气溶性表面活性剂降低CO2/原油混相压力发展现状

为降低CO2与原油间的混相压力、提高CO2混相驱的驱油效率,介绍了混相溶剂法、超临界CO2微乳液法和 气溶性表面活性剂法3 种降低混相压力的方法,着重分析了气溶性表面活性剂的结构特征及其降低CO2混相压 力的作用机理。混相溶剂法所需烃类气体量较大,成本较高;超临界CO2微乳液法在一定程度上可以降低混相 压力,但降幅较低;气溶性表面活性剂在CO2中有一定的溶解度,可作用于油气界面、降低油气界面张力,实现混 相压力的降低。然而,目前气溶性表面活性剂种类较少,亟需开发新型的气溶性表面活性剂,提高CO2与原油的 混相能力,实现原油CO2混相驱的高效开发。图4 参54     

酯类化合物降低原油与二氧化碳体系最小混相压力实验

针对试验区近井地带达到混相驱、远井地带尚未达到混相驱的问题,通过注入油溶性表面活性剂(柠檬酸异丁酯或柠檬酸异戊酯)来降低原油与二氧化碳体系的最小混相压力,该表面活性剂既能够溶于原油中降低原油黏度,又能够溶解在超临界二氧化碳中降低原油与二氧化碳之间的界面张力,从而降低原油与二氧化碳之间的最小混相压力。采用长细管驱替实验的方法,测定了2种油溶性表面活性剂对试验区原油与二氧化碳体系的最小混相压力的影响。实验表明,注入的油溶性表面活性剂能够明显降低试验区原油与二氧化碳体系的最小混相压力,2种表面活性剂降低的最小混相压力值分别为7.2 MPa和6.6 MPa,并且随着表面活性剂注入段塞的增大,测得的原油与二氧化碳体系的最小混相压力逐渐降低,但是降低幅度越来越小,结合表面活性剂制备价格,得到最经济的表面活性剂注入段塞量为0.003 PV,并建议选择柠檬酸异丁酯作为试验区降低最小混相压力的化学试剂。     

利用CO2非混相驱提高采收率的机理及应用现状

由于重油的相对分子量很高，CO2与原油的混相压力比油藏压力高得多，因此通过注CO2提高原油采收率必须依赖非混相驱。在非混相驱中，CO2溶入原油后，使油膨胀，并降低油的粘度，从而达到驱油增产的目的。通过介绍非混相CO2驱在油藏增产中的驱油机理，证明CO2作为一种有效的驱油剂，可以提高油藏原油的采收率。     

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。     

油田回注不同产出气类型的驱油效果分析

CO2排放量的增加会导致全球气温上升,若能收集CO2并注入油层,则能通过CO2驱油提高原油采收率。CO2驱分为混相驱和非混相驱,混相驱的采收率可达95%。但是,CO2驱油后期的气体突破会产出大量气体,排放到空气中还会造成污染。如果将产出气分离、提纯为纯净的CO2再注入地层,则会增加经济成本。国内外专家在采用纯CO2驱提高原油采收率方面已建立了非纯CO2的最小混相压力计算模型,但在混有烃类和氮气的产出气对提高原油采收率的影响方面研究较少。因此,研究CO2驱不同组成的产出气对驱油体系的相态、最小混相压力以及驱油效率的影响对设计CO2驱产出气回注方案具有参考价值。     

超临界CO2动态混相驱过程机理研究

以国内CS油田注CO2混相驱典型实例为基础,在油藏地层流体注CO2驱膨胀实验和细管最小混相压力实验拟合基础上,建立一维组分注气驱细管模型.应用所建立的模型,模拟研究CO2注入过程中油气两相组成、油气两相黏度、密度和界面张力等动态特性参数沿注气井到生产井距离的变化规律.以及注气量和注气压力对动态特性参数的影响规律.研究结果显示:CO2在原油中的溶解能力强,工程混相条件下,摩尔含量达到0.7.注入CO2抽提原油中的中间烃,甚至C19+以上的重烃,与地层油在前缘达到混相.CO2注入量增加,混相带增长,CO2波及区域增加,有利于驱油效率增加.随着注入压力的提高,从非混相到混相,CO2在地层油中的溶解量增加,界面张力降低,油的黏度降低.达到混相后,继续增加压力对驱油影响变小.     

渤南油田义34块特低渗透油藏二氧化碳混相驱实验

特低渗透油藏物性差,注水开发见效难,为了探索合理的开发方式,采用渤南油田义34块特低渗透油藏地层原油,进行了二氧化碳(CO2)混相驱实验研究.通过细管实验确定了CO2驱的最小混相压力,采用长岩心物理模型对完全水驱、完全水驱后持续CO2混相驱及初始持续CO2混相驱3种方式的驱替效果进行了实验研究.结果表明,该油藏最小混相压力为30.76 MPa,在目前地层温度和压力下,3种驱替方式下的最终采收率分别为42.15%,75.0%和69.21%.研究表明,CO2混相驱油可以获得比水驱更高的原油采收率,应尽早在渤南油田义34块油藏开展CO2混相驱矿场试验.     

