特低渗透油藏CO2驱室内实验研究

针对大庆外围油田特低渗透油藏剩余油潜力大、井网加密效益差、水驱采收率低等问题,提出了特低渗透油藏CO2驱技术。通过细管实验和天然岩芯CO2驱油实验,确定了CO2与高台子油田原油的最小混相压力,评价了特低渗透砂岩油藏CO2驱油效果。实验结果表明,CO2驱可以应用于高台子油田,并取得较好的驱油效果。当天然岩芯空气渗透率为0.58 mD时,在水驱基础上,气驱可以进一步提高采收率8%以上,特低渗透油藏实施CO2驱油技术是可行的。     

低渗透油藏CO2驱超前注气可行性评价

从超前注水的机理入手,结合数值模拟与实际动态,对比了不同注入方式下井间的压力剖面,分析了超前注气对地层压力波及的影响,建立了不同注入方式下受效的评价方法。基于低渗透油藏存在的启动压力梯度、应力敏感、孔喉细小的储层特性,分析不同注气方式对油井、注气井及地层压力的抬升幅度、采出程度以及混相效果等的影响;基于以上特点,超前注气可以有效地解决超前注水效果差或油井开井后暴性水淹等实际现象;并以大庆油田YSL区块为例,进行了不同注气方式下的开发效果分析,评价了超前注气的开发效果,对低渗透油藏开发技术政策的制定具有一定的指导意义。     

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。     

苏北低渗透油藏CO2驱油开发模式探讨

CO₂驱是改善低渗油藏开发效果行之有效的方法之一。针对中国石化华东油气田苏北低渗透油藏三十多年的CO₂驱油矿场实践,将华东目前注气区块按油藏特点和不同注气时机总结为4种开发模式。详细阐述了每种模式的驱油机理、适合油藏类型和典型实例。其中,深层低渗透油藏同步注气开发模式适合于深层、强水敏的低渗透油藏,能较好地补充地层能量;大倾角油藏衰竭开采后注气（吞吐）开发模式适合于大倾角、薄层且分布稳定的特低渗透油藏,可大幅度提高单井产能;高含水油藏水驱转注气开发模式适合于注水开发效果差的中高含水低渗透油藏,能有效改善水驱开发效果;二次注气开发模式适合于注气开发后再次注气的低渗透油藏,通过对开发层系、注采结构、注入方式和注入剖面的综合调整抑制气窜,可再次提高采收率。该研究成果对于低渗透油藏的CO₂驱油方式选择具有借鉴价值。     

低渗油藏中高含水期CO2驱替封注参数优化

针对S-95块低渗油藏存在的长期“注水难、采油难”,水驱效果差的现象,评价水驱后转注二氧化碳续驱效果。为寻找适合工区的最佳注气方式,结合室内实验及数值模拟技术,探讨了不同含水及不同续驱手段下的驱替效果,进而结合正交试验设计原理,将采出程度、二氧化碳滞留率、换油率及地层压力作为综合指标,对水气交替驱续驱过程中的注气时间、注气周期、注气速度、气水比及井底流压等5个因素进行了主控评价及优化研究。结果表明,水气交替驱续驱更加适应区块的低渗开发条件,注气速度、注气周期及井底流压是影响续驱进程的主要因素。优化得到的最佳封注参数为注气年限25 a,注气周期4 mon,注气速度1×10⁴ m³/d,气水比1:1,井底流压13 MPa。     

低渗油藏CO2驱井网优化调整及开发效果影响因素

CO2驱、水平井开发技术对于低渗油藏有着较好提高采收率的作用,但是对于非均质性较强的低渗油藏,水驱开发后存在动用程度低的问题,因此有必要研究低渗油藏后期注采方式及注采井网的调整优化和开发效果的影响因素。首先依据目标油藏建立非均质概念地质模型,建立了一个上下分别为低渗和高渗储层油藏模型,采用油藏数值模拟方法对油藏进行了模拟计算。在油藏模型进行一段时间水驱后,加密调整井网采用水平井注CO2进行二次水气同驱的开发模式。对比不同加密井网模式的采出程度和地层压力,得到最优的加密井网模式进行二次优化开发。然后基于以上得到的最优井网优化调整模型,研究了井排距、储层渗透率和注CO2压力对该调整井网模式开发效果的影响。油藏数值模拟计算表明：加密水平井采油优于加密直井采油;加密水平井注气可以适当缩短排距,使CO2的驱替更充分,当井距/排距为0.4时,采出程度最大;在不同储层渗透率条件下,在其他生产条件一致的情况下,加密水平井井网时,可以将水平井沿水平渗透率较小方向安置;适当增大注气井注入压力可以有效地提高采收率恢复地层能量。本文研究成果对该类非均质低渗油藏的开发具有较好的借鉴意义。     

