1、投稿网址：http：/辽宁石油化工大学学报JOURNAL OF LIAONING PETROCHEMICAL UNIVERSITY第43卷 第4期2023 年8月Vol.43 No.4Aug.2023“弱凝胶+水基微球”组合调驱数值模拟量化的表征研究周振，张云宝，王承州，詹兆海，郑旭林，陈丹丰（东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江 大庆 163318）摘要：为优化渤海 B 油田注水开发油田调驱效果，利用 CMG 数值模拟软件，围绕“弱凝胶+水基微球”组合调驱提高采收率效果展开了优化研究。根据该油田已知的地质油藏属性，对生产井的历史数据进行历史拟合，建立了实际三维地质模型，对影响
2、单一段塞弱凝胶调驱、单一段塞水基微球调驱以及“弱凝胶+水基微球”组合调驱效果的因素进行分析优化设计，并针对相关生产指标进行了预测。结果表明，“弱凝胶+水基微球”组合调驱效果明显优于单一段塞调驱效果；通过数值模拟优选出调剖剂（弱凝胶）最佳注入工艺参数：质量分数为 0.50%，注入量为 0.000 11 PV，A2H 井、A3H 井注入速度分别为 240、200 m3/d；通过数值模拟优选出调驱剂（水基微球）最佳注入工艺参数：质量分数为 0.30%，注入量为 0.003 00 PV，A2H 井、A3H 井注入速度均为 500600 m3/d。组合调驱方案能有效达到降水增油和提高原油采收率的目的。关
3、键词：组合调驱；数值模拟；注入参数优化；提高采收率；方案设计中图分类号：TE357 文献标志码：A doi：10.12422/j.issn.16726952.2023.04.011Quantitative Characterization of Numerical Simulation of Weak Gel+WaterBased Microspheres Combined ModulationZhou Zhen，Zhang Yunbao，Wang Chengzhou，Zhan Zhaohai，Zheng Xulin，Chen Danfeng（Key Laboratory of Improvi
4、ng Oil and Gas Recovery of Ministry of Education，Northeast Petroleum University，Daqing Heilongjiang 163318，China）Abstract:In order to optimize the effect of Bohai oilfield regulation and flooding in B water injection development,the numerical simulation software of CMG reservoir was used to carry ou
5、t optimization research on the effect of weak gel+water based microspheres combined displacement to improve recovery,and according to the known geological reservoir properties of the oilfield,the actual threedimensional geological model was established,and the historical fitting was carried out in c
6、ombination with the previous production history.The factors affecting the modulation effect of single section of plugged weak gel modulation,single section of waterbased microsphere modulation and driving and the factors affecting the modulation effect of weak gel+waterbased microspheres were analyz
7、ed and optimized,and the related production indexes were predicted.The results show that the combined modulation effect of weak gel+waterbased microspheres is significantly better than that of a single segment of plug modulation and driving.The optimal injection process parameters of the modulated b
8、locking agent(weak gel)were selected through numerical simulation:the injection mass fraction is 0.50%crosslinker,the injection amount is 0.000 11 PV,the injection speed of A2H well is 240 m3/d,and the injection speed of A3H well is 200 m3/d.The optimal injection process parameters of the modulator(
