化學(xué)驅(qū)數(shù)值模擬課件

2006年4月13日李建芳油藏?cái)?shù)值模擬原理化學(xué)驅(qū)數(shù)值模擬12006年4月13日李建芳油藏?cái)?shù)值模擬原理化化學(xué)驅(qū)發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)油機(jī)理和物化現(xiàn)象數(shù)學(xué)模型及模擬軟件化學(xué)驅(qū)模型與黑油模型的比較主要物化現(xiàn)象及物化參數(shù)描述三、化學(xué)驅(qū)模型2化學(xué)驅(qū)發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景三、化學(xué)驅(qū)模型2發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景我國(guó)陸上各油區(qū)大都處于高含水期開(kāi)采階段，穩(wěn)產(chǎn)難度越來(lái)越大。后備資源不足，儲(chǔ)采矛盾逐年加大:當(dāng)年增加的可采儲(chǔ)量始終小于當(dāng)年的產(chǎn)油量，后備資源量不斷下降，儲(chǔ)采矛盾逐年加大綜合含水逐年升高，主力油區(qū)已進(jìn)入注水開(kāi)發(fā)后期，依靠現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)已很難保持穩(wěn)產(chǎn)新探明儲(chǔ)量的動(dòng)用程度不高，開(kāi)發(fā)難度大急需發(fā)展和應(yīng)用提高采收率方法

油田開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和問(wèn)題：3發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景我國(guó)陸上各油區(qū)大都處于高含水期開(kāi)1999年完成的全國(guó)17個(gè)油區(qū)進(jìn)行潛力評(píng)價(jià)工作，評(píng)價(jià)結(jié)果表明，我國(guó)油田提高采收率的潛力很大。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，可增加可采儲(chǔ)量11.8×108t，相當(dāng)于可提高采收率11%以上

發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景提高采收率方法是保持各油區(qū)產(chǎn)量穩(wěn)定的重要措施聚合物驅(qū)已在我國(guó)工業(yè)化應(yīng)用，可提高采收率10%，年產(chǎn)油達(dá)1000萬(wàn)噸復(fù)合化學(xué)驅(qū)，做為一種高效率的提高采收率方法，在一定的油藏條件下，能夠大幅度地提高原油采收率，室內(nèi)和礦場(chǎng)試驗(yàn)提高采收率20%以上。復(fù)合化學(xué)驅(qū)研究和應(yīng)用取得了重大突破，成為我國(guó)最為重要的潛在的三采技術(shù)儲(chǔ)備。41999年完成的全國(guó)17個(gè)油區(qū)進(jìn)行潛力評(píng)價(jià)工作，評(píng)價(jià)結(jié)果表明引言復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)油機(jī)理和物化現(xiàn)象降低界面張力驅(qū)油機(jī)理流度控制作用降低昂貴化學(xué)劑的吸附損失（A）堿+原油中酸性物表面活性物質(zhì)A+S+P

多元化學(xué)劑復(fù)合協(xié)同效應(yīng)堿對(duì)酸性原油的多次萃取聚合物降低驅(qū)替液的流度含鹽量降低聚合物的粘度堿引起聚合物的進(jìn)一步水解乳化夾帶、乳化捕集、乳化聚并5引言復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)油機(jī)理和物化現(xiàn)象降低界面張力驅(qū)油機(jī)理流度控制質(zhì)量傳遞（對(duì)流、擴(kuò)散、液-液、固-液、化學(xué)反應(yīng)）復(fù)合協(xié)同效應(yīng)及界面張力的降低各種化學(xué)劑的損耗：堿耗、化學(xué)劑吸附滯留等殘余飽和度的降低多相相對(duì)滲透率化學(xué)劑的擴(kuò)散和稀釋聚合物溶液特性離子交換含鹽量及其變化的影響等乳狀液的形成及流動(dòng)特性沉淀、結(jié)垢復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)油機(jī)理和物化現(xiàn)象引言6質(zhì)量傳遞（對(duì)流、擴(kuò)散、液-液、固-液、化學(xué)反應(yīng)）復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)數(shù)學(xué)模型及模擬軟件以黑油模型為基礎(chǔ)的化學(xué)驅(qū)數(shù)學(xué)模型：NHANCE-- 美國(guó)SSI:簡(jiǎn)化機(jī)理ISLAM-- 加拿大提高采收率研究所：簡(jiǎn)化機(jī)理VIP-POLYMER-- 美國(guó)：聚合物驅(qū)模型以組份模型為基礎(chǔ)的化學(xué)驅(qū)數(shù)學(xué)模型：UTCHEM-- TEXAS大學(xué):考慮復(fù)雜機(jī)理，教學(xué)模型SCORPIO-- 英國(guó)原子能研究所：聚合物驅(qū)模型ASP-- 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院：復(fù)合驅(qū)模型7數(shù)學(xué)模型及模擬軟件以黑油模型為基礎(chǔ)的化學(xué)驅(qū)數(shù)學(xué)模型：7ASP軟件的數(shù)學(xué)模型

