不同参数下特低渗透油藏CO_2驱油效果实验研究

为了确定储层物性、注入方式、注采参数等开发参数对特低渗透油藏CO_2驱油效果的影响规律,开展了不同渗透率、不同注气压差、水/CO_2气体交替注入方式以及油藏非均质性条件下的CO_2驱替实验。实验结果表明,CO_2驱最终采收率随着岩心渗透率、注气压差的增大而增大,水/CO_2气体交替注入方式较CO_2连续注入的最终采收率要高出近10%,而储层的非均质性越强则越不利于特低渗透油藏的CO_2驱,裂缝性油藏更易于发生气窜导致最终采收率极低。     

低渗透油藏地层压力保持水平对驱油效率的影响

低渗透储层由于岩性致密、渗流阻力大、压力传导能力差,导致开发过程中地层压力下降快、下降幅度大,从而造成岩石骨架变形而影响其物性和渗流能力。这种变化必然会影响到油气井的产能和油气田的开发效果。作为评价油气田开发效果的重要参数驱油效率一直是油藏工作者研究的热点问题,多年来对驱油效率影响因素的研究主要集中在岩石固有性质(润湿性、孔隙结构)、流动介质(油水粘度比)、动力条件(驱替压力梯度及速度)等方面,遗憾的是未见到考虑地层压力保持水平因素的研究。通过室内流动实验,模拟再现了地层压力下降过程,研究了低渗透油气藏不同地层压力保持水平条件下驱油效率的变化规律。结果表明,水驱驱油效率是地层压力保持水、储层岩石初始空气渗透率的函数,其随着地层压力保持水平、储层岩石初始空气渗透率的下降而单调下降,表现出应力敏感性特征,且地层压力下降幅度相同时,储层岩石初始空气渗透率越低,水驱驱油效率降幅越大,驱油效率的应力敏感程度越强。分析认为储层岩石的弹塑性变形是驱油效率应力敏感性的根本原因,因而提出了储层岩石初始渗透率越低,越应尽早注水保持地层压力开发的低渗透油气藏开发理念,为高效开发低渗透率油气藏提供了理论依据。     

CO2-水-方解石相互作用后岩石表观形貌及渗透率变化特征

将CO_2注入地下油藏用于驱替原油是减少温室气体的排放及提高原油采收率的一种有效方法。CO_2注入地层后会与地层流体和岩石发生反应,其中岩石组成中的碳酸盐矿物极易与CO_2和水发生反应导致储层岩石物性发生改变。论文以方解石为代表样品,采用X射线衍射仪(XRD),电诱导双等离子体原子排放光谱测定仪(ICP-AES),扫描电镜(SEM)及在5 MPa压力下填砂模型的试验方法进行评价,分别考察了方解石的矿物学性质、CO_2-水-方解石反应前后方解石的表面物性、反应前后溶液的离子浓度变化及方解石填砂模型与CO_2、水反应后渗透率的变化。实验结果表明,与CO_2和水反应后,方解石出现溶蚀现象;反应压力增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca~(2+)、HCO_3~-浓度增加;反应温度增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca~(2+)、HCO_3~-浓度先增加,后降低;与CO_2和水反应后的方解石/石英砂填砂模型水测渗透率增加。     

CO2驱中岩石性质变化

 CO₂驱作为一种成熟而且具有广阔应用前景的提高原油采收率(EOR)技术,越来越受到各国重视。CO₂驱中,CO₂溶解于地层水后与岩石产生反应,改变岩石的孔隙结构、润湿性等。为确定CO₂驱后岩石的孔隙结构、润湿性的变化规律,本文针对大庆F油层实际情况,在模拟油藏条件下,通过实验方法对天然岩心展开CO₂驱中岩石性质变化的室内研究。结果表明,注入的CO₂改变岩石的孔隙结构、渗透率以及润湿性等。随着CO₂与岩石接触时间增加,岩石中小孔隙及大孔隙所占比例增加,中等孔隙所占比例减小,渗透率逐渐增大,亲水性逐渐变强。这是由于CO₂溶于水后显酸性,与岩石孔隙表面的矿物成分发生反应,改变了岩石孔隙表面矿物组成和岩石的孔隙结构。     

油藏CO_2驱及封存过程中地化反应特征及埋存效率

油藏CO_2驱过程中,CO_2与地层水和岩石矿物发生化学反应,影响地层物性和CO_2的埋存形式。基于吉林油田某高温油藏的地层及流体性质,建立考虑地层水蒸发、水中CO_2溶解扩散、CO_2-地层水-岩石地化反应和孔渗关系的CO_2驱及埋存综合模拟模型,分析不同阶段的地化反应特征和CO_2埋存形式,研究CO_2注入方式对提高采收率和埋存效率的影响。结果表明:在CO_2驱油阶段,地化反应对储层孔隙度和渗透率产生一定影响,但对采收率的影响较小,CO_2主要以构造形式埋存于油藏内;在后续埋存阶段,气态CO_2通过地化反应不断转化为矿物形式,造成地层压力下降;水气交替注入方式可提高原油最终采收率和CO_2一次埋存效率,应为首选注入方式;对于其CO_2埋存量的不足,可在CO_2驱后注入一定的CO_2进行补充,同时起到维持地层压力的作用。     