低渗油藏注CO2／N2组合段塞改善驱油效率实验

针对江苏高集低渗低饱和低能量油藏,开展了先注CO₂前置段塞再后续N2段塞顶替的驱油机理研究。通过高集油藏地层原油加注CO₂／N₂气体互溶性膨胀相态机理、多次接触抽提-凝析过程相态机理以及交替注CO₂／N₂组合段塞细管驱替最小混相压力测试、长岩芯驱替效率等实验和模拟研究,对CO₂／N₂组合段塞注气驱油机理及效果进行了分析评价。结果显示,先注CO₂前置段塞再后续注N2顶替的驱替方式能更有效地发挥CO₂增溶膨胀、近混相和N₂弹性膨胀驱油的优势,其驱油效率能达到甚至超过单纯注CO₂的驱油效率。这种驱替方式不仅有利于改善注非烃气体的驱替效率,还可减轻令人担忧的采油井气窜后所带来的采油管柱和设备的腐蚀问题。此外将这一方式推广到注CO₂前置段塞再后续注烟道气的驱替过程,还可在提高油藏采收率的同时实现工业温室气体地下环保埋存。     

特低渗透油藏注CO_2驱参数优化研究

安塞王窑区长6储层属于特低渗透油藏,经过多年的注水开发,目前已进入中高含水期,注水开发的矛盾日益突出,进一步提高水驱采收率难度大。CO2驱在一定程度上能够弥补水驱的不足,是特低渗透油藏提高采收率的一种重要方式。以安塞王窑区长6特低渗透油藏为研究对象,分析了该区块的地质特征和注水开发中存在的问题,应用地质建模技术和油藏数值模拟技术优选了适合该试验区的CO2驱开发方式,并且进一步优化了地层压力、采油速度、水气交替时间、关井气油比和总注气量等参数。此次研究成果将为CO2混相驱现场试验流程建设、试验的实施提供基础参数,对安塞油田全面实施CO2驱油技术具有参考和借鉴作用。     

低渗透油藏CO2驱SF6微量气体示踪实验研究

CO2驱油技术是提高低渗透油藏采收率的有效方法,而井间示踪监测是深入理解实际油田注CO2驱替特征的重要手段之一。通过天然低渗透岩芯CO2驱SF6气体示踪室内实验研究,独创性地设计了"常压加剂高压注入"的微体积量气体示踪剂的投放方法,建立了基于高灵敏度热导检测器的SF6示踪剂气相色谱检测方法。实验结果表明:SF6气体示踪剂的投放工艺具有简便、加剂量可控的优点,示踪剂检测方法具有简单、速度快(2 min/样)、灵敏度高(检测极限10–7)和精密度好(相对标准偏差为0.6%)的优点。     

海上稠油油藏强化N2泡沫调驱实验研究

采用新型PENF(polymer enhanced nitrogen foam)调驱技术,可有效提高非均质严重的海上稠油油藏采收率。实验采用三管并联模型,模拟非均质储集层,进行FAW(foam alternating water)调驱实验,分析非均质稠油油藏水驱低效原因,揭示PENF的EOR机理,并优化注入参数。结果表明,与常规泡沫相比,新型复配PENF体系极大增强了泡沫稳定性和调驱能力,更适用于非均质严重的海上稠油油藏;调驱过程体现"逐级堵调、依次动用",采用优化参数:多段塞、气液比1∶1及FAW注入方式,提高水驱驱油效率40%,达73.52%,有效提高采收率。     

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     

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。     

特低渗储层孔隙结构对CO2驱特征影响

由于强烈的成岩作用,特低渗储层孔隙结构特征复杂,核磁共振实验结果表明,渗透率相近的岩心具有不同的孔隙结构,实验特低渗岩心孔隙结构特征表现为双峰分散型、双峰偏细歪度型及双峰偏粗歪度型;通过核磁共振方法研究了孔隙结构对水驱及后续CO2驱特征的影响,结果表明,不同孔隙结构岩心CO2驱提高采收率机理不同,对于双峰偏细歪度型岩心,CO2驱主要驱替小孔隙中的富集原油,提高了微观波及效率;对于双峰偏粗歪度岩心,CO2驱主要驱替大、中孔隙中的残余油滴和油膜,提高了驱油效率,实验结果为CO2驱提高采收率机理研究及油藏优选提供了参考。     

