致密砂岩油藏CO2吞吐沥青质沉积对储层的伤害特征

针对注CO₂提高原油采收率过程中易产生沥青质沉积的现象,以致密砂岩天然岩心和储层原油为研究对象,利用CO₂吞吐以及核磁共振等实验手段,开展了致密砂岩油藏CO₂吞吐过程中沥青质沉积对储层的伤害特征研究。实验结果表明：原油的沥青质含量越高,CO₂吞吐过程中沥青质的沉积率越大;随着实验压力的升高,沥青质沉积率先增大后减小,当压力为25 MPa时,沥青质沉积率最大;CO₂吞吐过程中沥青质沉积对储层渗透率的伤害程度较大,而对孔隙度的伤害程度则相对较小;沥青质主要沉积在大孔隙中,且油样中沥青质的含量越高,对岩心大孔隙的堵塞程度就越大;沥青质沉积可以使岩心进口端面的润湿性由亲水性向亲油性转变;沥青质沉积会影响CO₂吞吐实验的采收率,沥青质含量越高,采收率越小。在致密砂岩油藏注CO₂吞吐过程中,应采取相应的抑制沥青质沉积措施,以提高CO₂吞吐措施的效果。     

致密轻质油藏不同CO2注入方式沥青质沉积及储层伤害特征

致密轻质油藏注CO₂会引发沥青质沉积现象。为厘清不同CO₂注入方式下沥青质沉积特征及其对储层的伤害机理,以鄂尔多斯盆地延长组7段储层轻质原油为例,在明确CO₂注入量和压力对沥青质沉淀量影响的基础上,通过开展不同注入压力下CO₂吞吐和驱替实验,辅以核磁共振在线扫描技术,研究了不同注气方式下沥青质在岩心中的沉积特征,定量评价了不同注气方式下沥青质沉积对储层物性、润湿性和孔隙结构的伤害程度,从微观孔隙尺度剖析了沥青质沉积对储层的伤害机理。研究结果表明,沥青质主要在岩心入口端大量沉积,且越接近岩心出口端沉积量越小,驱替方式下的沥青质沉淀量和沉积区域大于吞吐方式;两种注入方式下孔隙度变化率相差较小,但驱替方式下的渗透率伤害率远高于吞吐方式;沥青质沉积引发岩石润湿性向亲油反转,润湿反转指数随注入压力的升高而增大,且驱替方式下的润湿反转指数大于吞吐方式;微观尺度下沥青质主要在大孔隙中沉积,但吞吐方式下大孔隙（0.092 μm≤T₂<4.500 μm）堵塞率随注入压力的升高而增大,小孔隙（0.009 μm≤T₂<0.092 μm）堵塞率则先下降、后上升;驱替方式下小孔隙和大孔隙堵塞率均随注入压力的增加而增大。     

致密储层不同二氧化碳注入方式下的沥青质沉积特征及其对渗透率的影响

注CO₂ 引起的原油沥青质沉积对致密储层造成的伤害严重影响其开发效果。为明确不同CO₂ 注入方式下 的沥青质沉积特征及其对储层渗透率的影响,对致密岩心分别进行了CO₂ 驱替和吞吐两种注入方式的实验,通 过核磁共振和扫描电镜等,分析了两种注入方式下的沥青质沉积特征、原油采出程度以及对致密岩心渗透率的影响。结果表明,两种CO₂ 注入方式下的致密岩心均会产生沥青质沉积,且主要以膜状吸附的方式沉积在孔隙表面。受CO₂ 与原油相互作用时间的影响,吞吐方式下的沥青质沉积量大于驱替方式,且吞吐方式下的沉积孔 径范围高于驱替方式。沥青质沉积对致密岩心渗透率的伤害程度与原油的产出方向有关。驱替方式下沥青质 沉积对岩心正向（CO₂ 注入方向）渗透率的伤害程度较大,而吞吐方式下沥青质沉积对岩心逆向渗透率的伤害程 度较大。在围压为10、5MPa时,CO₂ 驱替和吞吐方式下的沥青质沉积对岩心正向渗透率的伤害程度（正向渗透 率平均降幅）分别为7.05%和1.67%,对岩心逆向渗透率的伤害程度（逆向渗透率平均降幅）分别为0.41%和 2.66%。受注采模式和流动机制的影响,CO₂ 吞吐方式下的采出程度低于驱替方式。研究结果对于致密储层CO₂ 驱沥青质沉积不同方向上储层伤害程度的认识及注入方式的优选具有一定的指导意义。     

CO_2在原油中的扩散及引起的沥青质沉积

CO2在原油中扩散和溶解,使得原油体积膨胀和黏度降低的同时,原油组分也发生变化,可能引起沥青质等重有机质沉积,伤害储层,因此需全面评价CO2在原油中的扩散和影响因素以及可能引起的沥青质沉积程度。用压力降落法测定了压力和沥青质含量对CO2在原油中的扩散系数和溶解度的影响。结果表明,随着压力增加,CO2在原油中的扩散系数成线性增加,溶解度先增加后降低。随原油沥青质含量的增加,CO2扩散系数降低,溶解度增加。CO2扩散后的原油沥青质含量大幅降低,最高降幅达94.6%,表明CO2在扩散过程中引起了沥青质的沉积。     

