聚合物驱替渗流模拟：考虑扩散与吸附效应

"考虑扩散和吸附作用的聚合物驱替过程渗流数值模拟" 本文主要探讨的是在聚合物驱油过程中，如何通过数值模拟方法来考虑扩散和吸附效应的影响。聚合物驱油是一种三次采油技术，它利用高分子聚合物增加地层中的流体粘度，从而提高原油采收率。在实际应用中，聚合物在多孔介质中的运移会受到扩散和吸附这两个重要因素的影响。 首先，文章提到了采用显式求解饱和度、隐式求解浓度的方法来构建数值模型。饱和度是指岩石孔隙中流体占据的比例，而浓度则表示聚合物在溶液中的分布情况。显式全变差递减（TVD）法用于解决饱和度方程，这种方法能够有效地避免数值振荡，保证计算的稳定性。对于浓度方程，采用Crank-Nicolson差分格式进行空间项离散，并对时间项进行拟线性处理，以确保计算的稳定性和准确性。 文章通过与解析解的比较，验证了所提出数值方法的有效性。解析解通常只适用于简单情况，而在复杂的聚合物驱替过程中，数值模拟是必不可少的工具。作者通过实例分析展示了扩散如何导致聚合物在溶液中稀释，使得浓度传播分散；而吸附则会导致聚合物损耗，引起浓度传播滞后。这些现象都会影响聚合物驱油的效果。 此外，文章还讨论了“油墙”现象，这是聚合物驱替过程中的一个重要特征。油墙是指在聚合物驱替过程中，由于聚合物对油的排斥作用，原油被挤压到一边形成的一种现象。在段塞注入的情况下，原油富集区的突破时间位于聚合物浓度前缘突破和峰值突破之间，这进一步揭示了聚合物驱替的复杂动态。 该研究为理解和优化聚合物驱替提供了重要的数值模拟工具。通过考虑扩散和吸附效应，可以更准确地预测和评估聚合物驱油的效率，为油田开发方案的设计提供科学依据。这对于提高我国东部油田的采收率具有重要意义。文章最后强调，全面考虑各种物理化学现象的数学模型虽然复杂，但却是理解和优化聚合物驱替过程的关键。