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为了高效开采水驱后油藏中的剩余油,很多提高剩余油采收率的三次采油技术被应用到老油田中。由于化学驱可扩大波及体积、提高洗油效率,从而大幅提高原油采收率,已经成为油田上重要的三次采油技术之一,并在大庆油田,胜利油田等应用。然而由于化学剂本身价格昂贵、用量较大、对地层造成污染、驱油成本高、风险大等原因,化学驱数值模拟正是化学驱可行性研究和开发方案优化的重要工具,能够非常有效的降低化学驱的成本和可能存在的风险,提高经济效益。 本文的油藏数值模拟器基于混合PEBI网格,即井周围采用径向网格,油藏区域采用PEBI网格。这种混合网格可以灵活的描述井位和一些复杂的地质特征(断层,裂缝,尖灭等),同时也避免了如同笛卡尔网格的网格取向效应对计算结果的影响。采用Hands Rule来描述和计算油、水和表面活性剂体系的TypeⅡ(-)、TypeⅡ(+)和TypeⅢ相态。控制方程的离散采用的是适合非结构网格的有限体积法,并通过Newton-Raphson迭代法将全隐式处理后得到的非线性方程组转化成线性方程组后利用GMRES求解。在此基础上开发了一个基于混合PEBI网格更加精确实用的全隐式组分化学驱模拟器HyPICS。所考虑的物化效应包括但不限于流体微可压缩,油、水和表活剂相态计算,表面张力变化,毛管减饱和作用,多组分相粘度计算和基于毛细管数的相对渗透率计算。论文的主要成果如下: 1)建立基于混合PEBI网格的多相多组分的全隐式化学驱数值计算方法,具有稳定、灵活、高扩展性的特点。模型建立过程中,引入几何因子计算修正用于径向网格内部之间及混合网格结合区域的处理,并推导出了PEBI网格下的Peaceman井模型。 2)通过与基于笛卡尔网格的成熟软件进行的水驱、聚合物驱和表活剂-聚合物驱的采收率、生产井见聚合物和表活剂时间对比,可以看出表活剂驱对网格取向效应较水驱和聚合物驱更加的敏感,并且HyPICS使用的PEBI网格的的取向效应要更小,得到的结果也更准确。 3)通过敏感性分析,研究了注入液粘度,表活剂浓度和段塞大小对最终采收率的影响,并根据结果给出了化学驱注入策略的参考和建议。 4)研究了计算网格尺寸大小对结果的影响,结果表明:除去网格种类不同带来的网格取向效应的影响,不同种类网格的网格尺寸大小对结果的影响是一致的,并给出了修正网格尺寸效应对表面活性剂驱的采收率计算结果的参考和建议。