饱和CO2地层水驱过程中的水-岩相互作用实验

为了研究CO₂注入后储层岩性和物性的变化情况,利用室内岩心驱替装置,模拟了地层条件下(100℃,24MPa)饱和CO₂地层水驱过程中的水-岩相互作用,并对CO₂注入后,组成储层岩石的矿物溶蚀、溶解和沉淀情况以及渗透率变化的原因进行了研究。通过对实验前后反应液离子成分变化、岩心扫描电镜和全岩X-射线衍射(XRD)资料的分析表明：实验后砂岩岩心中的碳酸盐矿物出现明显的溶解现象,且方解石溶解程度最高,片钠铝石次之,铁白云石最低;反应液中K⁺质量浓度的变化主要是由碎屑钾长石颗粒溶蚀造成的;实验后有少量的高岭石和中间产物生成,其中间产物的成分主要为C、O、Na、Cl、Al和Si,并有向碳酸盐矿物转变的趋势;新生成的高岭石、中间产物和由碳酸盐胶结物溶解释放出的黏土颗粒一起运移至孔喉,从而堵塞孔隙,降低了岩心渗透率。通过以上实验再现了CO₂注入后,短时期内储层岩石中长石和碳酸盐类矿物的溶蚀和溶解过程以及新矿物沉淀情况,并且揭示了储层渗透率变化的原因,从而为CO₂的地下捕获机制提供了地球化学依据。     

CO2驱油与埋存技术新进展

碳达峰和碳中和发展战略以及社会经济发展对石油等能源需求量的持续增长,为CO₂驱油与埋存技术带来了巨大的发展机遇,也提出了前所未有的挑战。从目前中外CO₂驱油与埋存研究现状入手,通过CO₂驱油与埋存机理和影响因素分析,提出了CO₂驱油与埋存存在的问题和发展方向。结合实践将CO₂驱油与埋存研究内容总结为目标优选、相关机理实验研究、方法技术攻关、经济性评价、安全性评价和现场实践等6方面。CO₂驱油与埋存存在的问题主要包括：CO₂驱油与埋存应用的油藏类型还非常有限,CO₂气田分布特征及其与CO₂驱油与埋存目标油藏之间的时空匹配关系研究还未引起足够重视,CO₂驱油与埋存机理等研究还存在诸多问题,CO₂驱油与埋存方案设计有待优化,CO₂驱油与埋存经济有效性评价体系尚未建立,CO₂埋存安全性跟踪评价还存在一系列问题。对...     

一种实用的CO2溶解气驱岩心洗油方法

为了提高岩心的洗油效率,开发了一种实用的CO₂溶解气驱岩心洗油方法。该方法在Stewart设计的CO₂溶解气驱方法的基础上,增加了洗油室抽真空、CO₂预清洗、溶剂回收3个步骤。使用自行研制的DGO-1型CO₂溶解气驱洗油装置,实验考察了新方法的洗油效果。6块不同孔隙度、渗透率的岩心的洗油结果表明,经过6~10次CO₂溶解气驱后,岩心荧光级别均小于3级,孔隙度和渗透率趋于稳定,可满足石油天然气行业标准SY/T 5336-2006的要求,且洗油时间(2~3天)较常规脂肪抽提洗油(2~3周或更长)有大幅度减少。该方法洗油原理清楚,洗油装置简单,易于操作,洗油效率高,清洁环保,推荐作为一种实用方法在岩石物理实验室推广使用。     

N2在原油和地层水中的溶解机理研究

为了判断N2驱气窜特征,开展了N2在油、水相中溶解度和模型研究。考虑高温高矿化度,高钙镁离子的油藏情况,拓展了N2在地层水中溶解度计算模型的应用范围;首次提出了惰性气体在原油中具有间隙溶解和气烃加合溶解2种溶解机理,推导出了惰性气体在原油中的溶解度理论方程。以N2在原油中的溶解实验数据为基础,拟合了模型参数。计算结果表明,模型计算值与实验值具有较好的一致性。     

CO2复合驱油分子动力学模拟及微观机理研究

为了探索较大幅度提高高含水期复杂断块油田剩余油采收率,提出了CO₂复合驱方式进行剩余油开采对策并在矿场先导试验井组取得了显著的增油降水效果,但对CO₂复合驱油体系微观增油机理的相关研究较少,亟需开展这方面的基础研究。基于CT扫描结果,结合油藏开发实际,明确了滴状和膜状剩余油为难以动用的2种剩余油类型;构建了溶解油滴模型和剥离油膜模型,利用分子动力学方法进行模拟。溶解油滴模拟结果表明,CO₂扩散至油滴中,增加其体积,然后油滴分子逐渐溶解在驱油体系中;剥离油膜分子动力学模拟结果表明,CO₂在油相中先形成扩散通道,随后CO₂优先通过扩散通道至岩石表面,CO₂在表面上形成氢键而产生吸附。     

