聚合物驱项目资料开题报告.docx

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聚合物驱项目资料开题报告

新型聚合物驱试井解释方法研究

合作单位基本情况（非合作项目该内容不填）

企业类协作单位重点说明与项目相关的技术开发与应用水平、管理能力和经济实力，与本项目相关产品的开发、生产、经营等情况；非企业类单位重点说明在项目相关技术方面的研发能力、技术基础及管理能力等

合作单位：

二、项目必要性和意义

（一）项目来源及背景技术

简述如何发现技术问题，国内外该技术领域发展趋势与现状，国内外知识产权及相关技术标准情况。

聚合物溶液是具有拟塑性的幂律型非牛顿流体，其流变特性是视粘度随剪切速率的增加而减少。

对这类流体渗流规律的研究大致可分为三个阶段：

第一阶段是从20世纪60年代到20世纪70年代末，Vanpoollen和Jargon研究了幂律流体在多孔介质中的不稳定流动；Odel和Yang导出了幂律型流体在多孔介质中流动的非线性偏微分方程并将其线性化后得出了近似的解析解，给出了幂律流体注入井的试井分析方法；1979年Ikoku和Ramey研究了非牛顿流体在多孔介质中的不稳定渗流特征，得到了具有井筒储存和表皮效应均质无穷大地层模型在拉氏空间中的解。

第二阶段是20世纪80年代，Lund和Ikoku提出了非牛顿幂律流体注入到含牛顿流体的地层中所形成的复合储层模型的不稳定试井分析方法；栾志安研究了双重孔隙介质中幂律流体的不稳定试井分析并给出了无限大地层的解析解；Vongvutiporchai和Raghavan通过比较解析解与数值解的误差，并对无限导流垂直裂缝井的压降动态做了研究，给出了特征线分析方法和典型曲线分析法。

1987年Vongvutiporchai和Raghavan又研究了均质无穷大地层中非牛顿幂律流体试井解释模型和解的特性，并得到了理论图版。

刘慈群从影响圆和椭圆的概念出发，用积分法导出了非牛顿流体不稳定渗流的近似解；徐建平等也求得了一种考虑井筒储存和表皮效应的拉氏空间解，并利用数值反演方法得到了相关的解；刘慈群和杨价给出了另一种均质储层中具有无限导流垂直裂缝井的近似计算公式。

第三阶段是20世纪90年代，李宾元研究了幂律流体在稠油水平井系统中的流动规律，并给出了试井的近似公式；此外，刘慈群还给出了双重介质中有限导流垂直裂缝井不稳定压力解；1996年宋考平、王雷等建立了非牛顿——牛顿渗流试井解释模型,求得了拉氏空间的解并作出了理论图版；1997年宋考平、祝俊峰等建立了油层内存在多个非牛顿渗流区的情况下的油藏的渗流模型和描述压力变化的偏微分方程组,求得了无因次压力随无因次时间的变化规律；2004年向开理、徐晓青对不稳定渗流的数学模型进行了推导并建立了分型复合油藏不稳定渗流数学模型,对两区的特殊情况分析了井底压力动态和参数影响；2004年徐建平、王连泽等针对双渗透聚合物驱油藏，提出了试井解释模型，并求出该问题的空间中对于有限井眼情况、具有井筒储存和表皮效应情况的分层和井筒压力响应解及分层流量解。

聚驱试井是监测聚驱动态特征、判断聚驱效果的重要手段。

对于聚合物驱试井解释方法，已经进行了大量的研究，获得了许多可以借鉴的成果，但是就目前而言，很多聚合物驱试井模型存在较大误差，最主要的原因归结于现有的渗流模型并不能真正反映聚合物溶液在地层中的真实渗流机理，不能描述聚合物溶液在地层流动时的真实压力响应特征。

因此，目前流行的商业试井软件仅仅采用简单的非牛顿流体模型，用恒定的幂指数黏度表达式来近似表示聚合物溶液在地层渗流时的复杂黏度模型，忽略了聚合物和地层岩石之间的相互作用，包括剪切、扩散、对流、吸附等因素的影响，没有考虑井间干扰的因素，只拟合了关井测压数据没有对长时间生产资料进行拟合以减少拟合的多解性问题，致使现有的典型曲线图版和解释软件不能满足矿场需求。