一种利用毛管压力确定致密储层岩石润湿性的方法

致密砂岩储层孔隙尺度微小,孔隙结构复杂,毛管效应明显,为明确该类储层岩石润湿性,本文提出一种利用毛管压力确定岩心润湿性的方法。首先,通过压汞实验明确致密砂岩储层孔隙结构特征,明确孔隙结构参数与毛管压力关系,确定毛管压力主要影响因素;其次,开展动态毛管压力测定实验,建立毛管压力和喉道半径关系;最后,开展不同渗透率岩心油驱水和水驱油实验,确定岩石润湿性。研究结果表明：致密砂岩储层喉道半径呈对数正态分布,其分布参数与渗透率的相关性很好,喉道半径是渗流能力的主控因素;当渗透率大于10×10-3μm2时,毛管压力的动态效应影响较弱,当渗透率小于1×10-3μm2时,毛管压力的动态效应明显;通过测定岩心两端的压差,可以利用毛管压力能够确定岩石润湿性,结果准确,与接触角法与吸入法结果相同,验证了该方法的准确性。     

三元复合驱后关键储层特征参数实验研究

确定三元复合驱对储层关键物性特征参数变化的影响程度是保证三元复合驱应用效果的重要前提。利用岩芯驱替及原子力显微镜探测等实验,对大庆油田某区块三元复合驱前后岩芯润湿性、敏感性、孔隙度与渗透率等物性参数的变化规律进行系统评价和分析。相对渗透率测定结果表明三元复合驱后储层岩石润湿性会发生改变,亲油性储层岩芯可反转为亲水润湿性;敏感性实验表明,三元复合体系对储层不同敏感性造成不同影响,主要表现在驱后水敏性增加但速敏性、酸敏性、碱敏性等有所降低。对储层孔渗统计分析表明,三元复合驱后岩芯孔隙度和渗透率绝对值均有所增加,且二者相关性较好;结合原子力显微镜对岩芯微观孔隙结构的观测结果进一步验证了孔渗改善的相关认识。     

特低渗透储层提高水驱油效率实验研究

西峰油田长 8储层渗透率低 ,物性差 ,属特低渗储层 ,常规注水驱油效率低 .在注入水中加入表面活性剂后 ,最终驱油效率比水驱有较大幅度的提高 ( 2 6.6% ) ;水驱压力同样对特低渗透储层岩心驱油效率有显著影响 ,对于空气渗透率大于 1× 1 0 -3 μm2 的岩心 ,水驱压力的提高使水相相对渗透率大幅上升 ,即储层容易发生水窜 ,导致驱油效率上升不多或下降 ;对于空气渗透率小于 1×1 0 -3 μm2的岩心则相反 ,水驱压力的提高不会导致水相相对渗透率上升 ,驱油效率提高幅度较大     

靖边乔家洼油区裂缝性特低渗透油藏CO_2驱油气窜控制方法的适应性研究

针对延长油田靖边乔家洼油区由于储层微裂缝发育而出现的受益井区生产井发生CO_2气窜的问题,采用非均质人造岩心开展水气交替驱、小分子胺封堵后的CO_2驱和改性淀粉封堵后的CO_2驱实验,同时采用径向流模型开展了验证实验,以评价3类方法抑制CO_2气窜的适应范围及在目标储层中的适应性。实验结果表明:水气交替驱、小分子胺封堵后的CO_2驱及改性淀粉封堵后的CO_2驱3类方法抑制CO_2气窜和提高CO_2驱油效率在储层中的渗透率级差适用范围分别为小于30、30~150、150~500;3类方法在目标地层的适应性较好。     

CO_2驱替方式对特低渗砂岩储层物理性质变化的影响

特低渗砂岩储层在注CO_2过程中岩石物理性质会发生明显变化,且不同CO_2驱替方式对储层物理性质的影响存在差异。在地层条件下(温度78℃、压力18 MPa)对物理性质相近高含水的储层岩心进行CO_2-地层水交替驱替(CO_2-WAG)和CO_2驱替实验,对比驱替前后岩心物理性质变化的异同。结果表明:CO_2驱替后的岩心渗透率降低幅度小于CO_2-WAG驱替后的岩心,孔隙度都无明显变化;驱替后岩心的部分大孔隙中发现高岭石、碎屑颗粒及盐结晶堆积和附着;CO_2-WAG驱替后岩心中大孔隙比例下降,中等孔隙比例增加,孔隙半径分布向中间集中,CO_2驱替后岩心孔隙半径分布变化范围和幅度均小于前者;驱替后岩石物理性质变化存在差异的主要原因为岩石-CO_2-地层水相互作用的程度不同、参与流动孔隙的半径范围不同和颗粒运移动力不同。     

