CO2-原油混相带运移规律及其对开发效果的影响

CO2-原油混相带的运移规律对混相驱效果具有重要影响,目前尚未形成系统的认识.通过组分数值模拟和数学推导,研究了混相带运移变化规律及对采收率的影响.结果表明:混相带前缘突破前,前缘和后缘波及系数、无因次面积线性增大,无因次宽度达到峰值0.14后逐渐减小,而前缘和后缘指进系数增大速度越来越快;混相带前缘突破时,无因次面积...     

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。     

海上强边底水油帽稠油油藏注CO2提高采收率

A油田馆陶组是受断层切割的低幅构造“水上漂”稠油油藏,其油层厚度薄、油柱高度低,边底水能量强.用Eclipse数值模拟技术进行了稠油油藏注CO2混相能力评价、注CO2流体相态模拟实验,以及不同开发方式注采参数优化、合理开发方式优选,形成了一套强底水稠油油藏高效开发模式.结果表明:在原始地层压力条件下,CO2无法与地层原油混相,同时由于油藏构造平缓,也无法实施重力稳定驱,因此只能实施CO2非混相采油;CO2具有很强的溶解能力和膨胀能力,对地层原油有很好降黏效果;注CO2单并吞吐开发效果好于CO2非混相平面驱,衰竭开发效果最差;CO2吞吐有利于降低油水流度比、降低生产压差,抑制底水上窜,是海上底水稠油油藏提高采收率一种较为合适的方法.     

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.     

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。     

砂岩油藏CO2驱提高采收率油藏筛选与潜力评价

由于能够满足环境保护和提高采收率的双重需求,CO2驱越来越受重视。CO2驱油藏筛选与潜力评价方法是进行中长期发展规划和规模化矿场应用的基础,但以混相-非混相驱理论为指导的筛选标准难以适应中国陆相砂岩油藏的需求。为此,首先利用数值模拟方法研究CO2驱混相特征,揭示初期注入端出现暂时混相,之后混相区向采出端移动并呈现相分离、前缘界面张力降低、采出井界面张力升高的规律;分析混相程度的变化特征,并提出近混相驱划分界限;在现有标准的基础上,提出新的CO2驱油藏筛选标准。将该标准与模糊评判和层次分析法相结合,建立了砂岩油藏CO2驱筛选方法,并应用于中国石化CO2驱油藏筛选。结果表明,剔出化学驱油藏和稠油油藏后,中国石化适合CO2驱的石油地质探明储量达22.62×108t,其中混相驱、近混相驱和非混相驱的石油地质探明储量分别为4.89×108,6.59×108和11.14×108t,预计增加可采储量2.03×108t。     

非混相CO_2驱油在油田增产中的应用

非混相 CO2 驱油技术是利用 CO2 溶入原油后使原油体积膨胀和粘度减低——降粘效应而达到驱油增产的目的。介绍了非混相 CO2 在油藏中增产的驱油机理 ,详细介绍了该技术在国内外油田的应用情况 ,并对其应用效果进行了评价     

CO2与原油混相及非混相条件下渗流机理差异

在CO2的资源化利用获得广泛认识的同时,CO2提高采收率技术得到深入发展.研究CO2驱替过程中气、液组分变化有利于发现CO2-原油混相或非混相状态对渗流特征影响的原因.采出程度、含水及气油比等变化规律显示CO2在孔隙中具有独特的渗流特征.相同驱替量的情况下,非混相状态较早进入含水快速上升期,采出程度平缓增长,而混相状态的采出程度则保持较长时间的线性增长.组分分析结果显示, CO2驱替过程中油、气组分变化具有相似的变化规律.除此之外,混相状态的 CO2易于与油相组分作用,而非混相状态的CO2则偏向于与气相组分作用,说明混相或非混相状态时CO2与原油的作用方式不同.     