降低CO2驱油最小混相压力化学体系研发

CO2驱提高原油采收率技术由于兼具高效、节能减排等优势在中外发展迅速,但胜利油田滩坝砂油藏CO2驱最小混相压力高,混相驱替难以进行,驱油效率较低。为此设计了一种兼顾增效和增溶作用的化学体系,可以显著降低CO2与原油之间的最小混相压力,改善非混相驱替效果。首先通过测定CO2中原油的抽提量及原油中CO2的溶解量,筛选出相应的增效剂DYJ-13和增溶剂S6。进一步对两种化学剂进行复配,系统考察了不同配比对CO2萃取抽提原油能力的影响,结果表明,随体系中DYJ-13质量分数的增加,增效因子先上升后下降,增溶因子变化不大,从而确定出最优的化学体系DYJ-13∶S6=3∶7。最后采用长细管驱替实验方法,测定了加入质量分数为3%的复配化学体系后,试验区原油与CO2之间最小混相压力由31.65 MPa降至24.60 MPa,降低幅度达22%。所研发的化学体系具有较高的应用潜力,建议开展单井试验。     

热作用条件下烟道气与轻质原油混相规律

通过细长管混相驱替实验开展高温高压条件下烟道气与不同类型轻质原油的热混相规律研究。在高温高压条件下烟道气可以与轻质原油实现混相驱替;相同温度条件下,烟道气驱油效率与压力呈近线性关系;相同压力条件下,随温度增加驱油效率先平缓增加,然后急速增加,驱油效率快速达到90%以上,实现混相驱,驱油效率急速增加过程与稀油轻质组分随温度增加发生蒸馏相变有着密切关系;相同压力条件下,原油越轻,烟道气与原油的最小混相温度越低,越容易实现混相,注空气热混相驱替开发效果越好;高温高压条件下轻质原油与烟道气的混相更多体现的是超临界状态的高温相变特征,与常规高压条件下CO₂的接触抽提混相存在较大差异。     

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。     

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。      

用界面张力法测定CO2与原油的最小混相压力

采用悬滴法,测定了在模拟地层温度为356.5K、压力为8.54~23.43MPa时的CO₂与原油间的界面张力.实验发现,CO₂与原油间的界面张力随压力的增加近似呈线性下降趋势.对该数据进行了线性回归,并用外推法计算出当界面张力为零时的最小混相压力为24.17MPa,与实验观测达到一次接触混相状态时的压力(23.43MPa)相比,相对误差为3.16%.采用界面张力确定CO₂与原油间的最小混相压力,既可通过直接观测接触混相状态确定,也可利用所测界面张力数据进行估算,操作简单易行,且耗时少.     

深层缝洞型油藏烃气混相驱可行性及影响因素

针对塔河油田深层缝洞型油藏,基于室内相态实验,采用经验公式法、拟三元相图法和细管模拟法计算烃气与原油最小混相压力,并通过数值模拟,研究了油藏前期注入氮气和原油品质对烃气混相驱的影响。研究结果表明：3种方法计算得到的原油最小混相压力远小于地层实际平均压力,研究区深层缝洞型油藏烃气混相驱具有较好的可行性;油藏前期注入氮气对烃气混相驱影响显著,注入氮气波及的储集层区域,烃气与原油的最小混相压力变高,氮气含量与注入烃气含量比大于1.208时,无法形成混相;原油品质对烃气混相驱影响显著,原油中的轻组分含量越高,烃气与原油最小混相压力越低,原油中的重组分含量越高,烃气混相驱最终采收率越低。     

低渗透油藏提高原油采收率的实验研究——以松辽盆地北部芳48断块为例

通过气驱细管实验,在地层条件下测定了大庆油田芳48断块在二氧化碳、氮和天然气驱下原油采收率与压力的关系,由此确定了原油与二氧化碳、氮和天然气的最小混相压力(MMP)。结果表明,芳48断块原油与二氧化碳的最小混相压力为29 MPa,与天然气的最小混相压力为40 MPa,在最高实验压力(44 MPa)下氮没有达到混相。芳48断块气驱开发,在低于地层破裂压力(31 MPa)下,二氧化碳驱可以达到混相驱替,天然气和氮只能是非混相驱。非混相驱时,同样条件下,二氧化碳驱采收率最高,其次为天然气驱,氮驱最低。      

低渗透砂岩油藏注CO

着重介绍了细管实验条件对最小混相压力实验确定方法测试结果的影响。通过数值模拟方法发现,当细管长度越长、细管直径越小、驱替速度越大、孔隙度越小,则得到的最小混相压力值也越小。另外,还讨论了油藏温度、注入气组成及原油的组成与性质对混相压力的影响情况。通过对比国内外注CO₂混相驱油藏与流体的条件,说明了中国原油很难实现CO₂混相的原因即地层温度高、地面油粘度大。建议开展降低最小混相压力技术及加强防止气体突破技术的研究,以解决注气过程中气体波及效率低的问题,实现较高的采收率。