對(duì)流項(xiàng)——j相密度——相濃度，表示i組份在j相中的濃度——達(dá)西速度

擴(kuò)散項(xiàng)累積項(xiàng)產(chǎn)量項(xiàng)

累積項(xiàng)包括流體組分在孔隙中的質(zhì)量聚集和由吸附/滯留等引起的在巖石中的質(zhì)量損失源匯項(xiàng)包括注入/產(chǎn)出和化學(xué)反應(yīng)等引起的質(zhì)量增加或減少8ASP軟件的數(shù)學(xué)模型對(duì)流項(xiàng)——j相密度——相濃計(jì)算流程9計(jì)算流程9化學(xué)驅(qū)模型與黑油模型的比較現(xiàn)象黑油模型化學(xué)驅(qū)模型相油、水、氣油、水（或化學(xué)相）組份有多少個(gè)相就有多少個(gè)組份5~3０相態(tài)PVT大量復(fù)雜的計(jì)算吸附不考慮表活劑與聚合物的吸附界面張力計(jì)算為常數(shù)大量復(fù)雜的計(jì)算毛管數(shù)的變化不考慮10-7考慮10-7~101粘度水相粘度為常數(shù)，油與氣的粘度隨壓力而改變流變性、含鹽量、交聯(lián)調(diào)剖離子交換不考慮表活劑、粘土與鈉及鈣離子交換生成表活劑不考慮考慮求解方法全隱IMPES方法10化學(xué)驅(qū)模型與黑油模型的比較現(xiàn)象黑油模型化學(xué)驅(qū)模型相油、水、氣主要物化現(xiàn)象及物化參數(shù)描述

界面張力隨化學(xué)劑濃度的變化：

為了真正體現(xiàn)多種化學(xué)劑的復(fù)合協(xié)同效應(yīng)，采用實(shí)測(cè)的界面張力等值圖進(jìn)行描述，對(duì)于給定的原油和配置水礦化度，界面張力主要隨堿、表面活性劑、聚合物濃度變化：通過(guò)各化學(xué)劑濃度可獲得對(duì)應(yīng)的界面張力11主要物化現(xiàn)象及物化參數(shù)描述界面張力隨化學(xué)劑濃度的變化：通過(guò)物化現(xiàn)象及參數(shù)描述

堿多次萃取引起的界面張力變化

主要考慮堿對(duì)酸性原油多次萃取引起的界面張力的進(jìn)一步降低，其降低幅度與堿濃度、與新原油接觸萃取次數(shù)有關(guān)，通常主要發(fā)生在驅(qū)替前緣與新鮮原油接觸的區(qū)帶。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該降低幅度可達(dá)1各數(shù)量級(jí)以上（該現(xiàn)象是有利于驅(qū)油的因素）。模型中可根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料考慮此現(xiàn)象引起的界面張力的降低，也可進(jìn)行如下簡(jiǎn)化考慮：即在驅(qū)替前緣某一堿濃度范圍內(nèi)，由于堿多次萃取，使得該范圍內(nèi)的界面張力比正常計(jì)算值低（其幅度由實(shí)驗(yàn)確定）。

