超低渗油藏超临界CO2驱油特征及原油动用能力

为明确超临界CO_2驱替特征,结合核磁共振技术对比了超低渗透油藏超临界CO_2非混相、混相驱及水驱对储层孔隙原油动用效果,明确了长庆超低渗油藏岩心内原油分布特征,对比了不同注入介质对不同孔喉内原油采出程度的贡献程度。结果表明:超临界CO_2混相及非混相驱的见气阶段是采出程度迅速增加阶段,气窜后驱油效率大幅降低,对比了不同驱替方式采出程度,油藏条件下水驱主要动用大、中孔隙;CO_2非混相驱主要提高中、小孔的采出程度;水驱及非混相驱均无法动用小于0.1μm的微孔内原油;而CO_2混相驱对小、微孔提升较大,在混相气驱后,大、中孔隙动用程度接近100%,小孔和微孔分别达到34%和10%。混相气驱效果最佳,其次为非混相驱与高压水驱,低压水驱对原油动用能力较差。研究为超低渗油藏驱油方式的选择提供了理论依据。     

多孔介质中CO_2驱油相态及驱替特征

为弥补中国陆上原油在多孔介质中微观CO_2驱替特征的研究空缺,通过可视化PVT装置、CT装置和核磁共振装置,研究CO_2混相与非混相、不同注入气体积和不同注入气速度下的微观相态变化,以及不同条件下CO_2驱的相态变化特征与驱替特征,重新认识CO_2与地下流体的混相特征。结果表明:气液界面的变化规律为相间传质→传质增强→传质剧烈→混相;混相驱明显优于非混相驱,而且存在一个注入体积的最优值;当达到混相压力后,CO_2与原油几乎是一次接触混相的。由于混相形成了活塞式驱替,从而提高了驱油效率,减缓了气体指进。相同条件下增大CO_2注入速率并不能明显改善驱替效率,反而会使气体突破和驱替效率下降。     

鄂尔多斯盆地特低渗油藏CO_2非混相驱实验研究

针对鄂尔多斯盆地低渗低压裂缝性油藏水驱采收率低、CO_2驱难以混相及气驱易窜流等问题,利用CO_2-原油相态实验和岩心驱替实验,研究了CO_2非混相驱提高采收率机理与方法。相态实验表明,地层条件下CO_2与目标油藏原油难以混相,但在原油中溶解的摩尔分数可达60.20%,使原油体积膨胀30.16%,黏度降低64.29%。均质岩心驱替实验表明,CO_2非混相驱在水驱基础上提高驱油效率23.25%。非均质岩心驱替实验表明,CO_2非混相连续气驱效果随渗透率极差的增大而变差,在渗透率级差小于10的岩心驱替效果较好;水气交替在渗透率级差小于100的岩心取得一定的驱替效果,特别是渗透率级差10~30驱替效果最好。     

微生物提高采收率微观机制

在模拟油藏条件下,利用微观仿真平板模型和分支盲孔模型,对水驱、微生物驱油过程中剩余油形态及流动现象进行显微观察和分析,研究微生物驱油和置换盲孔内剩余油的微观机制;利用动态扩张黏弹性流变试验,定量考察菌体本身及生物表面活性物质对油水界面膜的作用及对原油流动能力的改善作用.结果表明:微生物通过降解原油和代谢产生生物气体、生物表面活性物质等改变剩余油形态及分布;微生物驱具有气驱、气液界面滑动和剥离油膜等微观驱油方式;生物气能够在生物活性物质的辅助作用下,进入水驱、聚驱、气驱都无法波及的盲孔,置换出其中的剩余油;微生物菌体本身具有界面活性,能与代谢活性产物共同降低油水界面膜强度,提高原油流动能力.     

