CO2驱最小混相压力的测定与预测

在细管驱替实验数据的基础上,对确定CO2驱最小混相压力的各种方法进行了评价.对于细管驱替实验,混相条件的判断标准应该是采收率随驱替压力变化曲线上的拐点,而不是高的采收率.经验关联式计算最小混相压力简单、方便,但可靠性较差,且对于高温、高CH4和N2含量、高气油比等比较特殊的原油,须进一步增加关联参数.状态方程能较准确快速地计算最小混相压力,但对混相函数值难以给出一个实用的判断标准,计算时应根据泡点压力变化、温度、CO2浓度和混相函数值综合确定体系的最小混相压力.综合研究对比表明,细管驱替实验仍是最准确的、不可替代的确定最小混相压力的方法.     

CO2驱最小混相压力的测定与预测

在细管驱替实验数据的基础上,对确定CO2驱最小混相压力的各种方法进行了评价。对于细管驱替实验,混相条件的判断标准应该是采收率随驱替压力变化曲线上的拐点,而不是高的采收率。经验关联式计算最小混相压力简单、方便,但可靠性较差,且对于高温、高CH4和N2含量、高气油比等比较特殊的原油,须进一步增加关联参数。状态方程能较准确快速地计算最小混相压力,但对混相函数值难以给出一个实用的判断标准,计算时应根据泡点压力变化、温度、CO2浓度和混相函数值综合确定体系的最小混相压力。综合研究对比表明,细管驱替实验仍是最准确的、不可替代的确定最小混相压力的方法。     

低渗油藏CO_2驱油混相条件的探讨

CO2与地层油能否达到混相状态对CO2驱油技术的应用效果有重要影响,界面张力法和细管实验法测量的最小混相压力(MMP)存在较大差异。岩心孔隙结构对原油相对体积及CO2密度的影响实验均说明,多孔介质的孔隙特征对流体物性参数产生较大影响,用细管实验MMP值作为油藏条件下CO2-原油体系MMP值的做法也需要理论完善。对影响CO2驱油混相条件的主要因素进行分析,认为岩石孔隙特征、地层压力以及注入流量对多孔介质中CO2-原油体系MMP有明显影响。渗透率下降,测量的MMP值也不同程度地降低;相对而言,平均地层压力较低的油藏,测量的MMP值也较低;对注入流量的研究认为优化流量可获得较低的MMP值。综合分析以上3个因素,初步建立计算多孔介质中CO2-原油体系MMP的方程。该研究将压力分布曲线进一步细化,补充了对不同压力间流体状态的描述。图7表1参11     

X区块低渗油藏注气可行性研究

为研究X区块低渗油藏注气混相驱油的可行性,通过室内实验探讨了原油相态特征和注入气与地层流体的相态特征,开展细管实验测试了注入气与地层流体的最小混相压力,为X区块低渗油藏注CO2和注伴生气可行性提供基础。实验主要得到以下结论:该区块原始地层压力为31.1 MPa,饱和压力为11.03 MPa;注CO2在保压、降黏膨胀和抽提方面的效果好于注伴生气;两种气体注入与地层流体不能实现一次接触混相驱,可以实现多级接触混相,压力分别为27.85 MPa和29.2 MPa。细管实验的驱替效率在94.2%,确定了CO2与原油的最小混相压力为23.56 MPa,由此可见X区块油藏适合注CO2混相驱油,为目标区块后续注CO2驱油提供了理论依据。     

二氧化碳驱储集层堵塞机理实验分析

结合细管实验、组分分析实验、微观模拟实验3种实验方法,分析CO2驱油过程中储集层堵塞、原油开采速度降低的现象,研究储集层堵塞机理。细管实验表明,较低驱替压力条件下,CO2驱油效果较差,驱替压力越高,驱油效果越好,在驱替压力超过最小混相压力后,储集层会出现堵塞现象,对产能有较大影响。组分分析和微观模拟实验表明,CO2与原油接触后产生组分分异,在较低驱替压力下,组分分异不明显,不会产生堵塞,但驱替压力较高时,原油中芳烃被CO2快速萃取,造成非烃和沥青质快速沉积,从而堵塞喉道。因此,控制驱替压力是防止储集层堵塞的主要措施,CO2驱油最佳压力应在最小混相压力附近,过高或过低的压力都不利于CO2驱油。     

