The ability to determine a predictive stability criterion is of great practical importance for designing stable polymer-based displacements. Where one usually resorts to a limited number of core-scale experiments or coarse-scale reservoir simulations, the first ones are potentially impacted by length scale issues, while the second ones possibly smooth out sharp displacing fronts and physical instability due to numerical diffusion. This paper proposes a new hydrodynamical stability criterion based on the previous linear stability analysis results. This criterion is tested for 2D polymer oil displacement by performing high viscosity contrasts, high-resolution numerical experiments at pilot scale. We investigate mesh resolution issues and several perturbation ideas. Different factors are considered such as mobility ratios, polymer adsorption and degradation and heterogeneities. The analysis is based on a combination of reservoir simulation and image processing techniques. We show the development of viscous fingering in homogeneous porous media is driven by the shock mobility ratio defined as the ratio of the total fluids upstream mobility over the total fluids downstream mobility. This stability criterion proves to predict both the polymer upstream and polymer-free downstream saturation fronts stability, typical of a polymer displacement, whether polymer adsorbs on the rock or degradates, or not. The observed fingers dynamical behavior is in line with previous works addressing single-phase miscible flow or immiscible oil displacement in porous media: fingers transversally merge while growing in the flow direction. Time evolution of fingers spreading and number is linear. Investigation on porous media of variable heterogeneity distributions shows how viscous fingering couples with heterogeneity and leads to even more marked, distorted and unstable flow patterns. In those cases, flow patterns are not solely driven by the porous medium heterogeneity. The more unstable the flow is, the more sensitive it is to heterogeneity. In-depth fingers analysis shows a very specific time evolution behavior, quite different from viscous fingering in homogeneous media. Such a flow pattern is related to production data such as water and polymer breakthrough times and/or oil recovery profiles as a function of time, which can be used in turn to interpret displacement stability and porous medium heterogeneity features.

中文翻译：

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用于评价聚合物基重油驱替的粘性指法和窜流特征

确定预测稳定性标准的能力对于设计稳定的基于聚合物的位移具有重要的实际意义。在通常采用有限数量的岩心尺度实验或粗尺度储层模拟的情况下，第一个可能会受到长度尺度问题的影响，而第二个可能会消除由于数值扩散引起的急剧位移前沿和物理不稳定性。本文在以往线性稳定性分析结果的基础上，提出了一种新的水动力稳定性判据。通过在中试规模上进行高粘度对比、高分辨率数值实验，对二维聚合物驱油标准进行了测试。我们研究了网格分辨率问题和几个扰动的想法。考虑了不同的因素，例如流动率、聚合物吸附和降解和异质性。该分析基于油藏模拟和图像处理技术的结合。我们展示了在均质多孔介质中粘性指法的发展是由冲击流动率驱动的，该比率定义为上游流体总流动性与下游流体总流动性之比。该稳定性标准证明可以预测聚合物上游和不含聚合物的下游饱和前沿稳定性，这是聚合物置换的典型特征，无论聚合物是否吸附在岩石上或降解。观察到的指状物动力学行为与先前解决多孔介质中单相混相流动或不混相驱油的工作一致：指状物横向合并，同时沿流动方向生长。手指伸展和数量的时间演变是线性的。对可变非均质性分布的多孔介质的研究表明，粘性指法如何与非均质​​性耦合并导致更加明显、扭曲和不稳定的流动模式。在这些情况下，流动模式不仅仅由多孔介质的异质性驱动。流动越不稳定，对异质性就越敏感。深入的指法分析显示了一种非常具体的时间演化行为，与均质介质中的粘性指法完全不同。这种流动模式与生产数据有关，例如水和聚合物的突破时间和/或作为时间函数的采油曲线，这些数据又可用于解释驱替稳定性和多孔介质非均质性特征。对可变非均质性分布的多孔介质的研究表明，粘性指法如何与非均质​​性耦合并导致更加明显、扭曲和不稳定的流动模式。在这些情况下，流动模式不仅仅由多孔介质的异质性驱动。流动越不稳定，对异质性就越敏感。深入的指法分析显示了一种非常具体的时间演化行为，与均质介质中的粘性指法完全不同。这种流动模式与生产数据有关，例如水和聚合物的突破时间和/或作为时间函数的采油曲线，这些数据又可用于解释驱替稳定性和多孔介质非均质性特征。对可变非均质性分布的多孔介质的研究表明，粘性指法如何与非均质​​性耦合并导致更加明显、扭曲和不稳定的流动模式。在这些情况下，流动模式不仅仅由多孔介质的异质性驱动。流动越不稳定，对异质性就越敏感。深入的指法分析显示了一种非常具体的时间演化行为，与均质介质中的粘性指法完全不同。这种流动模式与生产数据有关，例如水和聚合物的突破时间和/或作为时间函数的采油曲线，这些数据又可用于解释驱替稳定性和多孔介质非均质性特征。扭曲和不稳定的流动模式。在这些情况下，流动模式不仅仅由多孔介质的异质性驱动。流动越不稳定，对异质性就越敏感。深入的指法分析显示了一种非常具体的时间演化行为，与均质介质中的粘性指法完全不同。这种流动模式与生产数据有关，例如水和聚合物的突破时间和/或作为时间函数的采油曲线，这些数据又可用于解释驱替稳定性和多孔介质非均质性特征。扭曲和不稳定的流动模式。在这些情况下，流动模式不仅仅由多孔介质的异质性驱动。流动越不稳定，对异质性就越敏感。深入的指法分析显示了一种非常具体的时间演化行为，与均质介质中的粘性指法完全不同。这种流动模式与生产数据有关，例如水和聚合物的突破时间和/或作为时间函数的采油曲线，这些数据又可用于解释驱替稳定性和多孔介质非均质性特征。与均匀介质中的粘性指法完全不同。这种流动模式与生产数据有关，例如水和聚合物的突破时间和/或作为时间函数的采油曲线，这些数据又可用于解释驱替稳定性和多孔介质非均质性特征。与均匀介质中的粘性指法完全不同。这种流动模式与生产数据有关，例如水和聚合物的突破时间和/或作为时间函数的采油曲线，这些数据又可用于解释驱替稳定性和多孔介质非均质性特征。