针对国内外对还没有形成完整的聚合物驱油藏的试井解释模型状况，本项目研究可为解决这些问题提供必要的技术手段。

通过本项目的研究形成一套考虑多种物化因素的聚合物驱试井解释方法和软件，同时考虑新疆低渗透油田聚驱实际，为现场聚驱提供有效解释工具。

（二）现有工作基础及与经济社会发展需求结合程度

现有工作基础指本项目或同类技术在本地（含本单位）的研究（推广）情况，本项目或同类技术在本地的研究开发基础及相应科研技术力量；

本项目与克拉玛依市科学技术发展规划、重大工程建设、重大装备开发、重大技术引进消化吸收以及克拉玛依市经济社会发展需求结合的程度。

聚合物驱作为提高采收率的主要技术之一，在我国多个油田取得了显著的稳油控水效果，在大庆、胜利等油田也己经进入了生产应用阶段。

在聚合物驱替的油层内，聚合物溶液驱替到的区域，渗流流体可视为非牛顿幂律型流体，而聚合物还没有驱替到或驱替后又改用水驱的区域，渗流流体可视为牛顿流体。

由于注入段塞大小、注入溶液浓度不同，油水饱和度分布的不均匀性以及油层的非均质性，在油层内往往形成非牛顿幂律流体和牛顿流体渗流混杂的现象。

相应的试井解释油藏模型均为复合油藏模型。

复合型油藏内牛顿流体渗流试井解释已经有了比较完善的理论和方法。

但是在聚合物驱油藏的开发过程中，由于油藏内的流体性质发生了变化，流体的渗流规律也就随之变得复杂化，与水驱条件下相比，实测压力曲线也更具有可变的特征。

从最初的衰竭式开采到现在的三次采油，很多原来在牛顿流体的试井分析中所采用的方法和假设条件己经不再适用于二次或三次采油过程中的试井分析。

鉴于此，有必要开展非牛顿幂律流体的微观渗流机理、油层非均质性和试井解释的综合研究，以解决聚合物驱提高采收率作业的试井解释问题，为聚合物驱提高采收率作业提供必要的指导和数据资料，同时也必将对我国的三次采油工业、聚合物驱油藏的合理开发、认识评价和科学管理产生重要的影响。

新疆作为我国能源的接替基地，近几年来原油产量快速增长。

但随着勘探开发的不断深入，非均质及低渗透油气藏是今后原油开发生产的主要对象。

伴随新疆油田二次开发战略的实施，新疆油田开发数量越来越多，但随着开发过程的进行，逐渐暴露出许多问题，聚合物溶液作为一种非牛顿流体，在地层发生渗流行为时，不但存在剪切效应和粘弹效应，同时还存在其它物理化学作用，因此聚合物溶液的流变性极其复杂，进而导致了聚合物驱试井解释和常规水驱油藏试井解释方法有着很大的区别，同时也增加了聚合物驱试井解释的难度，都急需进行深入的研究，本项目研究可解决这些问题提供必要的技术手段。

本项目充分考虑新疆油田地质特征及原油物性特征和生产井实际生产动态情况，通过建立考虑多种作用的聚合物驱试井解释参数模型及聚合物驱油藏试井解释模型，利用试井资料准确求取地层参数，进行试井解释软件的研发工作，结合新疆油田的实际，利用生产动态数据反求地层参数，形成一套成熟的聚合物驱试井解释技术。

为油田后续合理高效开发提供依据和奠定坚实的基础。

研究具有创新开拓意义，既具有重要的理论价值，更具有重要的实用价值，无论从新疆的低渗透油藏聚驱开发生产实际角度看，还是从全国油气开发的技术需求角度看，或者从试井理论发展角度看，该项目研究都有重要意义，是现场聚合物驱开发技术急需解决的课题。

三、项目技术路线及进度安排

（一）项目主要内容

（项目研究开发或推广的主要内容）

1.聚合物驱试井解释模型研究

（1）新疆油田聚合物驱试井解释参数模型研究，包括聚合物溶液粘度模型、渗透率模型、不可及孔隙体积模型。

（2）研究考虑聚合物溶液在地层中存在剪切扩散对流等物化作用影响的聚合物驱试井数模型，包括单层均质模型、单层三区聚合物-水-油复合模型、单层三区水-聚合物-油复合模型、无窜流多层油藏以及存在串流的双层、三层、双层复合聚合物驱试井模型。

