功能纳微米聚合物提高低渗透油藏采收率新技术的基础研究

本项目紧紧围绕提高低渗透油田开发效果的新方法即功能纳微米聚合物提高采收率体系、改善非均质渗流调控机理和渗流理论三个关键问题展开创新性研究工作。以注入新体系特性、纳米渗流力学新理论为突破口。研究出功能纳微米聚合物注入体系能选择性地进入大中小孔道，具有更大的扩大波及体积作用和强的洗油能力，更好的开采低渗透层剩余油。综合利用各类实验，研究纳微米聚合物水化变形与渗流特征，研究其在多孔介质中的色谱分离效应和后续水驱体积排除色谱作用，阐述其在不同孔隙结构中的细观流动特性，阐明其微观渗流和改善非均质渗流调控的机理。弄清注入介质的纳微米渗流力学行为与影响因素的相互作用关系，给出提高采收率的敏感因素，揭示宏观渗流规律。形成纳微米聚合物驱油新方法。建立纳微米聚合物逐级深度调驱的渗流数学模型，形成相应的渗流理论和数值模拟方法，并在油田得以应用。该项研究成果的完成将促进渗流力学的大发展、推动低渗透油田的高效开发。

油藏非均质性是控制油藏流体在孔隙介质中流动和分布的一个重要因素。水驱、化学驱的波及系数提高有赖于油藏非均质性的改善程度。深部调剖技术的开发、完善对调整、改善油藏的非均质性有非常重要意义。采用材料科学技术制备纳微米聚合物颗粒，将使纳微米聚合物颗粒分散体系驱油过程中具有选择流入各类地层扩大波及体积和强的洗油能力的功能，实现液流改向和调驱的新技术，大大提高开采效果。此项技术是一项有效提高低渗透油田采收率的新方法、新技术，为使我国低渗透油田的开发提供了新的技术途径。.通过控制纳微米聚合物颗粒的合成条件，使其颗粒大小可控，在水中可以膨胀，在油中不会膨胀，且可以控制其膨胀速度以及最大膨胀体积，解决了注入能力与堵水强度之间的矛盾，也解决了在水中容易沉淀、不可深入地层等问题。通过研究聚合物颗粒大小与储层喉道大小间的相互匹配关系，以及聚合物颗粒在不同渗透率岩心中的滞留行为，考察其液流改向能力，发现聚合物颗粒具有良好的调剖性能。利用室内微圆管实验、微观仿真模拟实验、渗流规律实验、驱油驱替实验和相对渗透率实验，研究了聚合物颗粒分散体系的渗流规律及渗流特性；通过非均质岩心室内驱替实验，研究了聚合物颗粒的注入性和封堵调剖能力，揭示了聚合物颗粒在多孔介质中的突破、运移和二次封堵能力；通过室内微观和宏观渗流实验，研究了聚合物颗粒分散体系的驱油渗流机理，揭示了多孔介质中聚合物颗粒分散体系的渗流力学行为和影响因素关系，阐明了微观渗流和改善非均质渗流调控的机理；研究了聚合物颗粒在不同孔隙结构中的细观特征，揭示了宏观渗流规律。.在对渗流机理、渗流规律的研究成果基础上，综合应用流体力学、微观力学、非均匀介质力学、现代非线性力学及现代数学理论，建立了聚合物颗粒分散体系逐级深度调驱主控渗流数学模型和渗流特性模型方程，并进行了数值模拟研究。完善了各类模型非线性计算方法，形成了聚合物颗粒分散体系逐级深度调驱的数值模拟方法。编制了油藏数值模拟软件计算程序，进行了示例模拟分析。选择大庆油田典型区块纳微米聚合物驱油进行了开发优化方案模拟和综合调整研究，有效的指导了油田的开发。为低渗透油田和二三类油田的纳微米聚合物驱油提供的经验和相应的技术支持。