深层低渗透砂砾岩油藏注CO2吞吐提高采收率实验研究

深层低渗透砂砾岩油藏地层天然能量较低，压裂后产能递减较快，并且由于地层水敏性以及非均质性较强，采取注水开发的效果较差，采出程度较低。为进一步提高此类油藏的开发效率，开展了注CO₂吞吐提高采收率实验研究，分析了生产压力、焖井时间、吞吐周期以及岩心渗透率对吞吐采收率的影响，并结合核磁共振分析实验研究了CO₂吞吐微观孔隙动用特征。结果表明：生产压力越低、焖井时间越长，吞吐采收率越高；随着吞吐周期的增加，周期吞吐采收率和换油率均逐渐降低；岩心的渗透率越大，不同周期的吞吐采收率就越高；注CO₂吞吐的最佳生产压力为26 MPa,最佳焖井时间为8 h,最佳吞吐周期为5次。岩心的孔隙结构对CO₂吞吐过程中原油的微观动用特征影响较为明显，大孔隙发育较少、物性较差的岩心，吞吐初期主要动用大孔隙中的原油，而吞吐后期采收率的贡献主要来自小孔隙，此类岩心整体采出程度较低；而对于大孔隙发育较多、物性较好的岩心，大孔隙中原油的动用程度一直高于小孔隙，并且总体采出程度较高。S-1Y井实施注CO₂吞吐措施后，日...     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地长7段页岩气注CO_2吞吐解吸特征

探讨吞吐过程中CO_2与吸附气作用机理对提高页岩气采收率的意义。基于低场核磁共振T_2谱测试原理,对鄂尔多斯盆地苏里格东区长7段页岩开展了注CO_2吞吐实验,通过对T_2谱分布中的吸附态、游离态和自由态CH_4的识别与标定,从微观孔隙尺度研究了CO_2注入后焖井阶段和衰竭降压过程中吸附气的解吸机理,定量表征了多态CH_4间的转化特征和采出程度。实验结果显示,随着页岩体系饱和压力的升高,3种形态CH_4的赋存量也在不断增加。在CO_2注入后的焖井阶段,吸附态CH_4的解吸效率随焖井时间的增加先快速增加后趋于稳定,而解吸速率则呈现先增大后降低的趋势,解吸后的吸附态CH_4会向游离态发生转换,但并不能直接转换为自由态。在衰竭降压过程中,随着吸附态CH_4含量的减少,多态CH_4间的动态转换平衡被破坏,当吸附态向游离态再向自由态转换的速率小于产气速率时,自由态CH_4对应的波峰将消失。衰竭降压可以提高游离态和自由态CH_4的采出程度,但很难增大吸附态CH_4的采出程度,且衰竭降压开发时存在一定的压力下限(5.8 MPa),当压力低于此下限时,继续降压对多态CH_4采出程度的影响很小。     

焖井时间对CO2吞吐开发低渗油藏影响机理研究

CO_2吞吐开发低渗透油藏具有投资少、见效快、见效时间长等优点,在开发复杂低渗断块油藏方面,其效果可与压裂法相媲美。影响CO_2吞吐采油效果的因素复杂,焖井时间就是其中一个重要参数。为此,针对室内实验存在最佳焖井时间这一现象,从CO_2移动前缘和开井生产时压力波传播前缘的相对位置关系分析了室内存在最佳焖井时间的原因;即CO_2移动前缘和开井生产时压力波传播前缘的相对位置不同,导致最终采收率及周期换油率不同,从而确定了最佳焖井时间。最佳焖井时间的确定对于提高低渗油藏开发效果具有重要作用。     

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。     

低渗气藏CO2驱与埋存的数值模拟

为揭示低渗气藏中注CO_2提高气藏采收率和CO_2埋存(carbon sequestration with enhanced gas recovery,CSEGR)技术的效果,以苏里格气田召10区块为例,开展了注CO_2驱气的长岩心实验,并使用数值模拟的研究手段,分析了该区块采用CSEGR技术的可行性,并重点研究了扩散、吸附、天然裂缝、井型对于CO_2突破时间、气藏采收率及CO_2埋存的影响。模拟结果表明:采用面积为3. 2 km2的平行四边形"二注七采"井网,在气藏衰竭开采至12 MPa后注CO_2,在CO_2突破时能够提高采收率14. 26%,共能实现3. 8×106t的CO_2埋存;在废弃压力3 MPa时注入CO_2采收率仅能增加2. 2%,但CO_2埋存量可提高至1. 44倍;在低渗气藏中扩散和吸附对于CO_2驱的影响不大;随着扩散系数增大,CO_2突破越快,提高采收率效果越差;吸附滞后现象会略微降低提高采收率的效果;天然裂缝的存在会使气窜现象严重,突破时间大大提前,且裂缝渗透率越高,提高采收率效果越差,但依然可以实现CO_2安全稳定埋存;与直井相比,采用水平井注气将使提高采收率效果降低6%～8%,但对埋存有利。     