2.非均质油藏聚合物驱数值试井方法研究

考虑聚驱油藏的非均质性、邻井干扰、各种边界作用，进一步研究聚合物驱试井典型曲线参数敏感性问题，各个流动段划分特征，数值试井拟合方法。

3.聚合物驱试井解释软件平台研发

在聚合物溶液渗流与试井理论模型研究的基础上，依托MATLAB工具和现有的商业试井软件，研制一套适合新疆油田复杂地质条件下聚合物驱现代试井分析解释软件平台系统，研究确定地层参数的有效方法。

4.聚合物驱试井现场应用研究

利用已建立的实用性强的解释方法技术，求取的地层参数并进行综合应用：

（1）生产动态监测资料、数据处理方法研究；

（2）确定适合新疆油藏地质和渗流特征的模型，以保证井底流压监测资料反求地层参数的准确性；

（3）利用注聚井生产动态监测资料确定地层参数方法研究；

（4）测试解释15口不同地质条件下注聚井试井解释资料，并与生产动态资料相结合，结合地质模型和生产动态进行综合分析，提出合理化建议。

5.现场测试工艺技术

完善聚合物驱试井现场测试工艺技术，建立科学的聚合物驱试井测试工艺技术流程及操作规程。

（二）项目技术路线

在国内外聚合物驱油藏的渗流理论、试井解释模型的调研基础上，结合新疆油田的地质特征和原油物性特征及目前聚合物驱开采生产现状的研究认识成果，建立符合研究区块实际油藏特征的聚合物驱试井解释模型，研究不同边界情况下的井底压力动态特征，进行软件研发，研究现场测试工艺技术，对测试资料进行解释分析，应用聚驱软件解释成果分析油藏生产动态特征，提高油藏认识水平，为多层油藏聚合物驱开发效果评价与参数优化提供技术支持。

项目技术路线见下图：

（三）技术关键和可能的创新点

1.技术关键

（1）聚合物驱数值试井解释模型的建立和求解；

（2）聚合物驱试井解释技术及分析软件平台的研发；

（3）试井资料、动态资料综合分析评价技术。

2．可能的创新点

（1）考虑多种物化作用的聚合物驱试井解释参数模型的建立与数值求解方法；

（2）根据注聚时间和聚合物相关性质反求地层中聚合物粘度分布规律及聚驱前缘。

（四）项目进度安排

（按季度列出阶段重点研究工作）

项目按2年，请把每季度工作列一下

季度

月份

主要研究内容

2016年第一季度

2016年1月-3月

国内外文献调研与分析；

项目立项论证及开题

2016年第二季度

2016年4月-6月

聚合物驱试井解释理论研究；地质、测井及聚合物资料获取与分析

2016年第三季度

2016年7月-9月

聚合物驱试井解释模型研究

2016年第四季度

2016年10月-12月

非均质油藏聚合物驱数值试井方法研究

2017年第一季度

2017年1月-3月

聚合物驱试井解释软件平台研发

2017年第二季度

2017年4月-6月

试井资料与动态资料综合分析技术研究

2017年第三季度

2017年7月-9月

聚合物驱试井现场应用研究

2017年第四季度

2017年10月-12月

改善聚合物驱试井现场测试工艺技术，编写写项目报告

四、项目难度与工作量

（一）技术难点及克服措施

1.技术难点

（1）多层油藏中聚合物驱的流变性及发生的物化作用难以描述；

（2）由于注入聚合物时间较长，井间干扰问题比较严重；

（3）对于低渗储层，为了使得聚合物能顺利注入地层，直井一般进行了压裂，对于聚驱压裂井试井分析不易实现。

2.克服措施

（1）建立考虑多种物化作用的聚合物驱试井解释参数模型，其中包括粘度模型、渗透率下降系数模型和不可及孔隙体积模型；

（2）采用叠加原理考虑邻井干扰，针对复杂边界条件采用数值求解；

（3）对长时间生产资料进行拟合以减少拟合的多解性问题。

（二）项目涉及学科情况

低渗透油藏聚合物驱开发过程中涉及到很多物理过程，这就涉及到多学科的结合研究。

本项目的研究主要涉及到石油工程、油藏描述、试井分析、聚合物驱、三次采油、渗流力学、流体力学、偏微分方程、数值计算方法等方面的学科。

（三）项目工作量

（指应用技术项目所需要开展的情报分析、前期调研、检测试验、设计制造、应用推广等对项目实施有实质贡献的活动需要耗费的人力、工时；软科学项目所需要开展的问卷调查、分析统计、考察调研、报告撰写等对研究内容有实质贡献的活动需要耗费的人力、工时。

