Гидродинамическое моделирование лабораторных экспериментов по вытеснению нефти термополимерным раствором

Abstract

Для применения результатов лабораторных потоковых экспериментов в секторных или полномасштабных гидродинамических моделях залежей используется моделирование экспериментов на микромасштабе, требующее настройки ряда параметров численной модели составной сборки образцов керна. Настройка параметров численной модели керна производится при воспроизведении измеренных показателей потоковых экспериментов. При этом возникают неопределенности фильтрационно-емкостных свойств, связанные с неоднородностью образцов керна и неустойчивостью фронта вытеснения нагретым полимерным раствором. В настоящей работе разработан и реализован итерационный алгоритм, предусматривающий адаптацию серии синтетических гидродинамических моделей лабораторных экспериментов. В начале процесса адаптации учитывается весь спектр неопределенностей серии лабораторных экспериментов. На итерациях производится минимизация количества варьируемых параметров и погрешности адаптации моделей. Для повышения достоверности адаптации спектр 1D-моделей дополняется синтетическими 3D-моделями со стохастическим распределением неоднородности по пористости и проницаемости. Это позволяет в рамках моделирования более полно учитывать процессы фильтрации в условиях адсорбции полимера и неоднородности свойств коллектора, а также уточнять адаптируемые параметры с учетом ремасштабирования на расчетных сетках различной детальности. Разработанный алгоритм апробирован на экспериментах по вытеснению нефти нагретым полимерным раствором и определению относительной фазовой проницаемости в зависимости от температуры. Результатом применения стало снижение неопределенности варьируемых параметров: относительных фазовых проницаемостей в зависимости от концентрации полимерного раствора, фактора остаточного сопротивления, зависимости вязкости полимерного раствора от скорости сдвига. Данные результаты впоследствии передаются в процесс адаптации секторных и полномасштабных гидродинамических моделей.

Microscaled modeling of laboratory experiments, which needs adaptation a number of parameters of numerical model of a composite kern building, uses for the applying results of fowing laboratory experiments in sector and full hydrodynamic models of occurrences. Adaptation of parameters of numerical kern model shall be carried out at reproduction measured variables of fowing experiments. Moreover, there are uncertainties of fltration and capacitance properties related to heterogeneity of kern samples and instability of heated polymer’ displacement front. Iteration algorithm is developed and implemented in this article. Algorithm provides adapting of series synthetic hydrodynamic models of laboratory experiments. At the frst adapting step the whole range of uncertainties of a series of laboratory experiments is taken into account. Minimization of number of variable parameters and model’ adaptation error realizes on all iteration steps. To increase the reliability of adaptation, the spectrum of 1D models is supplements with synthetic 3D models with stochastic distribution of heterogeneity in porosity and permeability. This process allows take processes of fltration in polymer adsorption conditions and heterogeneity of collector properties into account more fully while modeling. In addition, it can help to specify variable parameters with scaling on diferent numerical grids. Developed algorithm tested on heated polymer’ displacement experiments, determination of the relative phase permeability as a function of temperature. Decreased uncertainties of variable parameters, which are relative phase permeability as a function of concentration of polymer solution, residual resistance factor, dependence of the viscosity of the polymer solution on the shear rate, is the results of method’s application. Then these results transfers to the adaptation process of sector and full hydrodynamic models.