12物化現(xiàn)象及參數(shù)描述堿多次萃取引起的界面張力變化主要考慮堿物化現(xiàn)象及參數(shù)描述

聚合物的加入引起的界面張力變化

主要考慮聚合物的加入引起的ASP體系與原油間的界面張力升高情況。通常聚合物濃度越高，越易發(fā)生該現(xiàn)象（該現(xiàn)象是不利于驅(qū)油的因素）?？筛鶕?jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行如下改進(jìn)：在聚合物濃度大于某值后，使正常計(jì)算出的AS體系界面張力隨聚合物濃度的增加而增加，幅度由實(shí)驗(yàn)資料確定：

13物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物的加入引起的界面張力變化主要考慮物化現(xiàn)象及參數(shù)描述殘余飽和度和相對(duì)滲透率

殘余飽和度

各相殘余飽和度與毛管數(shù)有關(guān)，毛管數(shù)定義:

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可測(cè)得不同Nc下的殘余飽和度值

各相相對(duì)滲透率

14物化現(xiàn)象及參數(shù)描述殘余飽和度和相對(duì)滲透率殘余物化現(xiàn)象及參數(shù)描述物化現(xiàn)象及參數(shù)描述

堿耗

影響因素較多，且較復(fù)雜，模型用一些簡(jiǎn)化處理，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)項(xiàng)給予描述。溶液中與巖石表面的的離子交換引起的快速堿耗

r1原油中酸性物質(zhì)引起的堿耗r2實(shí)驗(yàn)給出不同酸、堿濃度下的堿耗曲線巖石溶解引起的長(zhǎng)期堿耗r3該堿耗可用一級(jí)表觀動(dòng)力學(xué)方程描述

式中K31由實(shí)驗(yàn)確定

水相中CO2引起的堿耗r4可根據(jù)化學(xué)反應(yīng)折算出CO2引起的堿耗

Ca++、Mg++離子引起的堿耗r5可根據(jù)K51，K52溶度積折算出堿耗r515物化現(xiàn)象及參數(shù)描述物化現(xiàn)象及參數(shù)描述堿耗物化現(xiàn)象及參數(shù)描述表面活性劑吸附

式中：qs0,as與陽(yáng)離子強(qiáng)度E有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)資料確定。

C+,C++分別為一價(jià)和二價(jià)陽(yáng)離子濃度，β為加權(quán)因子。

當(dāng)堿存在時(shí)，表面活性劑的吸附滯留量將隨PH的升高而降低

16物化現(xiàn)象及參數(shù)描述表面活性劑吸附式中：qs0,as與陽(yáng)離子物化現(xiàn)象及參數(shù)描述堿對(duì)粘度的影響

堿對(duì)溶液粘度的影響

堿的加入將引起溶液含鹽量環(huán)境的變化，陽(yáng)離子濃度的大大增加將引起聚合物溶液的粘度大大降低，這也是堿加入帶來(lái)的最重要的不利因素之一。

堿引起的聚合物進(jìn)一步水解

在一定范圍內(nèi)，堿加入引起的聚合物長(zhǎng)期水解，導(dǎo)致聚合物溶液粘度的增加，與堿濃度，聚合物水解度及時(shí)間有關(guān)?？筛鶕?jù)實(shí)驗(yàn)資料考慮該現(xiàn)象引起的粘度增加（該現(xiàn)象是有利于驅(qū)油的因素）。

17物化現(xiàn)象及參數(shù)描述堿對(duì)粘度的影響堿對(duì)溶液粘度的影響堿的加物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物溶液的粘度靜止粘度

運(yùn)動(dòng)粘度

聚合物溶液的靜止粘度（零剪切速率下的粘度）是聚合物溶液濃度和含鹽度的函數(shù)

