Образование «вязких пальцев» на межфазных границах при совместном вытеснении трех вязких жидкостей из пористой среды

Abstract

в работе рассматривается специфика неустойчивого вытеснения вязких жидкостей из пористых сред. Исследуется совместное вытеснение трех вязких жидкостей. В случае, если вязкость вытесняющей жидкости меньше, чем вязкость вытесняемой, на фронте вытеснения возникает известная неустойчивость Саффмана—Тейлора. Предлагается посмотреть на результат вытеснения трех жидкостей с различным перепадом вязкости на границах раздела жидкостей. Наблюдается просачивание «вязких пальцев» одной межфазной границы сквозь «вязкие пальцы», образовавшиеся на другой границе. Также результаты численного моделирования продемонстрировали временный «захват» вытесняемой жидкости при определенном перепаде вязкости на межфазной границе. Выявлено формирование «вязких пальцев» при фронтальном вытеснении, схожих с «пальцами» при радиальном вытеснении. Определяются факторы, влияющие на развитие «пальцев» под углом к направлению течения. Проводится сравнение с результатами, полученными при вытеснении нефти полимерным раствором: предварительной закачкой в пласт дополнительного раствора — жидкости с добавлением высокомолекулярных полимерных соединений, наличие которых приводит к увеличению вязкости жидкости. Благодаря этому осуществляется уменьшение перепада вязкости на границе раствор — нефть, что приводит к существенному увеличению нефтеотдачи this study examines the peculiarities of the unstable displacement of viscous fluids from porous media. The joint displacement of three viscous fluids is studied. When the viscosity of the displacing fluid is lower than the viscosity of the displaced fluid, the well-known Saffman-Taylor instability occurs at the displacement front. It is proposed to consider the result of displacement of three fluids with different viscosity differences at the interfaces between the fluids. The leakage of “viscous fingers” of one interphase boundary through the “viscous fingers” formed at the other boundary is observed. The numerical modeling results also showed the temporary “trapping” of the displaced fluid at a certain viscosity difference at the interface. The formation of ”viscous fingers” during frontal displacement, similar to “fingers” during radial displacement, was revealed. The factors influencing the formation of “fingers” at an angle to the direction of flow are determined. A comparison is made with the results obtained when displacing oil with a polymer solution: an additional solution – a liquid with the addition of high-molecular polymer compounds, the presence of which leads to an increase in the viscosity of the liquid – is pre-injected into the reservoir. As a result, the viscosity difference at the solution-oil interface is reduced, which leads to a significant increase in oil recovery