储层矿物类型对致密油藏CO2驱替效果的影响

为明确致密砂岩储层中石英、伊利石和绿泥石对CO₂驱油效率及孔隙动用特征的影响,分别选取以石英、伊利石、绿泥石为主要矿物类型的3种岩心,开展核磁共振扫描分析下的CO₂驱替实验,定量评价每种类型岩心在不同CO₂注入压力下小孔隙、大孔隙的原油采出程度,并分析了产出水中离子质量浓度变化。结果表明：目标储层以石英型和黏土矿物型为主,其中黏土矿物以伊利石和绿泥石为主;石英型岩心的CO₂驱替过程中,当CO₂注入压力小于等于最小混相压力时,大孔隙的原油动用程度大于小孔隙,当CO₂注入压力大于最小混相压力时,小孔隙的原油动用程度增加,而大孔隙的原油动用程度下降;伊利石型岩心大、小孔隙的原油采出程度最大,驱油效果最好,绿泥石型岩心大孔隙的原油采出程度很高,小孔隙的原油采出程度非常低,整体驱油效果最差;随着CO₂注入压力的增加,石英型岩心产出水中金属离子质量浓度大幅增加,伊利石型、绿泥石型岩心溶蚀后的钙、镁等离子产生沉淀,且绿泥石型岩心沉淀量最大,最易堵塞...     

低渗油藏CO2混相驱启动压力梯度实验研究

低渗透油藏开发过程中存在启动压力梯度,CO₂混相驱过程复杂,需要进行深入研究。将CO₂混相驱过程分为原始油相带、注气前缘带、混相油带和注气后缘带,主要采取短岩心驱替实验测定启动压力梯度。研究表明,低渗透岩心的压力梯度与流量关系图都呈凹型分布,存在非线性流动和线性流动。启动压力梯度的主要影响因素有流体粘度、有效渗透率、流体密度和气油比等。启动压力梯度与岩心渗透率成幂函数变化,指数为-0.482。     

延长低渗透油藏CO2驱油参数优化数值模拟研究

CO₂驱油在特低渗油藏中具有较好的应用效果,是提高采收率的重要方法。以延长油田H区块为研究对象,分析目前注水开发存在的问题,根据动静态参数将井组分成2类,应用数值模拟方法,分别对2类井组CO₂驱油的开发方式、注气时机、注气速度、井底流压及气水交替周期进行了优化。结果表明,以气水比1∶1且气水交替的方式在油井含水40%～60%时注气效果最佳。第1类注气井组的最优注气速度为10～15 t/d,井底流压1 MPa,气水交替周期60天;第2类注气井组最优注气速度为5～10 t/d,井底流压2 MPa,气水交替周期30天。该研究结果对H区块低渗油藏现场注CO₂驱油设计具有重要的指导作用。     

低渗透油藏CO2驱注入方式优化

根据吉林油田某低渗透区块的油藏条件,运用数值模拟方法研究不同驱替方式下的驱油效果。数模结果显示,交替驱替方式优于注水方式和连续气驱方式,能大幅度提高原油采收率。在交替驱过程中,气段塞和水段塞的先后顺序对采收率有显著的影响,气水交替驱优于水气交替驱,随着注气速度的增加,采收率的差值也逐渐增加。气水交替驱注入CO2能够和原油充分接触,越早注入CO2,对提高原油采收率越有利。该研究不仅为低渗透油田CO2驱油技术提供了理论基础,而且对于国家下一步进行CO2驱油和埋存潜力评价及规划具有重要的借鉴意义。     

裂缝对低渗透油藏CO2驱油影响的可视化实验研究

为了研究裂缝对低渗透油藏CO₂驱油过程及驱油效果的影响,通过对天然岩心切割打磨和刻缝,制成带缝的岩心薄片,结合高清显微镜和高清录像系统,采用高温高压驱替系统开展了微观可视化实验研究。不同注入压力下的CO₂驱油实验结果表明：CO₂将优先驱替裂缝中的原油并以裂缝为主线进行渗流和扩散运移。随着压力的不断升高,CO₂的相态及与原油的作用发生变化,驱油效率得到一定的提高,但受裂缝的影响提高的幅度很有限。具体表现为混相驱最终驱油效率比超临界驱提高4%,超临界驱最终驱油效率比非超临界驱提高2%。吞吐实验结果表明,相比连续驱替,吞吐可以更加充分发挥CO₂与原油间的作用,有效地扩大波及范围和提升驱油效率,相同混相条件下驱油效率可以提高6%。实验结果表明,裂缝对CO₂驱油过程和驱油效果将产生重要影响。对于裂缝发育的低渗透油藏,吞吐效果明显优于驱替效果,因此探索有利的注采方式对改善开发效果具有重要的现实意义。     

台兴油田 CO2驱细分开发提高采收率技术研究

台兴油田 QK －111断块阜三段油藏为中－低渗复杂断块油藏,经过15 a 水驱开发整体进入高含水递减开发阶段,注气前油藏综合含水74％,采出程度仅14.7％,处于低效开发状态。为恢复断块产量、提高油藏原油采收率,实施 CO2驱现场试验,研究形成了高含水油藏剩余油微差异刻画技术、CO2驱油机理认识、注采参数优化方法以及 CO2驱细分开发技术,已应用于4个注气井组,累计注入 CO2气4.17×104 t,油藏日产油水平由9 t 提高到28 t,综合含水由78％下降到44％,累积增油11183 t,预计方案全面实施后,原油采收率将提高9.6％,年增油量超过1.3×104 t。     

