基于有限差分的化学剂平面运移规律数值模拟

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2015.03.04.09

西南石油大学学报(自然科学版)

基于有限差分的化学剂平面运移规律数值模拟

苟斐斐1，2 *，刘建军3，刘卫东2，4，萧汉敏2，4，罗莉涛1，2

1. 中国科学院大学，北京石景山100049；2. 中国科学院渗流流体力学研究所，河北廊坊065007；
3. 西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都610500；4. 中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊065007

出版日期:2015-12-01 发布日期:2015-12-01
通讯作者: 苟斐斐，E-mail：gouff@126.com
基金资助:
国家自然科学基金（51174170）。

Numerical Simulation of Chemical Planar Transport Based on Finite#br# Difference Method

Gou Feifei1，2*, Liu Jianjun3, Liu Weidong2，4, Xiao Hanmin2，4, Luo Litao1，2

1. University of Chinese Academy of Sciences，Shijingshan，Beijing 100049，China
2. Institute of Porous Flow and Fluid Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Langfang，Heibei 065007，China
3. School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500，China
4. Langfang Branch，Research Institute of Petroleum Exploration & Development，Langfang，Heibei 065007，China

Online:2015-12-01 Published:2015-12-01

摘要/Abstract

摘要：

在化学驱中，各种化学剂在地层中的浓度对于驱油是极为关键的，理想的情况是合理设计化学剂注入参数（注
入浓度、注入量和注入速度），使得地层各处化学剂的浓度接近实验室设计的最佳浓度，从而驱油效率最高。化学剂在
地层中除正常的对流外，还会发生扩散和吸咐，而平面渗流中，各处渗流速度的不同，使得化学剂在平面的浓度分布比
一维情况复杂得多。依据有限差分法和雅可比迭代方法，根据达西渗流定律确定平面渗流速度场和压力场分布，再根
据已求得的速度场结合化学剂运移的对流弥散方程，求解得到了化学剂的浓度场。数值模拟结果给出了不同时刻化
学剂在地层中的浓度分布，并针对不同的运移滞后系数、弥散系数和化学剂注入量，分析了这些参数对于化学剂分布
的影响。

关键词: 化学驱, 数值模拟, 有限差分, 耦合方程, 运移

Abstract:

In the chemical flooding process，the concentration distribution of chemical agents is essential for the displacement of
oil. The ideal situation would entail carefully designed chemical injection parameters（injection concentration，injection volume
and injection rate）so that the chemical agent concentration in the formation is close to the optimum concentration determined
by laboratory tests，and thus achieving the most efficient oil displacement results. In addition to normal convection of chemical
agents in the formation，diffusion and adsorption will also happen. While for planar percolation flow，the different percolation
flow velocity leads to the chemical planar concentration being more complex than that of one dimension. In this paper，based on
the Finite Difference Method（FDM）and Jacobian Method，according to Darcy′s law，planar flow velocity and pressure field
are determined. And combined with the solved velocity field equation and the chemical agent transport convection-diffusion
equation，the concentration field of chemical agents is solved. Simulation results show chemical concentration at the different
time. It also studies the influence on the distribution of chemical flooding for different parameters including migration-lag
coefficient，dispersion coefficient and the volume of chemical injection.

Key words: chemical flooding, numerical simulation, finite difference, coupling equation, transport

中图分类号:

TE132

苟斐斐1，2 *，刘建军3，刘卫东2，4，萧汉敏2，4，罗莉涛1，2. 基于有限差分的化学剂平面运移规律数值模拟[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.03.04.09.

