| ABSTRACT | 第5页 |
| 摘要 | 第6-14页 |
| CHAPTER ONE: INTRODUCTION | 第14-26页 |
| 1.0 Background of Low Salinity Waterflooding | 第14-16页 |
| 1.1 Research Status and Motivation for Low Salinity Waterflooding Research | 第16-18页 |
| 1.2 Aims and Objectives of the Research | 第18-19页 |
| 1.3 Main Research Content and Technical Methods | 第19-23页 |
| 1.3.1 Chemical Tracer Numerical Reservoir Simulator Development | 第19-20页 |
| 1.3.2 LSWF Numerical Reservoir Simulator Development | 第20-21页 |
| 1.3.3 Polymer Flooding EOR Combined with LSWF EOR | 第21-22页 |
| 1.3.4 Artificial Intelligence and Evolutionary Algorithm for History Matching | 第22页 |
| 1.3.5 Technical Methodology | 第22-23页 |
| 1.4 Significance of the Research | 第23-24页 |
| 1.5 Thesis Organization | 第24页 |
| 1.6 Innovations of the Research | 第24-25页 |
| 1.7 Chapter Summary | 第25-26页 |
| CHAPTER TWO: LITERATURE REVIEW | 第26-64页 |
| 2.0 Introduction | 第26页 |
| 2.1 Key Variables that Affect Low Salinity Process | 第26-35页 |
| 2.1.1 Reservoir Lithology | 第26-31页 |
| 2.1.1.1 Rock and Clay Mineralogy | 第27页 |
| 2.1.1.2 Types of Reactive Clay Minerals | 第27-31页 |
| 2.1.2 Presence of Crude Oil | 第31-32页 |
| 2.1.3 Presence of Connate water (Brine) | 第32-33页 |
| 2.1.4 Multivalent Ion Content in the Formation Water | 第33页 |
| 2.1.5 Salinity Shock | 第33页 |
| 2.1.6 Wettability Alteration Fundamental Concept | 第33-35页 |
| 2.2 Proposed Mechanisms for LSWF EOR in Sandstone Reservoirs | 第35-51页 |
| 2.2.1 Fine Migration | 第36-38页 |
| 2.2.1.1 Mechanism | 第36页 |
| 2.2.1.2 LSWF Fine Migration Supporting Evidence | 第36-37页 |
| 2.2.1.3 LSWF Fine Migration Contradictory Evidence | 第37-38页 |
| 2.2.2 Double Layer Expansion (DLE) | 第38-41页 |
| 2.2.2.1 DLE Mechanism | 第38-39页 |
| 2.2.2.2 LSWF DLE Supporting Evidence | 第39-40页 |
| 2.2.2.3 LSWF DLE Contradictory Evidence | 第40-41页 |
| 2.2.3 Multi-Ion Exchange (MIE) | 第41-44页 |
| 2.2.3.1 Mechanism | 第41-42页 |
| 2.2.3.2 LSWF MIE Supporting Evidence | 第42-43页 |
| 2.2.3.3 LSWF MIE Contradictory Evidence | 第43-44页 |
| 2.2.4 p H Increase and Surfactant Generation | 第44-45页 |
| 2.2.4.1 Mechanism | 第44页 |
| 2.2.4.2 p H Increase and Surfactant Generation Supporting Evidence | 第44页 |
| 2.2.4.3 p H Increase and Surfactant Generation Contradictory Evidence | 第44-45页 |
| 2.2.5 Local Increase in p H ( )(35)p H (Desorption of Organic Material) | 第45-48页 |
| 2.2.5.1 Mechanism | 第45-46页 |
| 2.2.5.2 LSWF Local Increase in p H Supporting Evidence | 第46-47页 |
| 2.2.5.3 LSWF Local Increase in p H Contradictory Evidence | 第47-48页 |
| 2.2.6 Salting-In Effect | 第48-49页 |
| 2.2.6.1 Mechanism | 第48页 |
| 2.2.6.2 LSWF Salting-In Effect Supporting Evidence | 第48页 |
| 2.2.6.3 LSWF Salting-In Effect Contradictory Evidence | 第48-49页 |
| 2.2.7 Wettability Alteration | 第49-51页 |
| 2.2.7.1 Mechanism | 第49页 |
| 2.2.7.2 LSWF Wettability Alteration Supporting Evidence | 第49-50页 |
| 2.2.7.3 LSWF Wettability Alteration Contradictory Evidence | 第50-51页 |
| 2.2.8 Osmotic Pressure | 第51页 |
| 2.2.8.1 Mechanism and Supporting Evidence | 第51页 |
| 2.2.8.2 LSWF Osmotic Pressure Contradictory Evidence | 第51页 |
| 2.3 Field-Scale Implementation of LSWF in Sandstone Reservoirs | 第51-54页 |
| 2.3.1 Current Status of LSWF Field-Scale Implementation | 第53-54页 |
| 2.4 LSWF Modeling and Numerical Reservoir Simulation | 第54-57页 |
| 2.4.1 Literature Review on Numerical Modeling and Simulation inClastic Reservoirs | 第54-57页 |
| 2.5 Introduction to Single and Interwell Chemical Tracer Test | 第57-58页 |