式中：a1、a2、…是與含鹽度有關(guān)的常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)資料確定。剪切導(dǎo)致聚合物溶液的粘度降低，可以通過(guò)Meter方程描述為剪切速率，1/2為（p0+w）/2粘度時(shí)的剪切速率。nr表示流體非牛頓性的冪律指數(shù)，1.0nr1.8，Newton流體的nr=1.0。

18物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物溶液的粘度靜止粘度運(yùn)動(dòng)粘度聚合物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物吸附量

對(duì)于近似遵循Langmuir等溫吸附理論的靜態(tài)吸附

式中：qpmax——不同鹽度下，聚合物在巖石表面上的最大吸附量a1,b1——平衡吸附常數(shù)，其值由實(shí)驗(yàn)室測(cè)定對(duì)于不符合Langmuir吸附規(guī)律的情況，可采用實(shí)驗(yàn)室給定的不同含鹽量下的聚合物吸附曲線插值計(jì)算吸附量。19物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物吸附量對(duì)于近似遵循Langmuir物化現(xiàn)象及參數(shù)描述

聚合物的水相滲透率降低系數(shù)

由聚合物的吸附滯留所引起

qp,Rkp——不同含鹽量下，聚合物吸附滯留量和水相滲透率下降系數(shù)qpmax,Rkpmax——不同含鹽量下，聚合物飽和吸附滯留量和最大水相滲透率下降系數(shù)。亦可直接給定不同含鹽量下的Rkp

～qp(Cp)表格插值計(jì)算

20物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物的水相滲透率降低系數(shù)由聚合物的吸物化現(xiàn)象及參數(shù)描述復(fù)合體系毛管壓力可描述成油水毛管壓力和界面張力的函數(shù)Cpc,Npc為常數(shù)（由實(shí)驗(yàn)資料確定），Sn為濕相飽和度

各相密度取決于各相壓力和組成

P0,ρ0分別為參考?jí)毫驮搲毫ο碌拿芏?。j為壓縮系數(shù)。

毛管壓力、流體各相密度21物化現(xiàn)象及參數(shù)描述復(fù)合體系毛管壓力可描述成油水毛管壓力和界面物化現(xiàn)象及參數(shù)描述離子交換、聚合物可及孔隙體積

離子交換水相中一價(jià)陽(yáng)離子與巖石表面的二價(jià)陽(yáng)離子的離子交換，使得溶液中陽(yáng)離子強(qiáng)度增加，影響了聚合物的粘度和吸附

QV——離子交換能力c——離子交換系數(shù)

聚合物可及孔隙體積為聚合物、交聯(lián)劑、凝膠的可及孔隙體積，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定

22物化現(xiàn)象及參數(shù)描述離子交換、聚合物可及孔隙體積離子交換水相新增物化現(xiàn)象描述堿垢物化現(xiàn)象的描述堿與礦物反應(yīng)產(chǎn)生垢，堿垢對(duì)地層產(chǎn)生了不同程度的堵塞，從而影響地層的滲透性，使流體的流動(dòng)能力降低，驅(qū)動(dòng)壓差上升?？梢圆扇『?jiǎn)化的描述方式：

（1）計(jì)算堿與礦物反應(yīng)形成的堿垢量，堿垢量隨堿濃度變化。實(shí)驗(yàn)給出堿垢量與地層滲透率下降系數(shù)的關(guān)系。（2）在給定的油藏條件下，實(shí)驗(yàn)直接給出地層滲透率下降系數(shù)隨堿濃度的變化曲線。