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。     

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。     

CO_2细管驱油实验混相动态特征表征方法

CO_2在多孔介质驱油过程中,当CO_2—原油体系具备一定条件时,就会发生油气混相的动态相平衡。通过室内细管物理模拟实验,研究CO_2—原油体系的混相动态特征。实验表明:当CO_2体积分数大于85%时,CO_2—原油体系可以达到混相状态;产出气中甲烷和氮气的相对体积分数超过70%,CO_2混相驱为蒸发气驱;CO_2混相驱效率为CO_2驱替效率和CO_2混相效率之和,其中CO_2混相效率还可细分为CO_2抽提效率和传质/扩散效率。量化CO_2与原油过渡区间的混相特征,提出"混相长度L_(细管)"和"相对混相长度Lr_(细管)"2个参数,L细管、Lr_(细管)和实验压力主要分布在2个区间:(1)横向上,L_(细管)为0.20~0.45 m,Lr_(细管)为0.10~0.3 m,压力为20~40MPa;(2)纵向上,L_(细管)为0.20~0.80 m,Lr_(细管)为0.10~0.50 m,压力为24~32 MPa;(3)重合范围,L_(细管)为0.20~0.45 m,Lr_(细管)为0.10~0.30 m,压力为24~32 MPa。该CO_2驱油实验结果对其他CO_2驱混相动态特征表征具有一定的指导作用。     

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     

两种介质注入对原油物性的影响

注入介质对原油高压物性影响的研究是注气提高采收率的室内评价手段之一,注富烃气和氮气后原油高压物性参数变化规律的研究是分析注气后沿混相及前沿混相和非混相驱替过程室内评价的基础。在对一实际轻质原油高压物性分析的基础上,分别进行了富烃气注入和氮气注入实验及多次接触实验,对比研究了注入这两种气体后轻质原油的相态、饱和压力、粘度、容胀特性、气油比和脱气原油密度等特性的变化规律,分析了氮气抽提作用对原油PVT特性的影响。结果表明,在一次接触混相条件下,注富烃气和氮气后轻质原油的高压物性参数具有相似变化规律,但是氮气对原油粘度、体积系数、密度等参数的改善不如富烃气注入明显,氮气将引起原油饱和压力急剧上升;在氮气驱过程中后沿地层原油很快变重,若不能达到和保持前沿混相,氮气驱效果将很差。     

二氧化碳-原油体系最小混相压力预测模型

二氧化碳-原油体系的最小混相压力（CCMMP）是CO₂ 驱油方案设计的关键参数之一。为了提高CCMMP的预测精度,利用实验测定的46个二氧化碳-原油体系最小混相压力数据,选取油藏温度、原油中的挥发组分、中间组分、C₅₊、注入二氧化碳中所含的甲烷、乙烷 丁烷、氮气和硫化氢的含量8个因素,运用统计与回归理论建立了8参数的CCMMP预测模型。并将本模型和已经发表的9种方法预测的46个油样的最小混相压力结果进行了对比,结果表明本模型的预测精度大幅度提高。利用该模型对吉林油田CO₂ 驱油试验区的5口井油样的CCMMP进行了预测,并与实验结果进行了对比,相对误差范围0.05%～3.39%,进一步验证了本模型的可靠性。     

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%。     

二氧化碳—原油多相多组分渗流机理研究

二氧化碳与烃类体系的多相多组分渗流机理,对于深入理解实际油田注二氧化碳的驱替特征、提高采收率及地质埋存等都具有非常重要的意义。应用细管和多次接触实验以及包含相间传质的多相多组分CO₂驱油藏数值模拟模型,系统研究了CO₂—原油体系的相变规律以及多组分体系的变相态渗流特征。结果表明,,CO₂能够大量蒸发C₁₁以下的烃组分,甚至能够蒸发C₃₂等重烃组分;CO₂气驱过程是一个蒸发与凝析的混合过程, 混相带出现在气驱前缘附近;温度越高,CH₄和N₂含量越大,最小混相压力越大。