CO2吞吐技术应用于深层稠油开发探究

深层稠油开发问题一直是困扰着石油开采工作的难题,原油粘稠、流动性差,在井底和井壁附近的流动非常差,给采油工作带来很多困难。不过近几年来,伴随着科学技术的发展,我国的石油勘查领域和采集行业石油勘探和采油工艺的技术水平都有了很大程度的提高,而这一行业难题也有了解决办法,既针对深层稠油油藏,利用CO2吞吐技术,实施CO2早期吞吐,使稠油开采的产量和经济效益都有了显著的提高。文中就CO2吞吐技术的作用机理和注意问题等内容展开讨论,希望本文中的一些个人建议能对深层油藏稠油开采工作有所帮助,从而促进行业健康发展。     

超临界CO2在稠油中的溶解度以及体积系数研究

采用超临界状态的CO2对稠油或原油进行降黏,进而实现长距离管道输送是一项全新的稠油降黏输送工艺。采用实验手段和流体相平衡模型相结合对CO2在稠油中的溶解特性以及超临界CO2稠油物理特性进行了研究,得到了CO2在超稠油中的溶解特性。且模拟计算结果与实验结果比较接近,误差较小,并确定了适用于超临界CO2在稠油溶解度计算公式和体积系数计算公式。     

低效稠油CO2复合吞吐参数优化

针对部分埋藏深、渗透率低、高温高盐等无法热采或化学驱的稠油油藏,部分油田采用了“CO2+增溶剂”的复合吞吐生产方式,并取得了一定效果。目前关于CO2吞吐方面的物模模拟实验无法满足复合吞吐的研究需要。本研究建立了一套基于吞吐补偿系统的CO2复合吞吐的物理模拟方法,开展了室内CO2 吞吐物理模拟实验,研究了增溶剂注入量、CO2注入量、注入方式等因素对吞吐效果的影响,同时进行了现场试验并进行了跟踪评价。结果表明：增溶剂注入浓度为5-10%、CO2与化学剂注入质量比为1:2.5~1:5、采用两段塞注入方式,提高采出程度最高。该方法有效的模拟了复合吞吐过程中的注入、焖井和产出过程,完全满足CO2复合吞吐的工艺参数优化的研究要求。     

CO2混相驱最小混相压力确定方法研究

CO2混相驱是低渗透油藏提高采收率的三次采油技术,而CO2混相驱最小混相压力是研究的关键.文章从经验公式计算、室内实验和数值模拟三个方面进行了研究,分析论证了确定CO2混相驱最小混相压力的方法;通过岩心驱替实验研究证明了混相驱可以大幅度提高油藏采收率,混相驱应用于低渗透油藏开发是可行性的;在确定了最小混相压力的基础上,把CO2混相驱应用于东营凹陷樊124块的油藏开发取得了良好的效果.     

CO2在饱和稠油岩心中的扩散及仿真模拟

探讨CO_2在稠油油藏中的扩散传质规律及影响因素。通过分析CO_2在饱和稠油岩心中的扩散过程,建立了物理模型及数学模型;并将其与CO_2状态方程进行耦合,建立了求解扩散系数的压降模型,利用该模型拟合实验数据,求得扩散系数;利用该结果及实验条件,进行扩散过程的仿真模拟。结果表明,CO_2在饱和稠油岩心中扩散系数的数量级为10~(-10),契合已有研究结果;此外,孔隙直径、稠油与CO_2的接触面积等因素影响CO_2在饱和稠油岩心中的扩散特征。利用压降模型拟合实验数据的方法可有效求取CO_2在饱和稠油岩心中的扩散系数,且仿真模拟可实现扩散过程的可视化及因素分析。     

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。     

CO2在离子液体中溶解度的模型研究

将PRSV状态方程应用到CO2气体在离子液体中的溶解度计算,并根据离子液体在不同温度下的密度数据,得到了PRSV状态方程用于离子液体时的方程参数,分别用与G^E模型NRTL相结合的Wong-Sandler和van der Waals混合规则来关联计算CO2气体在离子液体中的溶解度,并优化得到气体与离子液体的交互作用参数。其计算结果的平均相对误差分别为9．45％和6．60％。     

稠油油藏注CO2吞吐提高采收率机制

以大港油田埕隆1601稠油油藏为例,采用高温高压PVT试验装置和填砂管驱替试验装置,开展CO2-原油体系高压物性测定和CO2吞吐增产效果评价;采用油藏数值模拟方法,开展先导CO2吞吐水平井生产历史拟合和增产机制分析.结果表明:油藏条件下,CO2-原油界面张力为2.9 mN/m,为非混相状态;CO2在原油中的溶解度为45...     