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)23新增物化現(xiàn)象描述堿垢物化現(xiàn)象的描述堿與礦物反應(yīng)產(chǎn)生垢，堿垢新增物化現(xiàn)象描述堿垢反應(yīng)是受多重機(jī)理控制的,影響反應(yīng)機(jī)理的條件為堿型、堿濃度、反應(yīng)溫度、巖石中具有較高反應(yīng)活性的礦物種類(lèi)及含量等。在數(shù)學(xué)描述中我們只考慮堿濃度，其它變量可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)間接給出（例如對(duì)某特定堿型、特定溫度和特定巖石中礦物種類(lèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)），形成堿垢后主要是影響滲透性，這種影響對(duì)水相和油相都起作用堿垢物化現(xiàn)象軟件模塊的研制主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)24新增物化現(xiàn)象描述堿垢反應(yīng)是受多重機(jī)理控制的,影響反應(yīng)機(jī)理的新增物化現(xiàn)象描述堿垢物化現(xiàn)象軟件模塊的研制我們引入堿垢引起的滲透率降低系數(shù)，在給定的油藏條件下，實(shí)驗(yàn)直接給出滲透率降低系數(shù)隨堿濃度的變化曲線。由每個(gè)網(wǎng)格塊堿濃度通過(guò)堿垢引起的滲透率降低系數(shù)曲線查到每個(gè)網(wǎng)格塊的降低系數(shù)，分別對(duì)水相和油相的流度進(jìn)行修正主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)25新增物化現(xiàn)象描述堿垢物化現(xiàn)象軟件模塊的研制我們引入堿垢引起新增物化現(xiàn)象描述乳狀液物化現(xiàn)象的描述應(yīng)用Einstein公式（分散相的體積分?jǐn)?shù)Φ小于0.02）計(jì)算粘度：

η＝η0(1＋2.5Φ)式中η和η0分別代表乳狀液和分散介質(zhì)的粘度。較稀的乳狀液濃的乳狀液

應(yīng)用改進(jìn)的Hatsche公式計(jì)算粘度

式中h為校正系數(shù)，稱為因子體積；

h值接近1.3

26新增物化現(xiàn)象描述乳狀液物化現(xiàn)象的描述應(yīng)用Einstein公謝謝大家！27謝謝大家！27

2006年4月13日李建芳油藏?cái)?shù)值模擬原理化學(xué)驅(qū)數(shù)值模擬282006年4月13日李建芳油藏?cái)?shù)值模擬原理化化學(xué)驅(qū)發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)油機(jī)理和物化現(xiàn)象數(shù)學(xué)模型及模擬軟件化學(xué)驅(qū)模型與黑油模型的比較主要物化現(xiàn)象及物化參數(shù)描述三、化學(xué)驅(qū)模型29化學(xué)驅(qū)發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景三、化學(xué)驅(qū)模型2發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景我國(guó)陸上各油區(qū)大都處于高含水期開(kāi)采階段，穩(wěn)產(chǎn)難度越來(lái)越大。后備資源不足，儲(chǔ)采矛盾逐年加大:當(dāng)年增加的可采儲(chǔ)量始終小于當(dāng)年的產(chǎn)油量，后備資源量不斷下降，儲(chǔ)采矛盾逐年加大綜合含水逐年升高，主力油區(qū)已進(jìn)入注水開(kāi)發(fā)后期，依靠現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)已很難保持穩(wěn)產(chǎn)新探明儲(chǔ)量的動(dòng)用程度不高，開(kāi)發(fā)難度大急需發(fā)展和應(yīng)用提高采收率方法

油田開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和問(wèn)題：30發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景我國(guó)陸上各油區(qū)大都處于高含水期開(kāi)1999年完成的全國(guó)17個(gè)油區(qū)進(jìn)行潛力評(píng)價(jià)工作，評(píng)價(jià)結(jié)果表明，我國(guó)油田提高采收率的潛力很大。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，可增加可采儲(chǔ)量11.8×108t，相當(dāng)于可提高采收率11%以上