致密砂岩动静渗吸增油机理实验研究

鄂尔多斯盆地长7致密砂岩储层多采用水力压裂造缝后注水开发的开采模式,由于砂岩的亲水性依靠毛管力作用的渗吸采油对致密砂岩储层提高采收率至关重要。为了探明长7致密砂岩储层的渗吸增油效果,选取鄂尔多斯盆地长7致密砂岩储层天然岩心进行了静态渗吸、动态渗吸影响因素分析,之后进行了含裂缝天然岩心动态渗吸影响因素研究。结果表明：动态渗吸采收率为静态渗吸采收率的2倍左右。静态渗吸主要受到毛管力的作用,存在最佳界面张力使采收率达到最大;动态渗吸采收率由渗吸及驱替两部分组成,渗吸对总采收率的贡献范围为15%～40%,其中小孔隙为主要贡献者。含裂缝天然岩心驱替后焖井渗吸采油提高采收率10%～15%。研究成果为现场增油措施的实施提供了指导和参考。     

鄂北致密气藏注CO2驱替提高采收率实验研究

在低渗透致密气藏注提高气藏采收率是目前世界研究的热点。为了揭示气藏中CO_2埋存与提高气藏采收率之间的关系和影响因素,开展了高温高压条件下CO_2驱替CH_4的长岩心实验。通过85℃下长岩心驱替实验研究了注入时机、注入速度、储层渗透率和地层倾角存在对CH_4采收率、CO_2突破时间及埋存的影响.实验结果表明:对气藏而言应早期采用衰竭开发到废弃压力再注气为最佳开发方式。CO_2驱替CH_4过程采收率在80.37%～94.83%,CO_2突破时间在0.6～0.7倍烃类孔隙体积(HCPV),CO_2突破时CH_4采收率在69.37%～91.87%。驱替速度越小,CO_2突破越快,最终CH_4采收率越小;高注低采45°比高注低采5°CO_2突破要早0.1倍孔隙体积(PV)左右,采收率低约1.02%;渗透率越低时,注入相同烃类孔隙体积的CO_2时CO_2的驱气效率更低,最终CH_4采收率越低。研究结果说明,气藏中注CO_2可提高气藏采收率及实施CO_2埋存,CO_2超临界性质、重力作用、低速下扩散以及CO_2在地层水中溶解不容忽视。     

超稠油直井—水平井组合开发蒸汽腔演变规律研究

稠油油藏蒸汽吞吐开发中后期,转换开发方式是提高采收率的重要方法之一,F油田依据现有井网条件进行综合调整,借鉴其他油田成功经验,将直井与水平井组合驱泄复合(vertical well and horizontal well combined flooding and drainage, VHSD)开发成为吞吐后期接替有效开发的主要方式。利用数值模拟技术,开展VHSD开发蒸汽腔发育规律研究,跟踪流体流动轨迹,剖析剩余油变化规律。结果表明：多轮次蒸汽吞吐建立注采井间水动力连通时,油层的动用情况决定了蒸汽腔的初始形态,随着蒸汽持续注入,蒸汽腔经历了形成、横向扩展、向下扩展三个阶段,各阶段蒸汽腔扩展方向不同,对应着不同的剩余油分布规律和生产特征变化,其中蒸汽腔横向扩展阶段为主要产油期,阶段产出程度达28.8%,油藏最终采收率可达58.3%。     

致密油藏周期注气微观驱油机理实验研究

针对致密油藏注水难度大,气水交替难以有效实施的问题,周期注气改善注CO_2驱油效果的方法逐渐得到重视。利用大庆外围致密岩心,将致密油藏物理模拟实验方法和低磁场核磁共振仪相结合,建立了一种研究周期注气微观驱油机理的新方法,分析了不同驱油阶段岩心静置前后原油在孔隙中的变化规律,提出了周期注气指数参数,并对周期注气效果进行评价。研究结果表明:气驱至不同阶段,静置前后T_2谱图均发生变化,且不同驱替阶段T_2谱图的变化规律不同,说明不同驱替阶段停注后原油的流动规律不同,其周期注气的微观驱油机理也存在差异。驱替至一定的PV数后,周期注气指数显著增加,周期注气效果显著提高。随着驱替倍数的增加,较小孔隙中的原油逐渐得到动用。岩心实验结果表明周期注气相比于连续注气采收率提高9.92%。上述研究丰富了核磁共振技术在油田开发中的应用。     

碳酸盐岩潜山裂缝性油藏异步注采研究

碳酸盐岩潜山油藏储集空间类型多样,孔隙结构复杂,裂缝非常发育,连通情况好,储层的非均质性严重。注水开发时水窜严重、水驱采收率低、开发效果差。针对该类油藏的地质特点及注水开发中存在的问题,本文以桩西古潜山油田ZG14井区为例,对该类油藏展开异步注采研究。利用数值模拟方法优化了异步注采单周期注入量、注入速度、焖井时间、采液速度等参数,预测了衰竭式开采、连续注水、常规周期注水、异步注采4种开发方式15年末的采出程度。数值模拟结果表明：异步注采15年末采出程度为28.63%,比衰竭式开采、连续注水、常规周期注水分别高3.21,0.82,0.21个百分点,采用异步注采取得了比其他开发方式更好的开发效果。异步注采有效避免了注入水沿裂缝向生产井窜进,注采不同步产生的压力扰动有利于注入水进入基质系统较深的孔喉中,扩大了波及体积;焖井使得裂缝与基质的渗吸交换作用进行的更充分。建议对碳酸盐岩潜山油藏开发时,采用异步注采的开发方式。     