一维岩心管内CO_2驱油及质量浓度分布特征

CO2混相驱是一项具有广阔前景的提高采收率技术,在生产实际中已经得到成功应用,但是由于其混相过程复杂,涉及驱动、混合、溶解等作用,使得驱替过程中沿程物质质量浓度分布研究比较困难。为此,从数值模拟的角度出发,建立了经典对流-扩散模型,用该模型讨论了一维CO2混相驱替过程中的物质质量浓度分布关系,并通过分析得出驱替速度主要影响混相段推进速度、弥散系数主要影响混相段内的物质质量浓度分布等结论,为实际生产提供了理论依据。     

二维多孔介质CO2混相驱油质量浓度分布

CO2混相驱油过程涉及驱动、混合、溶解等多因素的复杂物理化学作用。目前相关研究主要集中在一维物理模拟和数学模型方面,二维条件下的CO2驱油机理讨论较少,而实际油藏开采是多维条件下进行的。因此,文中从数值模拟角度出发,基于经典二维对流扩散方程,建立并求解了二维油藏中心一口注CO2驱油井的物理化学渗流模型,讨论了二维CO2混相驱过程中的CO2质量浓度分布特征及模型相关参数对驱替效果的影响,总结出在不同主控因素下呈现的CO2质量浓度分布形态规律,并对实际生产提出合理建议。     

CO2混相驱储层吸气能力预测

为了预测注 CO2时储层吸气能力,为 CO2驱配注及注气参数的优化设计提供理论基础,在前人研究的基础上,建立了二维 CO2混相段塞驱物理模型和数学模型,考虑混相段塞对注气过程的影响,经理论推导建立了 CO2混相驱吸气能力计算模型。模拟计算结果显示: CO2混相驱注入压力与注气速度近似成线性关系,且注入压力越大,注气速度也越大;地层压力呈阶梯状分布,表现为 3个不同的压力梯度,且超临界 CO2区和混相区的压降较小,压力主要消耗在地层原油渗流区;吸气能力随累积注气量和段塞长度的增加而不断增强,吸气指数随累积注气量的增加呈对数型增长,随段塞长度的增大呈线性增长。     

特低渗透油藏CO2混相驱和非混相驱水气交替注采参数优化

以大庆油田贝14区块和树101区块为研究对象,应用油藏数值模拟方法,优化了CO2混相驱和非混相驱水气交替的注采参数.采用经济评价的方法,以经济利润为目标,对CO2水气交替过程中的水气比、注气速度、水气交替时间和水气交替时机4个参数进行了优化研究.结果表明,对于CO2混相驱,气油比达到50 m3/t时开始水气交替,水气比...     

考虑分子扩散作用的裂缝性油藏CO_2混相驱数值模拟

与常规油藏不同,在裂缝性油藏注气开采中,分子扩散作用是提高基岩原油采出程度的主要机理之一,然而这一机理常被忽略或者认识不足。为了研究分子扩散作用对裂缝性油藏CO2混相驱的影响,文中建立并推导了考虑分子扩散作用的多相、多组分双重介质数学模型,并应用有限差分方法和Matlab软件编程进行模型的求解,同时与基于国外某裂缝性碳酸盐岩油藏建立的常规Eclipse双重介质组分数值模型进行了验证对比。计算结果表明,所建模型比Eclipse常规数值模型模拟结果可比性强、实用性好,能够准确描述分子扩散对注气开发的影响,为提高裂缝性油藏注气动态预测技术的准确性提供一定帮助。     

正理庄高89-1区块CO2混相驱参数优化数值模拟研究

为了确保高89-1区块CO2混相驱项目的顺利实施,依据该区块的精细油藏描述成果,在优化适于CO2混相驱模型基础上,建立了符合油藏地质特点的三维地质模型。在此基础上对开发指标进行计算,对五个参数(井网、开发方式、压力水平、注入量和采油速度)进行优化,并提出了推荐方案,预测采收率可达23.10%,比弹性开采方式提高15.16%。     

确定CO2最小混相压力的经验公式法

CO2最小混相压力是确定油藏能否采用CO2混相驱的重要依据,测定最小混相压力的最好方法是细管实验法,但室内实验法测定费时、费力。目前,确定CO2最小混相压力的方法很多,其中经验公式法是最简单的一种方法。该文将介绍一些常用的确定CO2最小混相压力的经验公式及一种最新的经验公式,计算结果与实验值进行分析．并对这些经验公式进行对比,使读者在以后选用公式过程中更具有针对性。     

表面活性剂降低CO2驱最小混相压力研究现状

CO2混相驱油技术因其驱油效率高的优势而迅速发展。国内多数油藏原油与CO2混相压力过高,无法实现混相驱替。鉴于此,降低CO2与原油最小混相压力是突破方向。目前主要是寻找合适的表面活性剂等添加剂来降低CO2气相与油相的界面张力,进而降低二者间的最小混相压力。其中,研发新型的CO2-原油两亲性表面活性剂极为关键。