低渗油田表面活性剂驱油机制

以降低启动压力理论为依据,结合表面活性剂溶液对相对渗透率影响等实验,研究表面活性剂降低油层注入压力的机制。结果表明,表面活性剂可降低油水界面张力,增加原油流动能力;表面活性剂能改变岩石表面润湿性,使岩石润湿性向亲水方向转变,减小水驱毛管阻力;表面活性剂能增加水相渗透率,降低注入压力;当表面活性剂质量分数为0.2%、注入量为0.5 VP(VP为孔隙体积)时,选择含水率低于70%注入活性剂驱油效果较好。     

CO2泡沫剂的气溶性与封堵性研究

为有效封堵CO_2气窜通道和提高驱油效率,研制了气溶性的CO_2泡沫剂N-NP-15c-H。应用高压可视化搅拌式泡沫仪在不同温度、压力下进行了泡沫剂气溶性测试并评价了助溶剂的增溶效果。研究表明,加入助溶剂后泡沫剂在CO_2中的溶解量可提高到1.31%。填砂模型封堵性能实验表明,在125℃的低渗透率(27 mD)孔隙介质中形成了有效的CO_2泡沫封堵,阻力因子最高达14。该泡沫剂具有较好的应用前景,可以为CO_2驱油封堵气窜提供技术参考。     

低渗透储层原位条件下应力敏感性评价

为探讨围压和孔隙压力对岩石渗透率的影响及岩石渗透率敏感性评价的新方法, 选取松辽盆地3块低渗透储层岩样, 采用岩石伺服三轴实验系统, 分别做常规条件和原位条件下的应力敏感性评价, 得到三方面结果。1) 3块样品的渗透率随围压增大而降低, 随着孔隙压力的增大而增大。2) 原位条件下, 物性越差的样品储层应力敏感性越强。借助扫描电子显微镜和恒速压汞实验, 解释了低渗透储层敏感性差异存在的机理。储层岩石喉道的大小和形态、黏土含量和类型、矿物胶结程度是决定渗透率敏感性差异的原因。3) 塑性矿物含量和类型是决定渗透率敏感性差异的主要因素, 即云母、黏土等塑性矿物含量越高, 致密岩石储层渗透率应力敏感性越强。在实际工作中, 评价岩石渗透率敏感性时一般只考虑围压单因素的影响, 会对评价结果带来较大的人为误差, 而岩样地层所处的孔隙压力等条件对渗透率影响不容忽视。为准确地认识低渗透储层的应力敏感特征, 制定更合理的生产压差, 建议进行岩样渗透率敏感性评价时, 恢复地下原位条件。     

裂缝性致密砂岩油藏渗吸驱油效果影响因素

裂缝性致密砂岩储层物性较差,非均质性强,且发育微裂缝,注水开发效果较差,渗吸驱油作为致密油储层水驱采油的一种主要机理受到越来越多的关注。室内以鄂尔多斯盆地某油田裂缝性致密砂岩储层天然岩心为研究对象,通过自发渗吸实验,评价了原油黏度、注入水矿化度、温度、渗透率、润湿性以及表面活性剂对渗吸驱油效果的影响。结果表明,原油黏度越低,注入水矿化度越低,温度越高,渗透率越大时,渗吸驱油采收率越高;其中润湿性对渗吸采收率的影响最为显著,岩石越亲水,渗吸驱油效果越好;阴离子型表面活性剂ZYL-1能够通过改变岩石表面润湿性和降低油水界面张力来提高渗吸驱油采收率;加入0. 3%ZYL-1后的周期注水最终采收率可以达到45. 6%,远远高于单独水驱时的28. 9%。矿场试验结果表明,注入表面活性剂ZYL-1关井渗吸驱油后,取得了显著的增产效果,说明间歇式周期注水和表面活性剂渗吸驱油相结合的方式能够提高裂缝性致密砂岩油藏的采收率。     

高压低渗砂岩油藏储层驱替特征及影响因素

利用室内水驱油、氮气驱油驱替实验,对东濮凹陷深层高压低渗砂岩油藏驱替特征及影响因素进行研究.研究结果表明:随物性变好,两相共渗区变宽,驱替效果变好.水驱中相对渗透率曲线交叉点分布相对集中,气驱中气相相对渗透率曲线发散.气驱与水驱效果对比,特低渗储层气驱效果好,低渗及低渗以上储层水驱效果好.影响驱替特征的主要因素有驱替速度、净覆压力、两相启动压力梯度、储层物性.特低渗储层存在一最佳驱替速度,驱替时要求净覆压力尽可能小.水驱或气驱中驱油效率不会大幅度提高.气驱与水驱相比,其驱替特征的差异在于流度比、润湿性、储层微观孔隙结构及气、液渗流规律等的差异.     