CO2混相调节剂驱油机理室内研究

为了深入了解混相调节剂降低CO_2/原油最小混相压力的作用,测试CO_2混相调节剂降低最小混相压力的机理,开展了室内实验,并深入研究调节剂的效果。实验结果表明,混相调节剂可以降低CO_2/原油表面张力、促进CO_2抽提原油轻质组分效果、增加CO_2在原油中溶解度、降低原油黏度的作用;其中,主要的机理为降低表面张力和提高抽提轻质组分效果;当原油中调节剂质量浓度达0.3%以上,气液表面张力消失,达到混相;加入调节剂后,采出端气体突破时,CO_2萃取、抽提轻质烃体积百分数增加14倍以上。调节剂作用机理研究,深入了对调节剂改善CO_2驱油效果的认识,并对进一步筛选和研发新型调节剂具有指导意义。     

不同驱替方式下复模态微观孔隙原油动用规律 ——以克拉玛依油田530井区八道湾组油藏为例

通过一系列室内物理模拟驱油实验,结合微米CT扫描结果,对克拉玛依油田砾岩油藏水驱与聚合物驱的微观孔隙原油动用规律及剩余油分布特征进行研究.结果表明:水驱主要动用大于20μm孔隙的原油,对小孔隙原油的动用程度比较低,水驱后剩余油主要以连片状分布为主,赋存在小于20μm的孔隙中,水驱油效率为41.4％;聚合物驱主要动用8～...     

超临界CO2/水交替微观驱油特征研究

针对水气交替驱过程中CO_2与水能否接触、对剩余油动用能力等热点问题,利用高温高压微观可视模型,研究了不同密度CO_2驱后剩余油分布类型及挖潜对策,描述了水气交替微观封堵特征及对剩余油动用能力。实验结果表明,超临界CO_2的高密度特性,可扩大CO_2向油藏中下部的扩散运移;CO_2驱后剩余油以油膜类、盲端类、等势点类、未波及区域为主,其中等势点及未波及区域是下步挖潜主要对象;水气交替的注水阶段与注气阶段呈现出不同的贾敏效应,其中注气阶段贾敏效应明显;水气交替可显著改善等势点类剩余油,但未波及区域动用程度不高。     

致密油储层CO2驱核磁共振实验研究

针对致密油储层动用困难问题本研究以CO_2为注入介质,对致密油注气开发效果进行评价,并借助核磁共振技术,从微观角度阐述了致密油储层注CO_2的驱替特征。实验结果表明,CO_2驱可以有效启动赋存在致密孔隙中的原油,非混相压力下(10 MPa),CO_2突破快,小孔隙中原油未动用,驱替后原油饱和度分布不均匀,驱替效率低;而在混相压力之上(24 MPa),CO_2突破明显变慢,驱替后原油饱和度均匀下降,大小孔隙中的原油均被启动,采出程度较高。此外从采出原油组成可以看出,高压下CO_2抽提作用非常明显,原油组分以C7~C29为主,几乎不合C30+组分,这表明CO_2会导致原油中重质组分在孔隙中沉积。     

胜坨油田二区三角洲砂岩油藏剩余油形成的影响因素分析

胜坨油田二区三角洲砂岩油藏剩余油形成的影响因素是多方面的。研究表明,宏观影响因素主要有7种,其中有4种因素影响较大。侧缘微相带由于注水状况差,易于形成剩余油;小鼻状微型构造高部位剩余油相对富集,且向上驱油对油井生产有利;靠近断层的地带封闭性好,剩余油相对富集;注水井网不完善易于形成相对富集的平面剩余油潜力区。微观影响因素主要来自孔隙结构的非均质性、原油性质和注水压差,剩余油主要是在多孔隙网络体系条件下形成,其形态多以油珠、油丝、小油块和孤岛状分布。剩余油形成过程中,宏观因素对微观因素有4个方面的控制作用,它们决定油层孔喉结构及润湿性,提供水驱油动力,控制水驱油过程,影响水驱油的速度。此研究结果有助于研究区的剩余油挖潜。     

注水停止对剩余油分布状态影响的实验研究

应用刻蚀模型的微观可视化物理模拟技术,设计模拟实验,获得了不同水驱时刻的剩余油分布情况。利用图像处理技术对剩余油变化定量表征,研究了在注水停止前后剩余油分布的变化规律、影响因素、运移方式及受力情况。实验研究表明:停止注水后剩余油的分布状态与水驱停止瞬间不同;在停止注水时剩余油分布发生变化的原因是注入水的惯性力与毛管力、黏滞力、浮力共同作用下使剩余油主要以沿多孔介质边界、液滴漂浮、油水分段三种方式在多孔介质中运移;并且随着注水体积倍数的增加剩余油变化量呈现先增加后减小的趋势,随着原油黏度减小、润湿性亲油性增加和注水速度增大剩余油分布变化量逐渐增大。     

