1、目前聚合物驅(qū)油己成為中高含水期油田普遍采用的提高采收率技術(shù),國(guó)內(nèi)外三次采油工作者已運(yùn)用數(shù)值模擬、物理模擬及核磁共振等技術(shù)手段證實(shí)了聚合物溶液是一種黏彈性流體,并在微觀可視玻璃模型仿真實(shí)驗(yàn)中觀察到黏彈性聚合物溶液較純黏性流體(如黃原膠)具有更強(qiáng)驅(qū)替殘余油能力的現(xiàn)象.而研究與描述黏彈性聚合物溶液的流動(dòng)特性是認(rèn)識(shí)聚合物微觀滲流機(jī)理,掌握聚合物驅(qū)油方法的前提和基礎(chǔ),所以一直以來(lái)倍受關(guān)注,但這方面的大量研究還是主要基于各種實(shí)驗(yàn)手段.作為其流動(dòng)特性

2、,黏彈性聚合物溶液在油藏微觀孔隙中流動(dòng)能產(chǎn)生一定的渦流現(xiàn)象,渦流的強(qiáng)弱和變化是促使殘余油變成可動(dòng)油,進(jìn)而提高微觀波及效率的原因之一.為此,基于渦流現(xiàn)象選擇適當(dāng)?shù)姆椒?從理論上研究黏彈性聚合物溶液在微觀孔隙中的流動(dòng)特征,對(duì)于進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)和豐富聚合物驅(qū)油機(jī)理,特別對(duì)于指導(dǎo)油藏應(yīng)用和篩選聚合物溶液驅(qū)油具有重要的價(jià)值. 本文相繼開(kāi)展了以下研究: 結(jié)合聚合物溶液的典型流變特征,從分析眾多描述聚合物溶液流變性的本構(gòu)方程出發(fā),根據(jù)聚

3、合物溶液的流變性,研究多種本構(gòu)方程的特點(diǎn),選擇了能夠比較準(zhǔn)確描述黏彈性聚合物溶液流變性的Upper-Convected Maxwell(UCM)本構(gòu)模型和Phan-Thien-Tanner(PTT)模型.建立了包括連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和UCM本構(gòu)方程的黏彈性流體微觀流動(dòng)數(shù)學(xué)模型,采用同位網(wǎng)格有限體積法對(duì)各類控制方程進(jìn)行數(shù)值離散,并應(yīng)用了強(qiáng)隱式方法(SIP)對(duì)控制方程組進(jìn)行數(shù)值求解,繪制了黏彈性聚合物溶液在收縮模型中流動(dòng)的流函數(shù)、速度和應(yīng)

4、力等值線圖,從而分析了彈性對(duì)微觀波及效率的作用及影響.研究結(jié)果表明,威森博格(Weissenberg,簡(jiǎn)稱We)數(shù)是影響渦流大小、收縮流速度場(chǎng)及應(yīng)力分布的關(guān)鍵因素,We數(shù)的值越大,收縮流道內(nèi)的流動(dòng)區(qū)域越大,死油區(qū)的滯留區(qū)域越小,流體的第一法向應(yīng)力差和剪切應(yīng)力均有增加,從而提高了微觀波及效率. 在此基礎(chǔ)上,研究了PTT流體在收縮流道內(nèi)流動(dòng)的特征,同樣采用同位網(wǎng)格有限體積法對(duì)控制方程組進(jìn)行離散,考察了彈性及物質(zhì)參數(shù)對(duì)流函數(shù)、速度及