欢26块地层油与CO2最小混相压力研究

在模拟欢26块油藏地层条件下,利用细管实验研究了CO2驱油效果,并测定地层油与CO2的最小混相压力。结果表明,在同样CO2注入量下,注入压力越大,累积采收率越大;注气量达到0.62~0.8PV后,CO2突破,生产气油比急剧上升,注入压力越大,CO2突破时注气量越多,但CO2突破后生产气油比上升越快。欢26块地层油与CO2的最小混相压力为23.6MPa,在地层压力可以达到CO2混相驱,在进行CO2非混相驱时,注入压力尽可能高,这样可取得更好的驱油效果。     

CO2二元体系临界性质计算方法的研究

建立了计算二元混合物临界温度Tcm的公式和温度的二元相互作用参数kTij的表达式,用这两个表达式计算了超临界CO2分别与甲苯、环己烷、乙醇、甲醇、正丁醛、异丁醛等组分六对二元复合体系的临界温度,并与其他方法的计算结果进行了对比.结果表明文中所建立的表达式能够较好地对实验数据进行拟合,证明了公式的可靠性;同时还根据混合规则am中kaij的表达式,确定了表达式系数并结合RK-EOS对六组超临界CO2的二元复合体系的临界压力数据进行了拟合,结果令人满意.     

低渗透油藏CO2混相驱油机制及影响因素

依据CO2降低原油黏度以及CO2在原油中的传质扩散混相机制,建立考虑吸附现象的低渗透油藏CO2混相驱油数学模型,模拟CO2混相驱油过程。采用Barakat-Clark有限差分格式对模型进行数值求解,分析Peclet数、注入压力、孔隙度、原油黏度等因素对CO2在流出端的浓度分布以及降黏效果的影响。结果表明:Peclet数越小、注入压力和孔隙度越大,CO2突破流出端的时间越早,同时改变油藏原油黏度的时间越早;初始原油黏度越大,CO2降低原油黏度的效果越明显。     

大芦湖油田樊124断块CO2混相驱过程中沥青质沉淀实验研究

针对胜利油区典型的低渗透油田——大芦湖油田樊124断块的油藏条件，利用SDS固体沉淀实验装置对5种压力下注入CO2过程中沥青质的沉淀情况进行了研究，确定了沥青质沉淀析出的条件及沉淀量，并提出了预防沥青质沉淀的措施。研究结果表明，在樊124断块进行CO2非混相驱，不会产生明显的沥青质沉淀，而在高于26MPa下进行（硒混相驱时，会产生少量沥青质沉淀，且注入压力越高，沥青质沉淀趋势越强，但由于地层油中原始沥青质含量较低，产生的沥青质沉淀量不大；根据樊124断块油藏流体条件，在较低的压力（〈26MPa）下进行CO2混相驱或近混相驱，既能获得较高的原油采收率，又能避免或减少沥青质的沉淀。     

特低渗油藏CO2混相驱注采压力系统保压设计方法

为实现特低渗油藏注CO_2后形成混相驱,通过渗流力学和油藏工程方法研究特低渗油藏CO_2混相驱注采压力系统保压设计方法。首先,利用等值渗流阻力法,考虑特低渗油藏压裂后储层渗透率分布的"四台阶"特性,建立特低渗油藏CO_2混相驱渗流阻力数学模型;其次,考虑CO_2注入地层后溶解于原油所引起的驱替滞后效应,引入CO_2驱迟滞因子,对传统前缘推进方程进行修正。在此基础上,建立特低渗油藏CO_2混相驱注采压力系统保压设计方法,并从注采压差、注采井距、水井近井渗透率、油井近井渗透率四个方面进行单因素影响程度分析;最后,绘制M油藏在不同注采压差条件下注入速度与CO_2混相驱驱替前缘位置的关系图版。结果表明:注采压差对各项保压设计参数影响最大;纯油相区渗流阻力与混相区渗流阻力的比值仅与注采压差有关,与其他因素和驱替前缘位置无关;注入速度是CO_2混相驱保压设计的关键,在合理施工参数范围内,注CO_2无法实现全程混相驱,驱替前缘极限位置约在油水井距的3/4位置处。研究结果为特低渗油藏CO_2混相驱注采压力系统保压设计提供了理论依据和技术指导。     