低渗油藏CO2驱产出气回注可行性研究

为研究低渗油藏产出气回注的可行性,利用室内实验的方法,分别考察了原油与CO_2混相效果的影响因素及不同阶段产出气回注的驱油效果.研究结果表明:原油组分中C_1、N_2摩尔百分数的增加会引起原油与CO_2最小混相压力的升高,而原油组分中C_2～C15摩尔百分数越多越有利于实现原油与CO_2的混相.注入气中C_1、N_2摩尔百分数越高越不利于实现与原油的混相,而注入气中C_2、C_3的摩尔百分数越高越有利于实现与原油混相.注入气中CO_2摩尔百分数越高,注入气的驱油效率也越高,在CO_2摩尔百分数达到80 mol%以上时,完全可以达到CO_2混相驱的效果.现场检测结果表明,产出气中CO_2摩尔百分数已经超过了80 mol%,实施产出气回注是完全可行的.本研究首次明确了C_(11)～C_(15)摩尔百分数对混相效果的影响,同时本研究成果为产出气中温室气体的处理与利用提供依据,也为低渗油藏CO_2驱的高效开发提供重要技术支撑.     

胜坨油田二区三角洲砂岩油藏剩余油形成的影响因素分析

胜坨油田二区三角洲砂岩油藏剩余油形成的影响因素是多方面的。研究表明，宏观影响因素主要有7种，其中有4种因素影响较大。侧缘微相带由于注水状况差，易于形成剩余油；小鼻状微型构造高部位剩余油相对富集，且向上驱油对油井生产有利；靠近断层的地带封闭性好，剩余油相对富集；注水井网不完善易于形成相对富集的平面剩余油潜力区。微观影响因素主要来自孔隙结构的非均质性、原油性质和注水压差，剩余油主要是在多孔隙网络体系条件下形成，其形态多以油珠、油丝、小油块和孤岛状分布。剩余油形成过程中，宏观因素对微观因素有4个方面的控制作用，它们决定油层孔喉结构及润湿性，提供水驱油动力，控制水驱油过程，影响水驱油的速度。此研究结果有助于研究区的剩余油挖潜。     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏注气驱油提高采收率机理研究

为了研究塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏注气替油提高采收率机理,开展了原油物性实验、相态分析和注气驱油数值模拟研究。结果表明:塔河油田注氮气驱油为非混相过程,注二氧化碳驱油为混相过程;注氮气驱油的作用机理为降低原油黏度、体积膨胀补充地层能量、驱替微小孔径中的原油及重力分异形成人工气顶置换顶部剩余油;注二氧化碳驱油的作用机理为降低原油黏度、体积膨胀补充地层能量及降低油气界面张力;非混相注气驱油比混相开发效果好。     

CO2微观驱油实验研究

针对不同CO2驱油方式下提高采收率机理认识仍不完全清楚等问题,利用与地层孔隙结构相似的高压可视化微模型进行了水驱、CO2非混相驱、CO2近混相驱和CO2混相驱四组驱替实验,并采用微观驱油动态彩色图像分析和二值化处理相结合的研究方法,对比研究了不同驱替方式中驱替前缘形状、油气界面、油气分布特征、含油面积大小和模拟油颜色变化。结果表明:水驱油时,水大部分以非活塞形式驱油、油水界面呈凹凸弧线形;CO2非混相驱中,CO2与原油存在明显的两相流,界面形状比较锐利,窜流和混流比较严重,气体突破较早;CO2近混相驱替过程中,油气界面模糊、两相区不明显、没有形成明显的混相带;而混相驱过程中形成了清晰可见的混相带,油气界面明显圆滑和模糊,在相同条件下混相驱持续的时间最长,采收率最高。该研究对CO2有效驱油和驱油机理认识具有重要的理论意义。     

大庆榆树林油田最小混相压力的确定

为了确定了CO₂与榆树林油田原油的最小混相压力,在传统的测试方法的基础之上,提出并且完善了新的原油与CO2最小混相压力的确定方法;应用了高温高压的微观模型实验寻找原油与CO₂的最小混相压力,对比进行了细管实验和长岩心注入工艺实验的研究,证明综合应用结果要比以往的更直观和准确;确定了CO₂与榆树林油田原油的最小混相压力。证明了微观实验确定最小混相压力的可靠性。     

