低渗透油藏注CO2混相驱及CO2埋存评价

注CO₂开发低渗透油藏不仅能增加原油采收率，还能将CO₂埋存在地下，实现双赢。为了明确X低渗透油藏注CO₂混相驱油机理、CO₂在地层中的运移规律以及埋存机理，利用实验和数值模拟相结合的方法，从注CO₂混相特征、注CO₂参数优化和CO₂埋存评价3方面对X低渗透油藏进行研究。结果表明：地层原油注CO₂最小混相压力为26.03 MPa,CO₂有降低原油黏度和密度的作用；通过参数优化确定的推荐注采方案与衰竭开采相比，累计增油量为96.21×10⁴ t，主力开发层系X4-2、X4-3提高采收率分别为9.37百分点、6.02百分点；CO₂注入地层后，随着时间的推移，在平面上不断向四周扩散，在纵向上受重力分异的作用向上运移；评价区块注CO₂驱推荐方案预计CO₂埋存量为68.08×10⁴ t，其中构...     

一种基于组分闪蒸运算的CO2驱动态埋存潜力计算方法

CO₂驱油与埋存具有经济效应和环保作用,计算CO₂埋存潜力对油藏开发方案设计和安全封存意义重大。已有的潜力计算方法主要针对CO₂的静态埋存潜力进行粗略估算,不能考虑油田的生产实际。为此,提出了一种基于组分闪蒸运算的CO₂驱动态埋存潜力计算方法, 方法基于组分闪蒸运算,考虑了油田的生产实际和CO₂驱的埋存机理,可以计算溶解CO₂、束缚CO₂、自由CO₂和总的CO₂埋存潜力。研究表明:随着埋存时间的增加,会有自由CO₂转变成束缚CO₂和溶解CO₂;经历过水驱开发的油藏,地层水含量高,不能忽略CO₂在地层水中的溶解。基于组分闪蒸运算的CO₂驱动态埋存潜力计算方法可以计算不同种类油藏不同开发方式的动态埋存潜力,方法简单实用且符合生产实际。     

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。     

CO2地质埋存技术与应用

全球CO2每年排放量约240×108t,地质埋存技术被认为是近期内温室气体减排的主力军。本文首先简要介绍了国际性气候变化会议发展历程,阐述了中国的CO2减排行动、地质埋存路线和地下封存潜力。其次,总结了国内外CO2在高含水老油田、低渗透油藏、天然气田、页岩、煤层、废弃气藏和凝析气藏、盐水层、废弃油藏、煤炭开采废弃矿井区等地质体的提高采收率与埋存"双赢"技术以及封存机理、研究方法、关键技术、示范项目及封存量等,描述了海洋封存、海底沉积物层内封存、CO2水合物方式存储、CO2置换强化开采天然气水合物、CO2作为注入介质开采地热等最新研究动态。最后结合安全埋存,探讨了CO2地质埋存技术的相关科学问题,为我国下一步的CO2地质埋存汲取先进经验。     

CO2驱油与埋存研究进展

详细介绍了CO2驱油与埋存研究的现状。目前CO2驱油在国外已取得较好的经济效益,在国内正在进行矿场先导试验。而CO2埋存在国内外均处于探索阶段。CO2驱油与埋存研究中存在的问题主要包括提高采收率方面的扩大波及体积等关键问题、CO2埋存介质和方法的选择、CO2驱油对地层的伤害、CO2驱油与埋存的气源问题、CO2驱油与埋存产业协调和整体规划5大方面。指出了该项研究的发展趋势。     

底水砂岩气藏注CO2驱气提高采收率机理及埋存效果

注CO₂已被广泛应用于提高油气藏采收率,但有关底水砂岩气藏注CO₂驱及CO₂埋存协同开发的研究较少,气态CO₂和超临界态CO₂驱替天然气的机理和差异尚不明确。为了改善底水砂岩气藏水侵情况和明确气态与超临界态CO₂驱提高采收率及CO₂埋存机理,以X底水砂岩气藏为例,开展了注CO₂驱适宜度评价,提出了X气藏CO₂驱最优开发方案,并对比了气态和超临界态CO₂驱提采机理和效果,最后对注CO₂驱最优方案开展了生产及埋存预测。研究结果表明：(1) X气藏适合进行注CO₂驱,注CO₂提高采收率的最优方案即注采井网为低注高采、关井时机为采出气CO₂浓度达10%～20%、转注时机为地层压力7.5 MPa、压力恢复水平为地层压力7.5 MPa、注气速度为3.5×10⁴ m^...     