發(fā)展概況、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展前景提高采收率方法是保持各油區(qū)產(chǎn)量穩(wěn)定的重要措施聚合物驅(qū)已在我國(guó)工業(yè)化應(yīng)用，可提高采收率10%，年產(chǎn)油達(dá)1000萬(wàn)噸復(fù)合化學(xué)驅(qū)，做為一種高效率的提高采收率方法，在一定的油藏條件下，能夠大幅度地提高原油采收率，室內(nèi)和礦場(chǎng)試驗(yàn)提高采收率20%以上。復(fù)合化學(xué)驅(qū)研究和應(yīng)用取得了重大突破，成為我國(guó)最為重要的潛在的三采技術(shù)儲(chǔ)備。311999年完成的全國(guó)17個(gè)油區(qū)進(jìn)行潛力評(píng)價(jià)工作，評(píng)價(jià)結(jié)果表明引言復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)油機(jī)理和物化現(xiàn)象降低界面張力驅(qū)油機(jī)理流度控制作用降低昂貴化學(xué)劑的吸附損失（A）堿+原油中酸性物表面活性物質(zhì)A+S+P

多元化學(xué)劑復(fù)合協(xié)同效應(yīng)堿對(duì)酸性原油的多次萃取聚合物降低驅(qū)替液的流度含鹽量降低聚合物的粘度堿引起聚合物的進(jìn)一步水解乳化夾帶、乳化捕集、乳化聚并32引言復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)油機(jī)理和物化現(xiàn)象降低界面張力驅(qū)油機(jī)理流度控制質(zhì)量傳遞（對(duì)流、擴(kuò)散、液-液、固-液、化學(xué)反應(yīng)）復(fù)合協(xié)同效應(yīng)及界面張力的降低各種化學(xué)劑的損耗：堿耗、化學(xué)劑吸附滯留等殘余飽和度的降低多相相對(duì)滲透率化學(xué)劑的擴(kuò)散和稀釋聚合物溶液特性離子交換含鹽量及其變化的影響等乳狀液的形成及流動(dòng)特性沉淀、結(jié)垢復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)油機(jī)理和物化現(xiàn)象引言33質(zhì)量傳遞（對(duì)流、擴(kuò)散、液-液、固-液、化學(xué)反應(yīng)）復(fù)合化學(xué)驅(qū)驅(qū)數(shù)學(xué)模型及模擬軟件以黑油模型為基礎(chǔ)的化學(xué)驅(qū)數(shù)學(xué)模型：NHANCE-- 美國(guó)SSI:簡(jiǎn)化機(jī)理ISLAM-- 加拿大提高采收率研究所：簡(jiǎn)化機(jī)理VIP-POLYMER-- 美國(guó)：聚合物驅(qū)模型以組份模型為基礎(chǔ)的化學(xué)驅(qū)數(shù)學(xué)模型：UTCHEM-- TEXAS大學(xué):考慮復(fù)雜機(jī)理，教學(xué)模型SCORPIO-- 英國(guó)原子能研究所：聚合物驅(qū)模型ASP-- 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院：復(fù)合驅(qū)模型34數(shù)學(xué)模型及模擬軟件以黑油模型為基礎(chǔ)的化學(xué)驅(qū)數(shù)學(xué)模型：7ASP軟件的數(shù)學(xué)模型

對(duì)流項(xiàng)——j相密度——相濃度，表示i組份在j相中的濃度——達(dá)西速度

擴(kuò)散項(xiàng)累積項(xiàng)產(chǎn)量項(xiàng)

累積項(xiàng)包括流體組分在孔隙中的質(zhì)量聚集和由吸附/滯留等引起的在巖石中的質(zhì)量損失源匯項(xiàng)包括注入/產(chǎn)出和化學(xué)反應(yīng)等引起的質(zhì)量增加或減少35ASP軟件的數(shù)學(xué)模型對(duì)流項(xiàng)——j相密度——相濃計(jì)算流程36計(jì)算流程9化學(xué)驅(qū)模型與黑油模型的比較現(xiàn)象黑油模型化學(xué)驅(qū)模型相油、水、氣油、水（或化學(xué)相）組份有多少個(gè)相就有多少個(gè)組份5~3０相態(tài)PVT大量復(fù)雜的計(jì)算吸附不考慮表活劑與聚合物的吸附界面張力計(jì)算為常數(shù)大量復(fù)雜的計(jì)算毛管數(shù)的變化不考慮10-7考慮10-7~101粘度水相粘度為常數(shù)，油與氣的粘度隨壓力而改變流變性、含鹽量、交聯(lián)調(diào)剖離子交換不考慮表活劑、粘土與鈉及鈣離子交換生成表活劑不考慮考慮求解方法全隱IMPES方法37化學(xué)驅(qū)模型與黑油模型的比較現(xiàn)象黑油模型化學(xué)驅(qū)模型相油、水、氣主要物化現(xiàn)象及物化參數(shù)描述