注CO2混相驱油藏筛选新方法

注CO2混相驱是一种提高原油采收率的重要手段,实施该方法的关键是筛选出具有开发潜力的油藏.目前,在注CO2混相驱油藏的筛选上,缺乏统一的筛选指标和筛选方法.通过对国内外注CO2混相驱油藏开采情况的分析和对比研究,选取了影响注CO2开采效果的12个筛选指标,利用概率与数理统计方法提出了筛选指标的评价标准,并应用模糊优选理论和模糊层次分析法,建立了区间数注CO2混相驱油藏筛选模型.应用该筛选方法对6个典型的候选油藏进行了筛选排序和综合评价.结果表明,该方法能够客观地评估油藏注CO2开发潜力的大小.     

运移距离对CO2混相驱重力超覆的影响规律及表征分析

CO2驱油技术具有提高原油采收率和资源化利用与封存的双重目的,已在低渗-致密油藏得到广泛应用。为明确运移距离对CO2混相驱油过程中密度差引起的重力超覆程度的影响规律,分别采用室内物理模型和数值模型开展研究。实验结果表明,混相条件下,由于岩心长度减小,重力超覆的扩展空间受限,但油气混相程度的降低,导致重力超覆程度降低幅度较小;当岩心长度继续减小时,混相程度降低对重力超覆的影响大于岩心长度对重力超覆扩展空间限制的影响,从而使重力超覆程度加剧。数模结果表明,随着运移距离的减小,重力超覆程度减弱,混相驱采收率提高。因此,结合油田现场情况,为减缓重力超覆,应适当减小井距,缩短CO2气体运移距离,从而提高CO2驱的波及效率。研究结果对于CO2驱油现场试验方案设计和参数优化具有一定的指导意义。     

磁共振成像在CO_2驱油实验中应用

将磁共振成像技术应用于高压条件下多孔介质内渗流特性的可视化研究中.为40mm内径微成像探头设计了专用的填砂式岩心夹持器,并将该夹持器应用于CO2非混相驱和混相驱实验中.动态连续二维成像分辨率为0.21mm×0.21mm,基本接近于实验所用玻璃砂尺寸,从而实现了对CO2非混相驱过程中气体窜流通道的形成过程、CO2混相驱过程中塞状驱替前缘的推进过程及多孔介质内油相赋存状态的连续可视化观测.发现在气态CO2非混相驱油实验中,由于气油两相黏度差和密度差的影响,指进和窜流现象较明显,波及范围较小,残余油饱和度为54%;在超临界CO2混相驱油实验中,塞状驱替前缘基本保持匀速推进,可以有效地抑制指进和窜流现象的发生,波及范围较大,最终残余油饱和度为20%.可见,超临界CO2混相驱油技术可显著提高采收率.     

CO2对原油的抽提及其对原油黏度的影响

采用高压PVT(压力-体积-温度)试验装置,模拟3种不同性质的原油油样非混相驱时CO2-原油的接触过程,重点考察CO2对原油的抽提作用以及CO2抽提后剩余原油的物性,测定抽提过程中进入气相的轻质组分的体积(抽提油量)、残余油黏度及组成.试验结果表明:CO2优先抽提原油中的轻质组分,原油越轻,CO2的抽提油量越大;抽提后残余油黏度普遍提高,残余油样黏度是原油黏度的1.1～2.0倍,且温度越低,黏度比越大;提高注入压力或降低CO2注入量可防止油气性质差异变大.研究认为,抽提作用对重质原油的黏度影响较大,导致CO2抽提后残余油的采出难度加大,建议CO2驱油技术应优先应用在轻质油藏.     

注CO2油气藏流体体系油/水和油/气界面张力实验研究

采用高压界面张力装置测定了某油田在油藏温度下，原油中不同CO2注入量时油藏流体／地层水的界面张力，并考察了压力的影响。实验发现，随着原油中CO2注入量的增加，油藏流体／地层水界面张力不断减小。相同CO2注入量时，随着压力升高，油藏流体／地层水界面张力增大；当CO2摩尔分数达到0．650时，测得的油藏流体／地层水界面张力随压力的升高已变化很小，同时，从测得的PVT关系中也已很难分辨出泡点压力，体系接近一次接触混相的状态。当CO2摩尔分数为0．578时，油藏流体／CO2界面张力随着压力的升高而降低。研究表明，对某油井采用注CO2降低油藏流体／地层水、油藏流体／CO2间的界面张力的方法是可行的，注CO2方法在降低界面张力的同时，还增加了地层压力，对提高油井的采收率有利。