肯基亚克油田盐下8010井沥青质初始沉积压力温度预测

原油温度、压力和组成的改变均会引起沥青质发生絮凝和沉积,造成储层伤害和井筒堵塞。建立一种沥青质沉积条件的预测模型,根据盐下油田8010．井的井筒流体组成、原油和C7,组分的相对分子质量、原油和各组分的密度、沸点等数据,可以方便快速地确定原油沥青质沉积初始压力和温度。结果表明,肯基亚克8010井原油的沉积初始温度为70％,沉积初始压力为38．6MPa,比地层温度下的原油饱和压力高出6．6MPa。相应地可以推测出在1300-1400m井筒处开始发生沥青质沉积,沉积过程可能会持续几百米甚至直到地面泵阀处。实际发生的情况证实了这一预测的可靠性,为该油田制定预防和解除油井发生沥青质沉积的具体措施提供了理论依据。     

不同注入气对裂缝性油藏原油高压物性的影响

裂缝性油藏的原油储量非常丰富,但由于其非均质性严重,如何有效开发该类油藏成为亟待解决的问题之一。注气是现今比较受关注的一种有效开发方式。为了解裂缝性油藏注入不同气体后原油物性变化,采用数值模拟方法对该类油藏分别注CO2及伴生气之后的原油高压物性进行分析。结果表明,相对于注CO2,注伴生气的饱和压力上升速度更快,即随着注气比例的增加,注伴生气越来越难达到混相。CO2对原油物性的影响更明显,如界面张力在注气比例为77.94%时已经消失,理论上已经达到混相,即注CO2的驱油效果要好于注伴生气。研究表明,注气能使裂缝性油藏中的原油黏度降低,界面张力下降,饱和压力升高;但不同注入气对原油高压物性的影响存在差异。     

原油沥青质沉积和吸附引起储层损害的机理及损害程度评价

原油沥青质沉积对储层孔喉的堵塞和沥青质吸附引起的油藏岩石润湿性改变是造成储层损害、导致油井产能下降的重要机理之一。首先,从热力学平衡和溶解度两个方面论述了原油沥青质发生絮凝和沉积的机理,并采用粘度法测定了沥青质絮凝初始点;然后利用岩心流动实验方法,定量评价了沥青质沉积对储层岩石渗透率的影响;并采用经改进的自吸速率法,研究了原油沥青质吸附所引起的润湿性改变及其对产能的影响。实验结果表明,储层岩心油相渗透率下降的程度与沥青质沉积量、储层岩心的原始渗透率、沉积颗粒粒径以及原油流速等因素有关。原油沥青质在油藏岩石上的吸附所引起的润湿性改变是导致储层油相渗透率降低,从而造成储层损害的一个重要原因。     

渤海B油田胶质沥青沉积规律研究

胶质沥青质沉积对储层渗透率造成伤害,严重制约油田产能释放,及时判断是否存在沉积及其对产能的影响程度对油田生产开发具有重要意义。采用气-液-固三相平衡热力学模型,结合原油组分组成实验数据,判别渤海B油田容易发生胶质沥青质沉积。利用实际油田参数建立单井径向流模型,分析了胶质沥青质沉积与地层压力的关系,模拟了胶质沥青质沉积对产量的影响及储层伤害程度。研究发现:随着油田开发时间增加,地层压力逐渐下降,当压力下降到36～40 MPa时,胶质沥青质开始析出,当压力下降至28～33 MPa时,胶质沥青沉积速度加快,对储层渗透率伤害增大,产量大幅下降,胶质沥青沉积可使产量降低80%以上。     

CO2驱替过程中沥青质沉积及其对原油采收率的影响

针对CO2驱油过程中易造成沥青质等重有机质沉积,导致原油组分发生改变,影响驱油效果这一问题,考察了不同原油沥青质含量、岩心渗透率条件下沥青质的沉积量及CO2驱油效果,研究了CO2驱替过程中沥青质沉积和原油采收率的变化规律。实验结果表明,CO2驱油过程中引起的沥青质沉积与岩心渗透率、原油初始沥青质含量直接相关;相同条件下,低渗透岩心对沥青质沉积的影响更为明显;此外,随着沥青质沉积量的增加,CO2驱的采收率降低。     

注气对固溶物沉淀影响的研究与应用

注气采油是提高原油采收率的主要方式之一,在此过程中准确描述含有沥青质等高分子有机固相物质的油气体系相平衡十分必要。为此,将沉淀的沥青质视为固相,假设标准状态下必须有沥青质沉淀,将标准状态压力和温度引入沥青质固相逸度计算,并同时考虑了标准状态压力和温度对沥青质固相逸度的影响,建立了能模拟沥青质沉淀的气、液、固三相相平衡热力学模型。据该模型计算的结果表明:①能通过比较液相沥青质逸度和固相沥青质逸度大小来判断固相沥青质沉淀的出现。②当注入某油的气体为烃类混合气体时,烃类混合气体的添加使得含沥青质原油的组分发生变化;温度相同时,注气浓度越高,沉淀的压力越大;浓度相同时,温度越低,沉淀的压力越大;当沉淀量一定时,随着注气浓度增加,油品的饱和压力随之增大;相同注气浓度下,当压力高于饱和压力时,随着压力增大,沉淀量减少。③在温度不变的情况下,注入某油的气体为CO2时,其沥青质沉淀量是注CO2浓度的函数且随着CO2浓度的增加,固相(沥青质)的沉淀量不断增大。④在注气驱油过程中,气体的注入极易引发含沥青质原油中沥青质等重质有机物的沉积。