| 2.6 Low Salinity Polymer Injection | 第58-60页 |
| 2.7 Literature Review on History Matching Techniques | 第60-63页 |
| 2.8 Chapter Summary | 第63-64页 |
| CHAPTER THREE: MATHEMATICAL MODELING OF LOW SALINITY WATERFLOODING | 第64-127页 |
| 3.0 Background of Chemical Tracer Test Modeling | 第64页 |
| 3.1 Stochastic Modeling of Porous Media (Heterogeneity Modeling) | 第64-68页 |
| 3.1.1 Novel Geostatistical Simulation Methodology | 第64-67页 |
| 3.1.2 Turning Bands Simulation Method | 第67页 |
| 3.1.3 Static and Dynamic Measures of Reservoir Heterogeneity | 第67-68页 |
| 3.2 Chemical Tracer Numerical Simulator Mathematical Modeling | 第68-76页 |
| 3.2.1 Chemical Tracer Numerical Simulator Basic Assumptions | 第68-69页 |
| 3.2.2 Formulation of Mathematical Fluid Flow Equation | 第69-71页 |
| 3.2.3 Total Variation Diminishing Schemes | 第71-74页 |
| 3.2.4 Initial and Boundary Conditions | 第74页 |
| 3.2.5 Solution Technique for Convection-Diffusion Equation | 第74页 |
| 3.2.6 Validation of Numerical Solutions with Analytical Solutions | 第74-75页 |
| 3.2.7 Estimation of Average ROS by Numerical Approach | 第75页 |
| 3.2.8 Computer Model Development | 第75-76页 |
| 3.3 Multiphase and Multi-Component Reactive Transport Modeling in Porous Media | 第76-91页 |
| 3.3.1 Basic multiphase flow equations for LSWF EOR Modeling | 第76-81页 |
| 3.3.1.1 Mathematical Modeling Assumptions | 第76-77页 |
| 3.3.1.2 Mass Conservation and Darcy law | 第77-81页 |
| 3.3.2 Stable Thermodynamic Equilibrium Relations | 第81-84页 |
| 3.3.2.1 Equations of State | 第82-84页 |
| 3.3.3 Principal Unknowns | 第84-86页 |
| 3.3.4 Approximation of Time, Spatial and Equilibrium Relation | 第86-88页 |
| 3.3.5 Solution Technique for the Mathematical Models | 第88-91页 |
| 3.3.5.1 Solution Procedure | 第91页 |
| 3.4 Geochemical Modeling of LSWF EOR | 第91-97页 |
| 3.4.1 Intra-Aqueous Chemical Equilibrium Reactions Stoichiometry | 第92页 |
| 3.4.2 Chemical Equilibrium Reactions | 第92-94页 |
| 3.4.3 Kinetics of Precipitation and Dissolution Reactions | 第94-97页 |
| 3.5 Ion Exchange Model for LSWF EOR (Multi-ion exchange theory) | 第97-101页 |
| 3.5.1 Cation Exchange Capacity (CEC) | 第100-101页 |
| 3.6 Wettability Alteration Model for LSWF EOR | 第101-104页 |
| 3.7 History Matching LSWF EOR with Hybridized BPANN and PSO Algorithm | 第104-115页 |
| 3.7.1 Backpropagation Artificial Neural Network | 第104-107页 |
| 3.7.2 Artificial Neural Network Modeling Flowchart | 第107页 |
| 3.7.3 Particle Swarm Optimization Methodology | 第107-111页 |
| 3.7.4 Encoding Strategy | 第111-113页 |
| 3.7.4.1 Matrix Encoding Scheme | 第111-113页 |
| 3.7.5 Goodness of Fit | 第113-115页 |
| 3.7.6 Dataset Standardization | 第115页 |
| 3.8 Mathematical Modeling of Low Salinity Polymer Flooding | 第115-124页 |
| 3.8.1 Polymer Flooding Mathematical Modeling Assumptions | 第115-116页 |
| 3.8.2 Multiphase Flow and Transport Equations | 第116-121页 |
| 3.8.3 Constitutive System of Equations Coupling | 第121页 |
| 3.8.4 Polymer Adsorption | 第121-122页 |
| 3.8.5 Permeability Reduction Factor | 第122页 |
| 3.8.6 Non-Newtonian In-situ Polymer Rheology | 第122-123页 |
| 3.8.7 Initial and Boundary Conditions for Low Salinity Polymer Flooding | 第123页 |
| 3.8.8. Solution Technique for Polymer Transport in Porous Media | 第123-124页 |
| 3.8.9 Computer Model Implementation for LSP Flooding | 第124页 |
| 3.9 Chapter Summary | 第124-127页 |
| CHAPTER FOUR: RESULTS AND DISCUSSION | 第127-195页 |
| 4.0 Interwell-Well Chemical-Tracer Modeling | 第127页 |
| 4.1 Physical Model Formulation | 第127-129页 |