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参考文献

[1] Fanchi J R. Principles of applied reservoir simulation[M].
San Diego：Elsevier，2006.
[2] Mollaei A，Lake L W，Delshad M. Application and
variance based sensitivity analysis of surfactant-polymer
flooding using modified chemical flood predictive model[
J]. Journal of Petroleum Science and Engineering，
2011，79（1）：25 36.
[3] Sedaghat M H，Ghazanfari M H，Masihi M，et al. Experimental
and numerical investigation of polymer flooding
in fractured heavy oil five-spot systems[J]. Journal
of Petroleum Science and Engineering，2013，108：
370 382.
[4] Delshad M，Kim D H，Magbagbeola O A，et al. Mechanistic
interpretation and utilization of viscoelastic behavior
of polymer solutions for improved polymer-flood efficiency[
C]. SPE 113620，2008.
[5] 饶良玉，韩冬，吴向红，等. 中低渗油藏化学驱方案优
化与矿场对比评述[J]. 西南石油大学学报：自然科学
版，2012，34（5）：107 113.
Rao Liangyu，Han Dong，Wu Xianghong，et al. Research
and field comparison comments on chemical flooding scenario
design in mid-low permeability reservoir[J]. Journal
of Southwest Petroleum University：Science & Technology
Edition，2012，34（5）：107 113.
[6] 靖波，张健，吕鑫，等. 聚– 表二元驱油体系性能对比研
究[J]. 西南石油大学学报：自然科学版，2013，35（1）：
155 159.
Jing Bo，Zhang Jian，Lü Xin，et al. Comparative study
for the properties of different surfactant/polymer binary
flooding systems[J]. Journal of Southwest Petroleum
University：Science & Technology Edition，2013，35（1）：
155 159.
[7] Gillatt J，Julian K，Brett K，et al. The microbial resistance
of polymer dispersions and the efficacy of polymer dispersion
biocides A statistically validated method[J]. International
Biodeterioration & Biodegradation，2015，104：
32 37.
[8] Baker L E. Effects of dispersion and dead-end pore volume
in miscible flooding[C]. SPE 5632，1977.
[9] 葛家理. 油气层渗流力学[M]. 北京：石油工业出版社，
1982.
[10] Bhuyan D，Lake L W，Pope G A. Mathematical modeling
of high-pH chemical flooding[C]. SPE 17398，1988.
[11] Bhuyan D. Development of compositional reservoir simulator[
D]. Austin：Dissertation UT，1989.
[12] Cheng K H. Chemical consumption during alkaline flooding：
A comparative evaluation[C]. SPE 14944，1986.
[13] Peaceman D W. Fundamentals of numerical reservoir simulation[
M]. New York：Oxford. 1977.
[14] 黄延章，刘福海，杨正明. 复杂化学流体在多孔介质中
的传质[J]. 力学学报，2002，34（2）：256 260.
Huang Yanzhang，Liu Fuhai，Yang Zhengming. Mass
transfer of complex chemical fluid in porous media[J].
Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics，
2002，34（2）：256 260.
[15] 黄延章，于大森. 化学驱油过程过碱剂的传输与消
耗[C]. 北京：化学驱油技术中基础研究学术会议论文
集，1997.
[16] 王健，姚恒申，罗平亚. 化学驱过程中的扩散弥散机理
研究[J]. 石油勘探与开发，2000，27（3）：40 43.
Wang Jian，Yao Hengshen，Luo Pingya. The disperison
and diffusion mechanism during chemical flooding process[
J]. Petroleum Exploration and Development，2000，
27（3）：40 43.
[17] 孙灵辉，黄延章，刘卫东，等. 碱在多孔介质中传输机
理[J]. 武汉工业学院学报，2009，28（3）：47 50.
Sun Linghui，Huang Yanzhang，Liu Weidong，et al. Alkali
transfer mechanism in porous media[J]. Journal of Wuhan
Polytechnic University，2009，28（3）：47 50.

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[1]	张博宁, 张芮菡, 吴婷婷, 鲁友常. 致密气藏多级压裂水平井生产动态机理分析[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(5): 107-117.
[2]	杨丽娟, 张明迪, 王本成, 温善志, 刘远洋. 基于数值模拟的生物礁气藏地层水分布研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(5): 118-126.
[3]	罗川, 杨虎. 论构造应力不是油气初次运移的主要动力[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(4): 104-110.
[4]	王开宇, 王超, 范家伟, 徐彦龙, 冉丽君. 海相巨厚砂岩油藏夹层精细地质建模方法研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(3): 69-79.
[5]	魏兵, 宋涛, 赵金洲, 卡杰特·瓦列里, 蒲万芬. 溶解气回注提高致密油藏采收率效果及敏感性[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(5): 85-95.
[6]	李永太, 孔柏岭. 提高三元复合驱现场应用效果的技术途径[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(4): 113-119.
[7]	张杰, 陈小华, 鲁鑫, 彭昀飞. 逆断层作用下埋地管道局部屈曲行为研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(3): 169-176.
[8]	徐珂, 戴俊生, 冯建伟, 任启强. 磨溪-高石梯区块断层对裂缝分布的控制作用[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(2): 10-22.
[9]	王志华, 李杰训, 周楠, 柏晔, 许云飞. 含聚污水深度过滤过程模拟及技术界限优化[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(1): 175-186.
[10]	夏志增, 王学武, 王厉强, 白雅洁. 热水吞吐开采水合物藏数值模拟研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(6): 124-130.
[11]	龚迪光, 陈军斌, 曲占庆, 郭天魁. 径向井排引导水力压裂裂缝扩展机理研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(5): 122-130.
[12]	刘勇, 彭小龙, 杜志敏. 裂缝性油藏非结构四边形网格数值模拟研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(4): 105-115.
[13]	吕心瑞, 韩东, 李红凯. 缝洞型油藏储集体分类建模方法研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(1): 68-77.
[14]	陈先超, 赵凤坤, 王磊. 悬浮颗粒在孔喉中的微观运移模拟研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(6): 147-153.
[15]	曹鹏, 戴传瑞, 马慧, 闫晓芳, 常少英. 白云岩油藏低渗透条带对剩余油分布的影响[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(5): 143-154.