玛湖砾岩油藏体积压裂开发后烃气混相驱提高采收率实验

在新疆玛湖致密砾岩油藏采用烃气驱大幅提高采收率技术,面临水平井体积压裂规模开发后,小井距下水力压裂缝网易形成气窜通道,影响气驱波及体积的问题。为研究压裂后水平井井网对烃气驱开发效果的影响,提出了玛湖致密砾岩油藏人工裂缝+基质注烃气驱油模式,基于该模式设计实验模型,利用拼接比例的不同造缝与未造缝全直径岩心模型进行气驱实验,明确压裂缝与基质关系。结果表明：通过烃气驱岩心采收率可达38.26%;全直径岩心造缝比例越高,采收率越低;小规模的压裂可以使采油速度更加平稳,同时可以获得更高的采收率;烃气驱结束后通过吞吐的方式可进一步提高采出程度7.1%。该项实验可以为烃气驱现场试验水平井压裂规模、合理井距及注气速度提供了具有现实指导意义的研究基础。     

致密储层二氧化碳吞吐工作参数优化设计

CO_2吞吐开发效果受多种因素影响,工作参数是重要因素之一。根据延长油田长8储层的孔喉特征、流体属性等研究所得参数,基于鄂尔多斯致密油藏长8储层的地质特征,研究致密储层CO_2吞吐开采工作参数优化问题。以延长油田SHH区块为研究区块,选取累积产油量作为评价指标,采用正交试验设计方法进行优化参数方案设计,应用组分数值模拟计算相应的开发效果。模拟计算结果表明,研究区块CO_2吞吐合理注气速度为20 000 m~3/d,注气时长为1个月,焖井时间为7 d,吞吐轮次为2轮。     

CO2与压裂地层置换规律实验研究

针对致密油藏注不进,采不出的开发难题和低产量、低效益的开发现实,基于国外对致密油藏CO2驱的成功案例,提出了CO2干法压裂以及CO2置换相结合的开发思路。模拟干法压裂地层,开展了CO2置换实验,研究了焖井时间、焖井压力、返排压差等因素对CO2置换效率的影响。并借助CT扫描技术,对比实验前后岩心内流体的分布推测置换实验反应情况。实验结果表明：最佳焖井时间为12~24 h;焖井压力大于最小混相压力(20.56 MPa)时焖井后能取得较高置换效率;返排压差在6 MPa以上开发效果最佳。在压裂的致密油藏内,离裂缝距离中等的岩心部位置换效果最好,其次为靠近裂缝的岩心部位,而距裂缝最远的岩心部位置换效果最差。     

溶解气回注提高致密油藏采收率效果及敏感性

针对致密油藏水平井产量递减快,衰竭开发采收率低等问题,提出了衰竭开发后期回注溶解气提高采收率的方法。基于新疆玛湖凹陷百口泉组地质油藏特征,建立了致密油藏多级压裂双水平井机理模型,系统研究了上述方法在致密油藏中的生产特征及敏感性。结果表明,溶解气回注可以有效提高致密油藏采收率,缓解水平井产量递减的速度。采出程度随注入量、注入速度及吞吐轮次逐渐增加;气体分子的扩散作用可增加基质的受效范围,扩大气体的作用半径;弱非均质性储层（变异系数0.2）采用溶解气吞吐提高采收率效果最佳。敏感性分析结果表明,吞吐轮次对注溶解气提高采收率的影响最大,其次是注入时间、注入速度、扩散系数、焖井时间。另外,建立的代理模型可准确预测和优化致密油藏注溶解气提高采收率效果。     

孔隙型碳酸盐岩储层注气注水提高采收率试验

中东地区部分碳酸盐岩储层类型以孔隙型为主,裂缝不发育,气测渗透率低,流体物性较差.以中东某油田S油藏为例,开展注气和注水可行性试验研究,并探讨其提高采收率的微观渗流机制.结果表明:受物性特征影响,储层注伴生气驱最小混相压力高,地层条件下不易达到混相驱替,但整体上岩心注烃类气驱效率要高于水驱效率,尤其当达到混相条件时,气驱效率明显提高;注烃类非混相驱油效率也相对较高,主要是由于储层原油黏度较高,气驱使原油体积膨胀,黏度降低,进而改善流动性;试验采用的水驱和气驱方式在微观上主要动用大孔隙中的可动流体,可考虑优化驱替方式进一步提高驱油效率.     

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/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。     

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。