该文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：

《油气地质与采收率》（Petroleum Geology and Recovery Efficiency）于2025年12月24日网络首发了题为《乳液聚合物驱油机理数值模拟表征与注入参数优化》的研究论文。该研究由樊宇（中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院）、李禹羲（Kazzakh-British Technical University）、高坤、魏长清等8位作者合作完成，研究团队来自中国、哈萨克斯坦的多所高校和企业机构。

学术背景

该研究属于提高石油采收率（Enhanced Oil Recovery, EOR）领域，聚焦乳液聚合物驱油技术。传统聚合物驱（polymer flooding）数学模型无法准确表征乳液聚合物（emulsion polymer）的乳化增黏、抗剪切和降低界面张力等特性，导致方案设计存在偏差。大庆油田先导试验表明，乳液聚合物驱比普通干粉聚合物（P-HPAM）多提高采收率3个百分点以上，但缺乏理论支撑。因此，研究团队旨在通过数值模拟方法，建立乳液聚合物驱等效数学模型，优化注入参数，并为现场应用提供理论依据。

研究流程

1. 乳液聚合物性能表征

   • 研究对象：大庆油田LBB1和LBB2区块的乳液聚合物，对比普通P-HPAM。

   • 实验方法：

     • 乳化增黏性能：测定不同浓度（500–1,500 mg/L）下聚合物溶液及乳化体系黏度（油水比1:1），发现乳化体系黏度为聚合物溶液的1.6–3.7倍。

     • 抗剪切性能：模拟管线、炮眼剪切及地层多孔介质流动，发现乳液聚合物剪切后黏度保留率（75.2%）显著高于P-HPAM（63.1%）。

     • 界面张力：测定不同浓度下油水界面张力，乳液聚合物可降至8–9 mN/m，而P-HPAM为70–73 mN/m。

2. 数学模型构建

   • 软件平台：采用ChemEOR数值模拟软件，将乳液聚合物等效为聚合物和表面活性剂两组分。

   • 模型创新：

     • 黏度表征：通过改进的黏浓关系模型（式1）量化乳化增黏效应，回归参数α₁=10、α₂=50、α₃=600、β=-0.531。

     • 剪切模型：引入黏度保留率δμₚᵣ（式3）和剪切速率修正项（式2），经验常数nₚ₁=1.71。

     • 界面张力模型：基于表面活性剂浓度（式4）拟合界面张力与驱油效率关系。

3. 先导试验验证

   • 历史拟合：重新拟合LBB1区块先导试验数据，含水率预测误差小于1%，采收率预测值较传统模型提高0.7个百分点。

4. 注入参数优化

   • 方案设计：针对LBB2区块建立三维地质模型（网格数6.95×10⁴），设计3组12个方案：

     • 浓度优化：固定用量1,200 (mg/L)·PV，浓度800–1,600 mg/L。结果显示1,200 mg/L为拐点，浓度再增加采收率增幅趋缓（如1,400→1,600 mg/L仅增0.14百分点）。

     • 用量优化：固定浓度1,200 mg/L，用量800–1,600 (mg/L)·PV。1,200 (mg/L)·PV时采收率增幅最大（较1,000 (mg/L)·PV增1.39百分点）。

     • 段塞组合：对比单一浓度、前置高浓度+正常浓度、前置高浓度+梯次降浓度三种方式，第三种组合最佳（采收率14.40百分点，较单一浓度高0.43百分点）。

5. 现场应用

   • 扩大试验：LBB2区块79口注入井按渗透率分级个性化设计（如高渗层前置段塞浓度2,500 mg/L）。实施后含水率由98.6%降至96.65%，阶段提高采收率0.56百分点，预测最终可提高14百分点以上。

主要结果与结论

1. 机理表征：乳液聚合物的乳化增黏、抗剪切和界面活性可通过ChemEOR软件协同表征，模型预测误差显著降低。

2. 参数优化：最佳注入浓度为1,200 mg/L，用量为1,200 (mg/L)·PV，段塞组合采用“前置高浓度（2,000 mg/L）+梯次降浓度（1,200→800 mg/L）”。

3. 现场验证：个性化方案使高渗层视吸水指数稳定在0.61 m³/(d·m·MPa)，含水率变化与模拟预测吻合（R²>0.95）。

研究价值与亮点

• 科学价值：首次将乳液聚合物的多重驱油机理整合为等效数学模型，解决了传统单一模型（聚合物或表面活性剂）的局限性。

• 应用价值：为大庆油田二类油层（Class II reservoirs）提质增效提供技术支撑，预计可推广至类似高温高盐油藏。

• 创新点：

  • 提出“黏度/界面张力协同表征”方法，通过参数回归（如nₚ₁=1.71）提升模拟精度。

  • 开发梯次降浓度段塞设计，兼顾调剖效果与经济性。

其他发现

• 乳液聚合物在500 mg/L低浓度下仍具显著乳化能力（增黏倍数3.7），优于P-HPAM需1,450 mg/L才能达到相同黏度。

• 先导试验与扩大试验的渗透率变异系数（0.66→0.74）差异证实模型对非均质储层的适应性。

该研究为化学驱数值模拟提供了新范式，其参数优化方法可直接指导油田方案设计，具有显著的工业应用前景。