）

1、聚合物驱试井解释理论研究；4人研究组3个月完成

2、建立并求解聚合物驱试井解释模型：

单层（均质、双区复合）聚合物驱试井模型和存在窜流（两层、三层、两层复合）聚驱试井模型；4人研究组2个月完成

3、非均质油藏聚合物驱数值试井方法研究，地层中聚合物粘度分布规律及聚驱前缘的解释技术；4人研究组3个月完成

4、将研究成果编制成实用软件；4人研究组6个月完成

5、利用聚合物驱试井解释软件对15口不同地质条件下的注聚井试井资料进行分析解释；6人研究组6个月完成

6、试井资料、动态资料综合分析评价技术；4人研究组4个月完成

五、预期效益分析

（1）应用前景：

本项目产品或技术的应用范围、市场前景、潜在用户及预期销售区域等；

2012年7月18日，新疆油田公司编制的《克拉玛依油田七东1区克下组砾岩油藏30万吨聚合物驱开发部署方案》，通过股份公司审查。

今年下半年这一方案实施后，这个区块实施聚驱采油年产油规模最高将可达30万吨，提高采收率11.73%。

克拉玛依油田大多是砾岩油藏，目前开采已经进入中高含水阶段，相对以往水驱而言，聚合物驱具有比较好的驱油效果，可大幅度提高老油田的采收率，为克拉玛依老油田长期稳产提供技术支撑。

根据股份公司第二次提高采收率潜力评价，克拉玛依油田适合聚合物驱的单元达到60多个，增加可采储量达数千万吨。

七东1区克下组油藏于1958年投入开发，进入九十年代，该区块处于高含水开采阶段，水驱开发稳产难度大，实施聚合物驱势在必行。

根据新疆油田三次采油潜力评价，新疆油田适合聚驱的砾岩油藏地质储量有27035万吨，按聚驱提高采收率8.6%计算，增加可采储量两千余万吨，拥有巨大的潜力。

（2）经济效益：

预期产量、产值、利润、税收贡献及测算依据；

“30万吨聚合物驱工业化试验”这个项目于2012年7月正式启动，到2013年8月，试验区已完成适合聚合物驱的井网部署，新钻井211口，并开始空白水驱，并于2013年下半年全面开始聚合物驱。

2014年10月七东1克下组油藏30万吨聚合物驱项目进入聚驱阶段。

全区运行指标符合方案设计，主力区块Ⅰ区注聚4个月后见效，含水由注聚前89%下降至目前85.3%，油量由注聚前283吨上升至530吨。

因此聚驱试井技术的市场需求比较强劲，具有较好的经济效益。

（3）社会效益：

项目的实施对推动科技进步、促进就业安置、提高科学管理水平、保护自然资源、消除公害污染、保障安全生产、改善劳动及医疗保健条件、提高公共安全、促进人民物质文化生活水平及社会发展等方面所起的作用（从中选择与项目直接有关的社会效益陈述）。

聚合物驱试井解释技术的成功应用，能较好解决井间干扰的问题，实现对长时间生产资料进行拟合以减少拟合的多解性难题，能正确获取地层参数，提高注聚井开发动态管理及研究水平，推进聚合物驱开发技术的应用，促进聚合物驱开采技术油气田勘探开发生产中的应用，大幅度提高老油田的采收率，具有较好的社会效益。

因此该项目推广应用前景广阔。

六、项目考核指标

（一）主要技术指标

（应附有国标、行标等参照标准，软科学不填）

1.弄清聚合物驱的渗流机理；

2.形成一套成熟的适合新疆油田的聚合物驱试井解释技术；

3.测试解释15井次不同地质条件下的注聚井试井资料；

4.试井解释符合油田行业技术标准，试井解释结果符合油田实际情况。

（二）主要经济指标

（基础研究，软科学不填）

通过本项目的研究形成一套考虑多种物化因素的聚合物驱试井解释软件，监测聚合物驱生产动态特征，提高油藏认识水平，为多层油藏聚合物驱开发效果评价与参数优化提供技术支持，为现场生产提供有效指导。

（三）科技成果指标

（获取知识产权及发表论文专著数量）

软件著作权1件，公开发表论文1-2篇。