两类典型非牛顿驱油剂的渗流特性 (2008年)

为考察不同流变性质的驱油剂在油藏中的渗流规律，基于孔喉作为实际油藏多孔介质最基本的流通单元和孔隙尺度随机分布的特点，提出了多孔介质的微观简化模型——二维随机变截面微管束。采用数值方法研究了粘弹型驱油剂和幂律型驱油剂在单个孔喉和多孔介质微观简化模型中的流动特性。结果表明，对于粘弹型驱油剂，只有当注入强度达到一定值时，粘弹效应才能明显地体现出来，渗流阻力随粘弹性的增强而增加，随孔隙尺度和非均匀程度的减小而增加。对于幂律型驱油剂，其渗流阻力随流体非牛顿性的增强而降低，随孔隙尺度和非均匀程度的变化规律与粘弹型驱油 在石油工程领域，非牛顿流体作为驱油剂的应用日益广泛，其独特的流变性质对改善驱油效率、增加原油采收率起到了关键作用。为了深入理解这些非牛顿驱油剂在实际油藏中的渗流特性，科学家们进行了大量研究，并取得了显著成果。本文将重点分析在2008年发表的一篇具有里程碑意义的论文——《两类典型非牛顿驱油剂的渗流特性》，该论文聚焦于粘弹型和幂律型非牛顿驱油剂在油藏中的流动特性，特别是它们如何受到多孔介质结构和非均匀性的影响。 在石油工程中，非牛顿流体之所以受到青睐，是因为它们在流动过程中能够表现出独特的流变性质。例如，粘弹型驱油剂在一定注入强度下，能够显示出粘性和弹性的双重属性。这种粘弹效应在低注入强度时可能不太明显，但当注入强度达到某一阈值时，其效应将变得显著，进而影响到渗流阻力。研究指出，渗流阻力的增加与粘弹性成正比关系，同时也与孔隙尺度和非均匀程度呈正相关。这意味着，孔隙越小、结构越不均匀，流体通过时所遇到的阻力越大，驱油效率也越低。 相较之下，幂律型驱油剂展现了与其不同的流变特性。这种类型的驱油剂随着非牛顿性质的增强，能够降低渗流阻力。这意味着，在某些条件下，幂律型驱油剂可能比粘弹型更具有优势，因为其能够有效减少流动阻力，提供更有效的驱油效果。然而，与粘弹型驱油剂类似，幂律型驱油剂的渗流阻力也受到孔隙尺度和非均匀程度的影响，这表明在实际应用中需要综合考虑各种因素，以实现最佳的驱油效果。 为了探究这些流变性质复杂的驱油剂在多孔介质中的渗流规律，科学家们构建了二维随机变截面微管束模型来模拟实际油藏的孔喉结构。该模型在一定程度上能够反映孔喉的随机分布和尺寸变化，为研究提供了极大的便利。通过数值方法，研究人员能够细致地考察单个孔喉以及整个多孔介质模型中的流动情况，从而深入理解非牛顿驱油剂的渗流机理。 这项研究的重要之处在于，通过对比分析岩心实验数据，二维随机变截面微管束模型被证明是一个有效的工具，可以单独考察流变性、孔隙介质结构和非均质性等因素对驱油剂渗流特性的影响，从而避免了岩心实验中多种因素相互作用的复杂性。这对于理论研究的推进以及石油工程实践中的优化都具有非常重要的指导意义。 总结来说，《两类典型非牛顿驱油剂的渗流特性》这篇论文通过对粘弹型和幂律型非牛顿驱油剂的深入研究，揭示了其在多孔介质中的渗流特性，并分析了孔隙尺度和非均匀性对流动特性的影响。这些发现不仅为后续的实验和理论研究提供了坚实的基础，也为实际油藏的高效开发提供了宝贵的参考，对于石油工程领域的科学和技术进步具有重要的推动作用。