水驱油微观孔隙内流场分析.pdf

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1、第12卷第21期2012年7月科学技术与工程V01．12No．21Ju1．20l21671—1815(2012)21—5266—04ScienceTechnologyandEngineering@2012Sci．Tech．Engrg．水驱油微观孔隙内流场分析王旭升王朝丽(承德石油高等专科学校，承德067000)摘要目前大多数油田进入高含水期，针对如何继续提高原油采收率这一问题，考虑了压力梯度、流道宽度、油膜高度、油水之间的界面张力、原油黏度等对流场内的速度分布、应力分布的影响。选用等温情况下广义牛顿流体本构方程，建立

2、了水在微观孔隙空间流动的流动方程，运用Polyflow对模型进行数值计算。结果表明：压力梯度越大，油膜高度越大，油水之间界面张力越小时，驱油效率越高。关键词水驱油计算流体力学速度分布应力分布中图法分类号TE312；文献标志码B．随着经济的飞速发展，我国经济对石油的依赖性越来越强，而且这种趋势在本世纪内将一直延续下去。但目前大多数油田进入高含水阶段，如何进一步提高石油的采收率成为至关重要的问题，有必要通过软件模拟的方法来研究水驱油的规律¨，图1模型描述即利用计算流体力学软件．5]，运用计算机超强的1．2利用POLYFL

3、OW进行求解数值运算能力进行模拟，进而研究出石油开采工程POLYFLOW是基于有限元法的计算机流体中运移的一些规律，运用这些规律来指导实际的油动力学(CFD)软件，专用于黏弹性材料的流动模田中石油的开采。因此研究水驱油物理过程中流拟，具有强大的解决非牛顿流体以及非线性问题的场情况对于石油工程师提高采收率是很有意义的。能力，继承了当今最新、最完善而适当的运算法则，1模型的描述与求解它的本构方程也是基于该领域最新的研究成果。图2给出了POLYFLOW的具体计算框图。1．1模型的描述考虑亲油岩石表面的残余油膜，由于油膜的尺

4、2数值计算及结果分析寸为微米级的，重力场的影响可忽略不计。通过使2．1速度场模拟用计算流体软件Polyflow，对其流场进行分析，进而图3一图7分别给出了不同压力梯度下、不同得到油膜的受力情况。不可压缩聚合物溶液在流流道宽度、不同油膜高度、不同界面张力、不同原油道内作二维、等温、定常、层流流动。原始模型的压粘度的流场速度等值线和速度分布云图，速度场单力梯度为0．02MPa／m，流道宽度为2Om，油膜高位为m·s。。。度为4m，界面张力为0．001mN／m，原油黏度为软件计算的速度场，其单位默认为m／s。图中0．02P

5、a·s，如图1所示。的坐标从左向右依次和右侧的场图从上之下一一对应。2012年4月9日收到第一作者简介：王旭升(1964一)，男，蒙族，北京人，博士，研究方向2．1．1压力梯度对速度的影响地质资源与地质工程。E-mail：chengdeyouzhuan@163．corn。图3中由上到下分别为压力梯度为0．0002MPa、0．002MPa、0．02MPa的速度分布云图，随着21期王旭升，等：水驱油微观孔隙内流场分析5269—3．3210滴剥离油膜时的条件以及受力奠定基础；■273x10215×1O13)压力梯度越大，油

6、膜高度越大，油水之间界1．57~10‘面张力越小时，驱油效率越高。参考文献1付晓燕，孙卫．低渗透储集层微观水驱油机理研究——以西臣I峰油田庄19井区长82储集层为例．新疆石油地质，2005；26~10。i(6)：681—832曲志浩，孑L令荣．低渗透油层微观水驱油特征．西北大学学报图12不同油膜黏度下的应力分布(自然科学版)，2002；32(4)：329—334’3李振泉，侯健，曹绪龙，等．储层微观参数对剩余油分布影响3结论的微观模拟研究．石油学报，2005；26(11)：69—734翟建华．计算流体力学(CFD)的

7、通用软件．河北科技大学学报，1)压力梯度越大，流道宽度越小，油膜高度越2005；26(2)：160—165大，界面张力越小，原油黏度越小时，油膜顶部的流5魏淑贤，沈跃，黄延军，等．计算流体力学的发展及应用．河动速度越大；北理工学院学报，2005；27(2)：1l5一l172)压力梯度越大，油膜高度越大，流道宽度越6刘丽丽．黏弹性流体在微孔道中流动的数值计算．东北石油大窄，原油粘度越大时，应力越大，为进一步分析小油学学位论文，2008AnalysisofFlowFieldinMicroscopicPoreofWater

8、DisplacingOilWANGXu—sheng，WANGZhao—li(ChengdePetroleumCollege，Chengde067000，P．R．China)[Abstract]Atpresent，mostoftheoilfieldshavealreadyinhighwatercutperiod，fortheproblemofen