界面張力隨化學(xué)劑濃度的變化：

為了真正體現(xiàn)多種化學(xué)劑的復(fù)合協(xié)同效應(yīng)，采用實(shí)測(cè)的界面張力等值圖進(jìn)行描述，對(duì)于給定的原油和配置水礦化度，界面張力主要隨堿、表面活性劑、聚合物濃度變化：通過(guò)各化學(xué)劑濃度可獲得對(duì)應(yīng)的界面張力38主要物化現(xiàn)象及物化參數(shù)描述界面張力隨化學(xué)劑濃度的變化：通過(guò)物化現(xiàn)象及參數(shù)描述

堿多次萃取引起的界面張力變化

主要考慮堿對(duì)酸性原油多次萃取引起的界面張力的進(jìn)一步降低，其降低幅度與堿濃度、與新原油接觸萃取次數(shù)有關(guān)，通常主要發(fā)生在驅(qū)替前緣與新鮮原油接觸的區(qū)帶。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該降低幅度可達(dá)1各數(shù)量級(jí)以上（該現(xiàn)象是有利于驅(qū)油的因素）。模型中可根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料考慮此現(xiàn)象引起的界面張力的降低，也可進(jìn)行如下簡(jiǎn)化考慮：即在驅(qū)替前緣某一堿濃度范圍內(nèi)，由于堿多次萃取，使得該范圍內(nèi)的界面張力比正常計(jì)算值低（其幅度由實(shí)驗(yàn)確定）。

39物化現(xiàn)象及參數(shù)描述堿多次萃取引起的界面張力變化主要考慮堿物化現(xiàn)象及參數(shù)描述

聚合物的加入引起的界面張力變化

主要考慮聚合物的加入引起的ASP體系與原油間的界面張力升高情況。通常聚合物濃度越高，越易發(fā)生該現(xiàn)象（該現(xiàn)象是不利于驅(qū)油的因素）。可根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行如下改進(jìn)：在聚合物濃度大于某值后，使正常計(jì)算出的AS體系界面張力隨聚合物濃度的增加而增加，幅度由實(shí)驗(yàn)資料確定：

40物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物的加入引起的界面張力變化主要考慮物化現(xiàn)象及參數(shù)描述殘余飽和度和相對(duì)滲透率

殘余飽和度

各相殘余飽和度與毛管數(shù)有關(guān)，毛管數(shù)定義:

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可測(cè)得不同Nc下的殘余飽和度值

各相相對(duì)滲透率

41物化現(xiàn)象及參數(shù)描述殘余飽和度和相對(duì)滲透率殘余物化現(xiàn)象及參數(shù)描述物化現(xiàn)象及參數(shù)描述

堿耗

影響因素較多，且較復(fù)雜，模型用一些簡(jiǎn)化處理，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)項(xiàng)給予描述。溶液中與巖石表面的的離子交換引起的快速堿耗

r1原油中酸性物質(zhì)引起的堿耗r2實(shí)驗(yàn)給出不同酸、堿濃度下的堿耗曲線巖石溶解引起的長(zhǎng)期堿耗r3該堿耗可用一級(jí)表觀動(dòng)力學(xué)方程描述

式中K31由實(shí)驗(yàn)確定

水相中CO2引起的堿耗r4可根據(jù)化學(xué)反應(yīng)折算出CO2引起的堿耗

Ca++、Mg++離子引起的堿耗r5可根據(jù)K51，K52溶度積折算出堿耗r542物化現(xiàn)象及參數(shù)描述物化現(xiàn)象及參數(shù)描述堿耗物化現(xiàn)象及參數(shù)描述表面活性劑吸附

