低滲透油藏超臨界CO2、油和水微觀滲流機理研究

《低滲透油藏超臨界CO2、油和水微觀滲流機理研究》是依託大連理工大學,由董波擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：低滲透油藏超臨界CO2、油和水微觀滲流機理研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：董波

項目摘要

低滲透油藏注CO2驅油既能減少溫室氣體的排放，又能提高原油採收率獲得經濟效益。然而由於低滲透油藏的孔隙喉道微小，流體的滲流發生在微米尺度，微尺度效應顯著。巨觀方法難以準確描述該問題，因此，從微觀角度出發，針對低滲透油藏內三相滲流機理進行研究，對提高低滲透油藏的原油採收率具有重要的科學意義和實用價值。本項目以低滲透油藏內超臨界CO2、油和水三相滲流過程為研究對象，考慮滲流邊界層的存在，建立能夠準確描述該過程的物理數學模型，構建相應的LBM多相多組分模型。基於由Micro-CT設備獲得天然岩心的微觀孔隙結構，對低滲透油藏內三相滲流過程進行模擬。通過分析滲流邊界層、含水飽和度等因素對三相相對滲透率曲線及滲流機理的影響，揭示不同潤濕體系下低滲透油藏三相非線性滲流的內在機理。本研究旨在為利用CO2-EOR技術提高低滲透油藏原油採收率提供基本的理論支持。

結題摘要

在低滲透油藏，利用CO2驅油既能減少溫室氣體的排放，又能提高原油採收率獲得經濟效益。然而由於低滲透油藏的孔隙喉道微小，流體的滲流發生在微米尺度，微尺度效應顯著。流體在低滲透油藏內的滲流過程和流體在常規油藏中的滲流過程呈現出明顯的差別，實驗表明存在啟動壓力梯度，流體呈現出非牛頓流體特徵。本項目考慮微尺度效應及滲流邊界層的存在，將流體分為邊界層流體和體相流體，邊界層流體黏度隨距離壁面的距離變化。經過數值模擬實踐發現，這樣處理方式得到的結果和實驗結果相比，誤差較大。經過反覆研究發現，將滲流邊界層內的流體視為非牛頓流體，偏差較小，因此本項目從此角度出發，基於一般化的插值補充格子Boltzmann方法和非牛頓流體的本構方程，建立貼體坐標系下的LBM非牛頓流體模型，開發了相應的計算程式。考慮到低滲透砂岩油層中含有類型豐富的粘土礦物，岩石的表面粗糙度和流動通道尺寸相當，即使是層流狀態，粗糙度也會對流體的流動產生影響。因此，研究了表面粗糙度對低滲透油藏內非牛頓流體流動特性的影響規律。此外，通過將非牛頓流體的本構方程引入到LBM多相流模型中，建立非牛頓流體兩相流模型，並對非牛頓流體驅替牛頓流體問題展開了研究，為建立完善的低滲透油藏內微觀滲流機理奠定了基礎。在本項目資助下，共發表期刊論文8篇，其中SCI檢索4篇，EI檢索5篇；會議論文4篇。2名碩士研究生順利完成答辯並獲得學位，2名碩士研究生預計2016年6月答辯。