不同油藏压力下CO2驱最小混相压力实验研究

CO2-原油体系的最小混相压力是影响CO2驱开发效果的关键因素。随油藏开发阶段的不断深入,当油藏压力低于原始饱和压力后,溶解在原油中的溶解气会部分脱出。油藏流体组分及其高压物性也会发生变化,影响CO2-原油体系的最小混相压力,利用原始地层流体样品测试得到的最小混相压力不再适用。为此,以中国西部某油田8个典型区块为例,进行细管实验测试和多组分数值模拟,对不同油藏压力下的最小混相压力进行系统研究。与其他油田相比,研究区各油藏油样的C1摩尔含量较高,为31.12%~51.69%,平均为43.25%;C2-C6摩尔含量较低,为8.0%~18.48%,平均仅为11.3%。细管实验和数值模拟结果表明,在原始地层压力下,CO2均与8个典型区块地层原油样品发生混相驱替,但不同区块CO2驱最小混相压力差异很大,其值为17.60~41.18 MPa。当油藏压力低于原始饱和压力后,CO2驱最小混相压力主要呈微小幅度下降的趋势。随脱气压力进一步降低,油相组分构成中,C1N2摩尔含量呈递减趋势、C7+和C24+组分呈递增趋势,而中间组分(C2和C3+)摩尔含量变化较小。在各级脱气压力下,脱出气体以C1为主,中间组分摩尔含量仅在最后一级脱气压力下急剧升高。CO2-原油混相带出现在注入CO2波及前缘靠近注入端的位置,混相带随着驱替的进行而逐渐变宽。     

特低渗透油藏CO2近混相驱油

为了考察CO2近混相在大庆榆树林特低渗透油藏的驱油效果,采用经验公式计算确定实验范围,细管实验确定近混相最小混相压力,借助高温高压观测和界面张力分析细管实验结果.结果表明,随着驱替压力的增加,采收率不断提高,在20MPa左右达到近混相点.近混相点不仅是非混相到混相过程中出现的渐变点,而且是界面张力衰减过程的渐变点.得出的结论是,CO2与原油的混相过程是一个多次接触混相的过程;对于较为轻质的原油来说,驱替压力越高,动态混相段越长,混相程度越深,采收率越高.     

非离子低分子表面活性剂优选及驱油效率研究

目前国内外对低渗透油藏开发的主要趋势为注气开发,又以CO2混相驱居多。我国低渗油藏以陆上沉积为主,储量大且非均质性严重,油质较重黏度高一般不易达到CO2混相。为了降低驱油混相压力,在尽量少增加成本的情况下提高驱油效率,找到了一类不溶于水但溶于超临界CO2及原油中的非离子低分子表面活性剂,通过研制复配及溶解性与降黏评价实验,找到了2种表活剂CAE、CAF。以细管实验为载体,采用高温高压配样器配置地层油进行驱油效率评价,筛选确定了一种表活剂CAE。进行溶解式驱替及段塞式驱替以确定表活剂CAE的最佳注入方式;进行不同浓度的驱替实验确定表活剂CAE的最佳注入浓度。研究表明:段塞式驱替为该活性剂的最佳注入方式,最佳浓度为0.2%;表活剂CAE在最佳驱替方式下与纯CO2相比可以提高驱油效率约13.13百分点。该研究为国内低渗透油藏相对有效地降低混相压力、提高驱油效率找到了途径,是我国低渗油藏注气开发研究中值得探索和尝试的方法之一。     

注气压力对气驱驱油效率影响的实验研究

通过多组细管实验,研究塔里木油田某区块原油在模拟地层温度108℃下注气压力对气驱驱油效率的影响,分析了不同注入压力下气驱驱油效率和气体突破的影响。实验结果证实：随着注气压力、注气体积增加,气驱驱油效率增加且增幅较大,表明提高注气压力可以显著提高驱油效率;且CO2与原油间最小混相压力为35．1MPa。注气压力越大,气体与原油混相程度越高,气驱越接近活塞式驱替,气体突破时间越长。     