中高渗砂岩油藏驱油效率的影响因素研究

驱油效率是评价注水开发效果的主要指标之一。岩石润湿性、孔隙结构、储层物性、油水黏度比等是影响驱油效率的主要因素。以胜利油区大量的实验数据为基础进行了统计分析,并采用实验方法,分析了各因素对驱油效率的影响,认为储层物性和油水黏度比综合决定极限驱油效率;相同注入倍数下中性岩石的驱油效率最高,亲水岩石次之,亲油岩石最低;孔隙特征结构系数与驱油效率的相关性较好,并建立了驱油效率与储层物性、孔隙特征结构系数的关系式。研究成果对油田开发效果评价和潜力预测具有重要的指导意义。     

扩散作用对低渗透油藏CO_2驱相渗特征的影响

目前,对于CO_2驱多相渗流理论的研究大多没有考虑CO_2的扩散作用,使得其在预测见气时间等方面存在问题。应用压力降落法测定了气体在原油中的扩散系数,采用非稳态相渗实验方法进行了油气相对渗透率测定实验,分别研究了N_2和CO_2气体相渗曲线的差异以及不同压力下扩散作用对CO_2驱相渗的影响。研究结果表明,低渗透油藏CO_2驱过程中的扩散作用对油气相渗存在较大影响,CO_2的扩散作用对油相相对渗透率影响较大,对气相相对渗透率影响甚微,CO_2扩散作用的影响有利于增强油相渗流,进而降低残余油饱和度,提高原油采收率。     

注水对疏松砂岩储层物性影响规律实验研究

为明确长期注水开发对疏松砂岩储层物性的影响,进行了室内实验.综合采用X衍射、扫描电镜、压汞和岩心驱替等多种实验方法,从不同方面研究了水驱前后储层物性的变化特征.结果表明:随着注水量的增加,由于冲刷作用,黏土矿物含量逐渐减小;高岭石由蠕虫状向书页状和零散片状演化,其产状能够明显地反映水动力对黏土矿物的破坏作用;岩心孔喉疏通,孔喉半径增加;岩石表面润湿性由亲油向亲水转变;注水对储层的影响涉及微观到宏观各种尺度.     

温度、压力对莺-琼盆地储层岩石物性影响的实验研究

为探讨温度、压力的变化对储层岩石物性的影响,利用高温高压岩石物性参数测试系统对莺-琼盆地中深层砂岩储层岩样进行了气体介质的变温及高温变围压孔隙度和渗透率测试。实验结果表明,莺-琼盆地储层岩石在高温下的热膨胀会造成岩石的孔隙度和渗透率出现轻微下降,热膨胀效应对孔隙度影响很小(变化率3%),对渗透率的影响相对明显(平均变化率8%),且喉道越小,影响越大。在高温条件下(170℃),压力因素引起孔隙度和渗透率的下降幅度要大于单一温度的影响,岩石孔隙度的变化主要受初始孔隙空间大小及泥质含量的控制,而高温条件对岩石的渗透率降低有抑制作用。实验岩石表现出的温度及压力敏感特性主要受岩石刚性颗粒含量及胶结强度的控制。     

玛湖1井区乌尔禾组致密砂砾岩储层物性特征研究

新疆油田玛湖凹陷现为世界储量最大的砾岩油藏,玛湖1井区乌尔禾组是其开发的主力层位之一.致密砾岩油藏孔喉结构复杂,基础物性特征不同于常规储层,需要深入研究.通过岩石薄片、激光衍射、高压压汞、压差-流量法驱替等方法研究了该储层孔隙、粒度、启动压力梯度等物性特征.结果表明:致密砂砾岩储层粒度以2～10 mm为主,黏土矿物以伊蒙混层为主,具有潜在的强水敏性;孔隙类型主要为剩余粒间孔、粒内溶孔,含有微裂缝,按照压汞曲线可分为三类储层:Ⅰ类排驱压力较低,存在集中分布的微米级孔喉,Ⅱ类排驱压力中等,微米级与纳米级孔喉均有分布,Ⅲ类排驱压力较高,主要发育纳米级孔喉;拟启动压力梯度和渗透率呈现良好幂函数关系,相同渗透率下致密砾岩储层较砂岩储层启动压力更高,且随渗透率增加其差异有减小趋势.研究结果对该储层物性与启动压力有了清晰的认识,为玛湖致密储集层合理、高效开发提供了理论依据.