式中：qs0,as與陽(yáng)離子強(qiáng)度E有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)資料確定。

C+,C++分別為一價(jià)和二價(jià)陽(yáng)離子濃度，β為加權(quán)因子。

當(dāng)堿存在時(shí)，表面活性劑的吸附滯留量將隨PH的升高而降低

43物化現(xiàn)象及參數(shù)描述表面活性劑吸附式中：qs0,as與陽(yáng)離子物化現(xiàn)象及參數(shù)描述堿對(duì)粘度的影響

堿對(duì)溶液粘度的影響

堿的加入將引起溶液含鹽量環(huán)境的變化，陽(yáng)離子濃度的大大增加將引起聚合物溶液的粘度大大降低，這也是堿加入帶來(lái)的最重要的不利因素之一。

堿引起的聚合物進(jìn)一步水解

在一定范圍內(nèi)，堿加入引起的聚合物長(zhǎng)期水解，導(dǎo)致聚合物溶液粘度的增加，與堿濃度，聚合物水解度及時(shí)間有關(guān)?？筛鶕?jù)實(shí)驗(yàn)資料考慮該現(xiàn)象引起的粘度增加（該現(xiàn)象是有利于驅(qū)油的因素）。

44物化現(xiàn)象及參數(shù)描述堿對(duì)粘度的影響堿對(duì)溶液粘度的影響堿的加物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物溶液的粘度靜止粘度

運(yùn)動(dòng)粘度

聚合物溶液的靜止粘度（零剪切速率下的粘度）是聚合物溶液濃度和含鹽度的函數(shù)

式中：a1、a2、…是與含鹽度有關(guān)的常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)資料確定。剪切導(dǎo)致聚合物溶液的粘度降低，可以通過(guò)Meter方程描述為剪切速率，1/2為（p0+w）/2粘度時(shí)的剪切速率。nr表示流體非牛頓性的冪律指數(shù)，1.0nr1.8，Newton流體的nr=1.0。

45物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物溶液的粘度靜止粘度運(yùn)動(dòng)粘度聚合物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物吸附量

對(duì)于近似遵循Langmuir等溫吸附理論的靜態(tài)吸附

式中：qpmax——不同鹽度下，聚合物在巖石表面上的最大吸附量a1,b1——平衡吸附常數(shù)，其值由實(shí)驗(yàn)室測(cè)定對(duì)于不符合Langmuir吸附規(guī)律的情況，可采用實(shí)驗(yàn)室給定的不同含鹽量下的聚合物吸附曲線插值計(jì)算吸附量。46物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物吸附量對(duì)于近似遵循Langmuir物化現(xiàn)象及參數(shù)描述

聚合物的水相滲透率降低系數(shù)

由聚合物的吸附滯留所引起

qp,Rkp——不同含鹽量下，聚合物吸附滯留量和水相滲透率下降系數(shù)qpmax,Rkpmax——不同含鹽量下，聚合物飽和吸附滯留量和最大水相滲透率下降系數(shù)。亦可直接給定不同含鹽量下的Rkp

～qp(Cp)表格插值計(jì)算

47物化現(xiàn)象及參數(shù)描述聚合物的水相滲透率降低系數(shù)由聚合物的吸物化現(xiàn)象及參數(shù)描述復(fù)合體系毛管壓力可描述成油水毛管壓力和界面張力的函數(shù)Cpc,Npc為常數(shù)（由實(shí)驗(yàn)資料確定），Sn為濕相飽和度

各相密度取決于各相壓力和組成

P0,ρ0分別為參考?jí)毫驮搲毫ο碌拿芏取為壓縮系數(shù)。

毛管壓力、流體各相密度48物化現(xiàn)象及參數(shù)描述復(fù)合體系毛管壓力可描述成油水毛管壓力和界