CO2驱油物理模拟实验研究

介绍了CO2驱油物理模拟实验需要的仪器以及主要仪器设备相应的作用与功能，同时结合实例对相应的CO2驱油物理模拟实验方法技术也进行了较系统的介绍，主要包括地层原油物性分析实验、CO2～地层原油体系相态变化研究（膨胀试验）、CO2驱油最小混相压力测定实验（细管实验）、长岩心注CO2驱替实验等，为进一步开展CO2驱油室内模拟实验提供了依据。     

Evaluation of miscible and immiscible CO2 injection in one of the Iranian oil fields

Carbon dioxide (CO₂) flooding is one of the most important methods for enhanced oil recovery (EOR) because it not only increases oil recovery efficiency but also causes a reduction of greenhouse gas emissions. It is a very complex system, involving phase behavior that could increase the recovery of oil by means of swelling, evaporation and decreasing viscosity of the oil. In this study, a reservoir modeling approach was used to evaluate immiscible and miscible CO₂ flooding in a fractured oil field. To reduce simulation time, we grouped fluid components into 10 pseudo-components. The 3-parameter, Peng–Robinson Equation of State (EOS) was used to match PVT experimental data by using the PVTi software. A one-dimensional slim-tube model was defined using ECLIPSE 300 software to determine the minimum miscibility pressure (MMP) for injection of CO₂. We used FloGrid software for making a reservoir static model and the reservoir model was calibrated using manual and assisted history matching methods. Then various scenarios of natural depletion, immiscible and miscible CO₂ injection have been simulated by ECLIPSE 300 software and then the simulation results of scenarios have been compared. Investigation of simulation results shows that the oil recovery factor in miscible CO₂ injection scenario is more than other methods.     

地层原油组成差异对高压物性参数的影响

地层油高压物性参数主要受温度、压力等因素的影响,而地层油自身的组成也对其有着重要影响。对S48井、G942井和F154井的地层油进行了一系列的高压物性实验研究。结果表明：相同气油比,原油含蜡量越高,地层油泡点压力越高,体积系数越大;当压力高于泡点压力时,原油含蜡量越低,溶解气量越多,地层油体积系数和密度受压力的影响越显著;含蜡量越高,体积系数和密度受压力的影响越小。含蜡量高的地层油溶解天然气后的降黏效果明显好于含蜡量低的地层油。     

沙一下油藏CO2混相驱替提高采收率的研究

以沙一下区块油藏为对象,研究了CO2混相驱技术可行性及提高采收率,通过PVT实验和细管模拟实验,确定了油藏原油的最小混相压力为18.41 MPa,原油采收率达90.01%。实验结果表明,注气驱达到混相压力后,注入压力对驱油效率影响不大,而在混相压力以下的近混相区,注入压力对驱油效率影响非常大。通过长岩心驱替模拟实验,对比了水驱和CO2驱替效率,结果表明CO2混相驱提高采收率达40.8%。     

X油藏注气混相驱可行性实验研究

针对X底水油藏油井注水后综合含水上升过快的问题,利用HB70/300型高压物性分析仪开展了该区块原油相态特征实验、注气相态特征实验,并运用细管法开展了注CO₂最小混相压力实验。对比分析了CO₂和N₂两种性质气体注入前后原油的相态特征变化,确定了该区块原油注CO₂最小混相压力,为X油藏注气提高采收率可行性提出依据。实验结果表明,X油藏原始地层压力为46.01 MPa,原油饱和压力为11.06 MPa,注N₂后饱和压力上升迅速,在原始地层条件下难以实现混相,表现出典型的非混相特征;注CO₂后饱和压力上升较平缓,细管法测得的最小混相压力为28.03 MPa,说明利用CO₂可实现CO₂的混相驱替,而且最终的驱替效果比较理想。说明该油藏可开展注CO₂混相驱,为进一步的开发方案调整提供了依据和合理的建议。      

Experimental and theoretical study of phase behavior for live oil during CO2 EOR process

Carbon dioxide flooding is a very complicated process, involving phase behavior that could increase oil recovery by means of swelling, evaporating, and lowering oil viscosity. The present investigation reports the results of extensive experimental and theoretical work to determine the viscosity and swelling factor changes of the live oil in the Cheshmeh Khoshk reservoir in southern part of Iran (Ilam District), and also minimum miscible pressure is determined. In this study, we want to study the potential of carbon dioxide injection application in improving oil recovery by simulating a slim-tube experiment. In order to get representative fluid samples of a reservoir, it was necessary that the right operation of mixing the separator oil and gas samples to match the bubble point pressure be carried out. The potential application of the study is that we could have a good estimate of the recovery improvement under carbon dioxide gas injection, which will be the basic input parameter for the economic feasibility study, and also a decision can then be made whether to implement or abandon the prospective project.     