鄂尔多斯盆地长7致密油储层二氧化碳驱油实验

鄂尔多斯盆地长7致密油储层具有致密和低压的特征,采用常规注水开发存在采收率低的问题,从而制约了致密油的开发效果。针对鄂尔多斯盆地长7致密油储层注水开发采收率低的问题,基于CO_2驱油细管实验、原油流变性测试实验、CO_2浸泡岩心实验以及岩心驱替实验,并结合润湿接触角测试方法和核磁共振成像技术,研究了长7致密油储层CO_2驱油的增产机理。研究结果表明:长7致密油最小混相压力为23.9 MPa,在长7致密油储层CO_2驱过程中,注采井间CO_2非混相驱占主导,在注入井附近局部区域可能出现混相驱;在地层温度压力(75℃,18 MPa)条件下,未溶解CO_2原油的黏度为8.87 mPa·s,溶解CO_2的原油黏度为7.99 mPa·s,其黏度降低幅度为9.9%;CO_2水溶液浸泡24 h后,长7致密砂岩的润湿接触角从66.1°降低到54.0°,亲水性增强;水驱致密砂岩岩心的驱油效率为47.2%,CO_2的驱油效率为71.5%,较水驱提高驱油效率24.3%,且致密砂岩渗透率越高CO_2驱油效果越好。实验证明CO_2驱可以显著提高长7致密油储层的驱油效率,是长7致密油高效开发的重要技术。     

砂砾岩致密油藏超临界二氧化碳吞吐适应性分析

为研究砂砾岩致密油藏超临界CO_2吞吐效果,基于M油田砂砾岩致密油藏岩储层条件室内模拟超临界CO_2吞吐饱和油岩心、含束缚水饱和油岩心。通过吞吐前后岩心中采出油量、采出油组分变化、吞吐前后油相渗透率变化得出:束缚水存在增加了超临界CO_2吞吐采出流体量但降低了原油的采收率,同时减弱了CO_2对原油的萃取能力,使得采出油组分变轻,CO_2萃取原油组分区间为C_(12)～C_(21);CO_2与地层水作用产生沉淀现象是导致吞吐后岩心油相渗透率下降的主要原因,CO_2与水作用强度大于与原油作用强度。     

弱碱三元驱后剩余油定量分析

三元驱后地层中仍存在大量剩余油,明确剩余油类型及数量对进一步提高采收率具有重要意义。利用电子计算机断层扫描(computed tomograph,CT)及图像分析软件定量分析了水驱后、弱碱三元驱后不同渗透率岩心中各种类型的微观剩余油。结果表明:水驱后剩余油主要类型为簇状、柱状、盲端状;弱碱三元驱对水驱后各类剩余油均有不同程度的驱替作用,对簇状剩余油驱替效果最好;盲端状剩余油饱和度在三元驱后有小幅度升高。弱碱三元驱后剩余油形态与水驱后一致,簇状剩余油占比最高,需要进一步动用该类剩余油以提高采收率;     

基于DLVO理论的低矿化度水驱对岩石润湿性的影响

为明确润湿性改变机制的主控因素,基于胶体稳定性(DLVO)理论和扩散双电层理论,建立表征岩石-水膜-原油系统界面间相互作用的分离压力数学模型,从微观受力角度对水驱矿化度与离子价型等分离压力影响因素进行敏感性分析;结合Young-Laplace方程和相互作用势能理论,计算不同水驱矿化度与离子价型下的稳定水膜厚度和岩石润湿角。结果表明:水驱离子价型是影响岩石润湿性的主控因素,少量二价阳离子即可产生极负的分离压力,形成厚度为0.375 nm的较薄水膜,水相润湿角维持在约20°;采用一价阳离子水驱时,随着矿化度的降低,分离压力逐渐增大并产生较高的正峰值,形成厚度为5.334 nm的较厚水膜,岩石润湿性转变为完全水湿(水相润湿角为0°),原油最终脱离岩石表面;在油田注水开发过程中,采用一价阳离子的低矿化度水驱在提高采收率上具有更高的潜能。     

利用剩余油微观形成机理提高采收率

油田注水开发实践证明,当油井完全水淹时,仍有相当量的原油滞留在储层当中,这部分剩余在底层的原油叫做剩余油。认识和研究剩余油的形成机理以及其开采方法,不但是油田提高采收率的基础,而且也油田改善水驱开发效果的基础。本文通过对剩余油形成的微观机理的阐述,提出剩余油的微观开采方法,以便在油田开发中后期获得最大的经济采收率。