驅(qū)替效率和波及系數(shù)產(chǎn)生失真的現(xiàn)象。利用了一個(gè)概念模型分別分析了網(wǎng)格方向和網(wǎng)格步長(zhǎng)的選擇對(duì)C02混相驅(qū)模擬所產(chǎn)生的影
6、響。概念模型參數(shù)包括油藏埋深為3000m，平均滲透率為4.7x10-3平方微米，平均孔隙度為10.9%，注采井距為300m，采用五點(diǎn)井網(wǎng)。3.1網(wǎng)格方向性的影響為了分析網(wǎng)格方向性的影響，選用了2個(gè)典型網(wǎng)格方向進(jìn)行分析，一個(gè)為對(duì)角網(wǎng)格模型，注采方向與網(wǎng)格方向成450;一個(gè)為平行網(wǎng)格模型，注采方向與網(wǎng)格方向一致。從模擬結(jié)果來看，如果在計(jì)算中選用目前最常用的五點(diǎn)差分算法，網(wǎng)格方向效應(yīng)在混相驅(qū)過程中顯得尤為明顯。在對(duì)角網(wǎng)格模型中，計(jì)算驅(qū)替方向與注采方向不一致，這與實(shí)際情況相矛盾，計(jì)算驅(qū)替過程嚴(yán)重失真。而在平行網(wǎng)格模型中指進(jìn)現(xiàn)象則過分嚴(yán)重。如果在計(jì)算中選用九點(diǎn)差分算法，從模擬結(jié)果來看，對(duì)角網(wǎng)格模型和
7、平行網(wǎng)格模型的計(jì)算驅(qū)替方向和與注采方向一致。從采出程度來看，對(duì)角網(wǎng)格的采出程度略高，但兩者已經(jīng)非常接近。因此，建議在CO:混相驅(qū)模擬中選擇九點(diǎn)差分算法，雖然增加了模型計(jì)算時(shí)間，但可以避免網(wǎng)格方向的不利效應(yīng)，是解決網(wǎng)格方向效應(yīng)的最好方法。3.2網(wǎng)格步長(zhǎng)的影響網(wǎng)格步長(zhǎng)對(duì)C02混相驅(qū)的影響程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水驅(qū)(圖1)。隨著網(wǎng)格步長(zhǎng)的減小，模型計(jì)算的水驅(qū)采收率增加，主要原因是隨著網(wǎng)格步長(zhǎng)的減小，數(shù)值彌散減少造成的;當(dāng)網(wǎng)格步長(zhǎng)減小到