A Laboratory Investigation into Carbon Dioxide Flooding by Focusing on the Viscosity and Swelling Factor Changes

Abstract

Carbon dioxide flooding is an efficacious method of enhanced oil recovery (EOR) that has become one of the most important EOR processes. It is a very complicated process, involving phase behavior that can increase oil recovery by means of swelling, evaporating, and lowering oil viscosity. The present investigation reports the results of extensive experimental and theoretical work (using Eclipse 300 [2007]) to determine the viscosity and swelling factor changes of the live oil in the Cheshmeh Khoshk reservoir in southwestern Iran (Ilam District); minimum miscible pressure (MMP) was also determined. In this study, the potential of carbon dioxide injection application in improving oil recovery by simulating slim-tube experiments was studied. In order to obtain representative fluid samples of a reservoir, the right operation of mixing the separator oil and gas samples to match the bubble point pressure was necessary. The potential application of the study is that a good estimate of the recovery improvement under carbon dioxide gas injection, which will be the basic input parameters for the economic feasibility study, and a decision can then be made whether to implement or abandon the prospective project.     

高含CO2气井产能计算新方法

松南火山岩气藏高含CO₂,这种气体的存在对天然气的高压物性产生很大影响,使得气井产能预测与实际相差较大。在高含CO₂气体高压物性分析（PVT）实验的基础上,研究了温度、压力和CO₂含量对天然气高压物性参数的影响规律,建立了不同CO₂含量下天然气粘度和偏差因子与压力的相关关系,并结合气体渗流理论建立了考虑高含CO₂天然气高压物性变化的产能预测新模型。实例计算表明:①气井产能随着CO₂含量的增高而降低;②当CO₂含量大于20%时,气井产能评价必须考虑μZ值（天然气粘度与偏差因子的乘积）变化的影响;③开发中后期可以忽略CO₂含量对气井产能的影响。新的产能计算方法能反映CO₂含量对产能计算的影响,精确度更高,对于高含CO₂天然气田的产能评价和生产制度的制定具有重要的指导意义。     

濮城油田沙一段油藏CO2/水交替驱提高采收率试验

水驱废弃的高温高盐油藏,化学驱提高采收率的发展受到限制,为了探索进一步提高油藏采收率的新途径,在濮城油田沙一段水驱废弃油藏开展了CO2/水交替驱先导试验。通过细管实验确定了该区CO2驱的最小混相压力,利用长岩心物理模拟开展了完全水驱后CO2/水交替驱替实验。结果表明,该区注CO2的最小混相压力为18.42 MPa,目前油藏条件下,CO2/水交替驱可提高采收率35.89%。现场优选了1个井组开展先导试验,生产动态资料表明,地层压力保持在最小混相压力之上,产出油质变轻,驱替达到了混相,单井最高增油量16 t/d,采出程度提高5.15%。研究表明,CO2/水交替驱可以获得比水驱更高的采收率,试验规模可以进一步扩大。     

委内瑞拉MPE-3区块超重油冷采过程中泡沫油开采机理

针对超重油沥青质含量高、原油重度高等特点,研究了水平井溶解气驱冷采的开采机理,包括冷采过程中泡沫油的形成机理、非常规PVT特性与驱替特征。实验结果表明,当油藏压力低于泡点压力时,原油中形成许多微小气泡,这些微小气泡能够长时间滞留在油相中,使得这种原油表现出与常规溶解气驱许多不同的特征;泡沫油的作用与油藏衰竭速度、油层压力下降水平及围压等因素有关。使用水平井冷采技术能够获得较高原油产量和采收率。