9、waterbased microspheres)were selected through numerical simulation:the injection mass fraction is 0.30%,the injection amount is optimally 0.003 00 PV,and the injection speed of A2H and A3H wells is about 500600 m3/d.This design scheme can effectively achieve the purpose of increasing precipitation a
10、nd oil recovery.Keywords:Combinatorial modulation drive；Numerical simulation；Injection parameter optimization；Increased recovery；Scheme design文章编号：16726952（2023）04007206收稿日期：20220607 修回日期：20220730基金项目：国家“十三五”重大专项子课题（2016ZX05058003010）。作者简介：周振（1996），男，硕士研究生，从事提高油气采收率方面的研究；Email：。通信联系人：张云宝（1980），男，博士，
11、副教授，从事提高油气采收率和矿场试验方面的研究；Email：第 4 期周振等.“弱凝胶+水基微球”组合调驱数值模拟量化的表征研究B油田注水开发多年，储层非均质性严重，吸水率差异大，导致储量纵向产量不均，同时地层原油黏度较高，油水流度比相对较大，发生水窜情况较为严重13。对油藏进行深部组合调驱，可以有效封堵水流优势通道，扩大驱油剂的波及体积，提高油藏储量的动用程度，改善储层开发效果47。目前的组合调驱技术虽然相对成熟，但是在应用过程中存在实际注入量与“油藏实际”匹配性较差以及注入过程中需要判别调驱体系主体运移层位、方向及波及系数等难题8。能否有效解决上述问题，直接影响区块整体调驱技术实施的最终效
12、果。因此，为进一步指导高含水开发油田组合调驱效果，本文将渤海 B 油田作为研究对象，建立符合该油田油藏储层特征的地质模型，并在此基础上与空白水驱相比较，通过数值模拟量化表征方法，论证了“弱凝胶+水基微球”组合调驱为最优组合方式，为该油田实施组合调驱提供决策依据9。1 油藏概况 该油藏目标区块含油面积为 2.8 km2,模拟储量 为 3 051 607.4 m3，模 拟 水 量 为 286 990 860.0 m3,含 气 量 为 140 070 460.0 m3，平 均 孔 隙 度 为32.9%，平均渗透率为 2 6206 788 mD，储层厚度为 2.39.8 m，具有高孔、高渗特征。2 建
13、模及历史拟合 2.1 模型建立根据渤海 B 油田公司提供的地质油藏资料，包括实际油藏地质分层情况、XY 坐标、顶底深、砂厚、有效厚度、孔隙度、渗透率、测井及井斜资料相关解释等，采用 CMG 数值模拟软件，建立了 14层的数值模拟实际地质三维模型，结果见图 1。实际地质模型的网格数为 1857914=204 610个，总孔隙体积为 74 560 000 m3。为使建立的三维地质模型更准确地反映油藏特征，进行了历史拟合10。结果表明，油藏储量拟合结果的相对误差为 0.42%，综合含水率结果的相对误差为 0.89%，累计产油量结果的相对误差为 1.60%。模拟精细程度达到要求，历史拟合结果与现场实际
14、生产变化动态情况非常吻合，满足组合调驱效果工艺方案优化模拟需要。2.2 关键参数确定首先，通过室内模拟实验，得到了弱凝胶体系渗流关键参数；然后，在 CMG 数值模拟软件中，质量分数不同的聚合物、中等弱凝胶以及微球黏度通过实测数据曲线内插来实现。弱凝胶：通过化学反应方程式，设置聚合物和交联剂反应生成弱凝胶；通过反应频率因子控制反应速度，定义弱凝胶黏度随其质量分数变化，定义不同质量分数弱凝胶的吸附量、残余吸附量、可及孔隙体积和阻力系数，表征弱凝胶的封堵性能。水基微球：通过不同质量分数微球吸附量、残余吸附量、可及孔隙体积和阻力系数定义两种微球；通过化学反应方程式，设置微球 1生成微球 2；通过反应频
15、率因子控制反应速率，以此来表征微球水化膨胀效果。2.3 用量设计PI法弱凝胶体系封窜段塞主要用于封堵油水井之间的水窜通道，非连续性调控剂主要用于储层深部液流转向，实现提高水井压力差 PI 值和充满度 FD值。堵剂用量可采用 PI/FD决策公式计算。W=hPI（1）Vv=hFD（2）Vz=W+Vv（3）式中，W为封窜段塞用量，m3；h为调驱层厚度，m；Vv为调驱段塞用量，m3；PI为使用调剖剂前后PI值变化幅度，MPa；Vz为工作液注入总量，m3；FD为调驱前后FD增幅；为弱凝胶体系用量系数，m3/(MPam)；为 非 连 续 性 调 控 剂 用 量 系 数，m3/m。3 单一段塞调驱参数优化
16、3.1 弱凝胶质量分数优化为研究弱凝胶质量分数对调驱效果的影响，设计了 5 个注入方案，在弱凝胶注入量均为 0.000 12 PV，A2H 井、A3H 井注入速度均为 200 m3/d，后续（a）孔隙度分布（b）渗透率分布图 1B油田实际地质三维模型73辽宁石油化工大学学报第 43 卷水驱至含水率为 98.00%，保持原有调驱注采井网的条件下，筛选出弱凝胶的最佳注入质量分数。采用w（聚合物）/w（交联剂）为 1 1的弱凝胶。弱凝胶质量分数不同的条件下指标预测结果见表 1。从表 1 可以看出，随着弱凝胶注入质量分数的增加，5 个设计方案的累计产油量和采收率均逐渐增大。由此可知，注入单一段塞弱凝胶可以对水流优势通道进行封堵，进而扩大驱油剂在油藏中的波及效果，降低含水率，提高原油的采收率。由表 1还可以看出，方案 5 的累计产油量最多，为 653 595.88 m3，采收率较空白水驱基础方案的增幅为 0.19%。经计算知，增油量和含水率降幅与弱凝胶质量分数不呈线性关系。因此，综合考虑经济效益和现场实际情况，选择 0.50%为弱凝胶最佳质量分数。3.2 弱凝胶注入量优化为研究弱凝胶注入量对调驱