特/超低渗透油藏不同气驱方式物理模拟

 选取大庆外围特/超低渗透储层岩心进行物理模拟实验,结合核磁共振,通过注水转注气、CO₂混相驱、CO₂非混相驱和周期注气4 种驱替方式,研究不同渗透率级别岩心的驱油效率和剩余油分布,以此对大庆现场注CO₂先导实验区开发提供参考意见。结果表明,在相同条件下,常规注水开发的效果最差,但转注气后能有较大的提升;对于特低渗岩心,周期注气的驱油效率最高;对于超低渗岩心,注水转注气的效果高于其他3 种方式。剩余油分布研究表明,注水转注气、CO₂混相驱和CO₂非混相驱3 种方式动用的主要是大-中孔隙中的油,对于黏土微孔隙中的原油很难进行动用,但是通过周期注气过程中的停注时间,在毛管力和弹性能的作用下,微孔隙中的原油向中-大孔隙中流动,从而增加小孔隙中难动用的原油的动用程度。     

特低渗透油藏CO2非混相驱井距与产量关系研究

井距是新井井位部署及老井井位调整的关键因素,井距与产量相关;对特低渗透油藏CO_2非混相驱井距与产量关系的研究很少。在经典油气两相渗流理论的基础上,考虑CO_2溶解于原油所产生的降黏作用及油相启动压力梯度,建立了一个一维油气两相渗流数学模型。基于Buckley-Leverett非活塞驱替理论对饱和度方程进行求解,开发了井距计算软件,分析了生产压差、CO_2驱替前缘推进距离百分比、渗透率对井距与产量关系的影响。计算结果显示,产量越大,井距越小,井距变化的幅度也越小。在注气井近井带,油相黏度由1.5 m Pa·s降低到0.4 m Pa·s;在生产井近井带,油相黏度由1.5 m Pa·s降低到0.6 m Pa·s,CO_2对于原油的降黏幅度可以达到70%左右,从注气井到生产井,油相黏度逐渐升高。为特低渗透油藏CO_2非混相驱井距与产量关系研究提供了一种计算方法,绘制了井距与产量随不同参数变化的理论图版,方便油田应用。     

混相压力调节剂提高CO2驱采收率室内研究

中原油田部分区块属于高压低渗透油藏,油层温度高、矿化度高、注入压力过高、注水开发困难。为改善CO_2气驱开发效果,达到混相驱替,选取混相压力调节剂降低最小混相压力。实验测试不同浓度调节剂降低最小混相压力的效果,优选出混相压力调节剂浓度为0.3%(质量浓度),最佳调节剂注入段塞为0.1孔隙体积,最佳注入方式为(当总注入量)大段塞注入。结果表明,混相压力调节剂能明显改善气驱开发效果,为提高类似油藏气驱采收率提供依据。     

注超临界CO_2开采高温废弃气藏地热机制与采热能力分析

高温废弃气藏具有巨大的地热开采潜力。在对比分析超临界CO2和常规携热介质水的热物性基础上,提出注超临界CO2开采高温废弃气藏地热的方法。利用数值模拟方法对CO2在高温废弃气藏中的采热能力及影响因素进行评估。结果表明,由于CO2具有很高的可注性和流动性,超临界CO2的采热速率可达到水的1.5倍;利用CO2循环开采高温气藏地热,不仅可以实现高效地热开发,还可以实现CO2地质埋存;对废弃气藏而言,可以充分利用现有井网和地面设施,减少初期资本投入,实现高温废弃气藏地热的有效和经济开发,进一步提高气藏的利用价值,延长其经济寿命。     

特低渗透储层活性水驱实验研究

通过室内实验研究了活性水、地层水在低渗岩心的渗流规律,拟启动压力梯度随渗透率变化的关系,对比了相同渗透率下的两种流体启动压力梯度的大小。利用稳态压差—流量法驱替实验,研究了活性水、地层水在低渗岩心的非线性渗流特征。当压力梯度小于某一值时,地层水渗流出现偏离达西定律的现象,活性水(添加表面活性剂的地层水)也有类似的渗流规律,拟启动压力梯度与渗透率成幂函数关系,活性水的拟启动压力梯度小于地层水。为低渗储层水井降压增注提供了理论依据,对建立有效压力系统和油田高效开发有一定借鉴意义。     

不同CO2驱开发方式微纳米级别孔喉适用范围研究

为了研究不同CO₂驱开发方式在油藏微纳米级别孔喉内适用范围,采用高温高压核磁共振方法,建立核磁共振T2谱与孔喉尺寸的转换关系,定量描述了水驱、CO₂驱、水气交替驱、泡沫驱在天然岩心内驱油范围及增油来源。实验结果表明：水驱可进入0.1μm级别孔喉,CO₂可进入0.01μm级别孔喉,水驱产油以可动油为主,CO₂驱增油以束缚油为主;在多轮次驱替后,岩心出现大孔道,水气交替和泡沫驱可产生封堵,但泡沫驱适应范围更广,在0.1um级别以下孔喉采出程度高于水气交替30个百分点。     

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。