| 4.2 Validation of numerical solution with analytical solution | 第129页 |
| 4.3 Technical Characteristic of the Developed Chemical Tracer Test Simulator | 第129-130页 |
| 4.4 Stochastic Input and Output Parametric Values Interpretation | 第130-131页 |
| 4.5 Viscous Fingering and Flow Channeling in a Homogeneous Model | 第131-135页 |
| 4.6 Viscous Fingering and Flow Channeling in a Heterogeneous Model | 第135-149页 |
| 4.6.1 Proposed Method and TBM Heterogeneous Permeability Maps | 第135-137页 |
| 4.6.2 CPU Run Time for Simulated Permeability Maps | 第137页 |
| 4.6.3 Fluid Mobility Viscous Fingering | 第137-143页 |
| 4.6.4 Preferential Flow Channeling | 第143-145页 |
| 4.6.5 Heterogeneous Viscous Fingering | 第145-147页 |
| 4.6.6 Viscous Fingering and Channeling Flow Pattern Map | 第147-149页 |
| 4.6.7 Effects of Diffusion Coefficients on Viscous Fingering andFlow Channeling Phenomena | 第149页 |
| 4.7 LSWF Numerical Example Study | 第149-172页 |
| 4.7.1 Validation of LSWF Numerical Simulator with Buckley Leverett Analytical Solution | 第151-152页 |
| 4.7.2 Validation of Multi-Ion Exchange Model | 第152-157页 |
| 4.7.2.1 PHREEQC Geochemical Package | 第152-153页 |
| 4.7.2.2 ID PHREEQC and Numerical Simulator Simulations | 第153-154页 |
| 4.7.2.3 LSWF Ion Exchange Validation | 第154-155页 |
| 4.7.2.4 HSWF Ion Exchange Validation | 第155-157页 |
| 4.7.3 LSWF Texas Sandstone Reservoir Core Flood Experiment Case Study | 第157-163页 |
| 4.7.3.1 Rivet (2009) Coreflooding Experiment | 第159-160页 |
| 4.7.3.2 1DLinear Model Numerical Simulation and Validation | 第160-163页 |
| 4.7.4 LSWF and HSWF Validation of Average Oil Saturation | 第163-169页 |
| 4.7.4.1 LSWF Validation of Average Oil Saturation Results | 第163-165页 |
| 4.7.4.2 HSWF Validation of Average Oil Saturation Results | 第165-166页 |
| 4.7.4.3 LSWF and HSWF Oil Recovery Factors | 第166-167页 |
| 4.7.4.4 LSWF Effluent p H History | 第167-169页 |
| 4.7.4.5 HSWF Effluent p H History | 第169页 |
| 4.7.5 Analytical Prediction of LSWF and HSWF Performance | 第169-172页 |
| 4.7.5.1 LSWF and HSWF Fractional Flow Curves | 第170-172页 |
| 4.8 Low Salinity Polymer Flooding (Hybrid EOR effect) | 第172-180页 |
| 4.8.1 1DNumerical and Analytical Model Validation | 第174-175页 |
| 4.8.2 2DNumerical Simulation of LSP | 第175-180页 |
| 4.9 BPANN and PSO Hybridized Algorithm for History Matching LSWF andHSWF Coreflooding Data | 第180-193页 |
| 4.9.1 HSWF History Matching | 第180-189页 |
| 4.9.1.1 Training and Testing of Oil Saturation with BPANN and PSO-BPANN Model (HSWF) | 第185-188页 |
| 4.9.1.2 Training and Testing of Oil Recovery with BPANN and PSO-BPANN Model (HSWF) | 第188-189页 |
| 4.9.2 LSWF History Matching | 第189-193页 |
| 4.9.2.1 Training and Testing of Oil Saturation with BPANN and PSO-BPANN Model (LSWF) | 第190-191页 |
| 4.9.2.2 Training and Testing of Oil Recovery with BPANN and PSO-BPANN Model (LSWF) | 第191-193页 |
| 4.10 Chapter Summary | 第193-195页 |
| CHAPTER FIVE: CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS | 第195-198页 |
| 5.0 Conclusions | 第195页 |
| 5.1 Conclusions on Chemical Tracer Numerical Simulator | 第195页 |
| 5.2 Conclusions on Numerical Simulation and Modeling of LSWF and HSWF | 第195-196页 |
| 5.3 Conclusions on Low Salinity Polymer Flooding (Hybrid EOR effect) | 第196页 |
| 5.4 Conclusions on Artificial Intelligence and Swarm Intelligence Model Development | 第196页 |
| 5.5 Recommendation for Future Research Work | 第196-198页 |
| REFERENCES | 第198-223页 |
| ACKNOWLEDGEMENT | 第223页 |
| DEDICATION | 第223-224页 |
| APPENDIXES | 第224-229页 |