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。     

美国CO_2驱油技术应用及启示

分析、总结了美国CO2驱油技术的应用情况及项目特点,基于应用实例归纳了CO2驱油配套技术,并阐述了对中国发展CO2驱油技术的启示。在系统跟踪世界范围提高采收率技术调查数据和充分调研CO2驱油技术应用情况的基础上,总结分析了CO2驱油技术的发展历程及其形成原因。以项目数量、规模、产量等为指标,评价了美国CO2驱油技术发展现状,同时概括其项目特点及其发展的源动力。着重归纳了美国CO2混相驱在储集层特征、原油性质、项目实施时机等方面的特点,对比分析了美国CO2混相驱和非混相驱在规模和油藏适应性方面的差别。基于美国最典型、最成功的CO2混相驱实例(SACROC项目),阐明在发展CO2驱油技术的同时形成的一系列配套技术。分析了中国推广CO2混相驱技术面临的挑战和技术瓶颈,同时给出相应的建议。     

水驱废弃油藏CO2驱提高采收率技术研究

中原油田经过30多年高速水驱开发,已进入总体递减阶段,但油藏高温、高地层水矿化度特点限制了化学驱的应用。为改善特高含水开发后期油藏开发效果,中原油田在濮城油田沙一下水驱废弃油藏开辟了先导试验区。以CO2驱提高水驱废弃油藏采收率为目的,研究形成的特高含水期油藏剩余油微差异刻画技术、CO2驱驱油机理认识、注采参数优化方法,以及配套防腐、防窜工艺技术,已应用于2个试验井组,采出程度提高了6.5%。预计濮城沙一下整体实施后,原油采收率提高9.9%,年增产原油超过2×104t,为探索水驱废弃油藏及特高含水油藏提高采收率提供了一项新技术。     

复杂断块油藏高含水期化学剂强化CO2复合驱提高采收率技术

苏北盆地洲城油田垛一段油藏含油面积小、储层分散、储量丰度低,目前处于注水开发的中后期,剩余油的量化表征及有效挖潜技术优选成为油田深度开发阶段核心工作。以高含水开发阶段复杂断块油藏剩余油挖潜及提高原油最终采收率为目标,开发了化学剂强化CO₂复合驱提高采收率技术体系（Chemicals & Carbon-dioxide,2C复合驱）。室内实验及数值模拟研究表明,水驱后注入洗油剂较大幅度降低流体界面张力,显著提高波及范围内残余油驱油效率,通过段塞式注入的CO₂的超覆作用,携带洗油剂对正韵律含油砂体高部位有效波及,改善垂向剩余油驱替效果。2C复合驱油体系通过耦合化学剂原油降黏及CO₂超覆作用扩大波及双重优势,实现高含水期驱油效率及纵向波及系数的同时提高,显著提高了原油最终采收率。     

低渗透致密油藏CO2驱油与封存技术及实践

延长油田将煤化工CO2减排和CO2资源化利用创新结合,开创了陕北地区煤化工低碳发展和低渗透致密油藏绿色高效开发联动发展的产业模式。系统阐述了延长油田全流程一体化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术及矿场试验,形成了煤化工低温甲醇洗低成本CO2捕集技术,提出了低渗透致密油藏CO2非混相驱“溶蚀增渗、润湿促渗”新理论,形成了以提高CO2混相程度和CO2驱立体均衡动用为主的CO2高效驱油技术,明确了储层上覆盖层封闭机理,完善了盖层封盖能力和CO2封存潜力评价方法,丰富了油藏CO2安全监测技术体系。矿场实践表明CO2驱油与封存技术在低渗透致密油藏具有广阔的应用前景。     

低渗透-致密油藏CO2驱油与封存协同评价方法

针对目前CO2驱油与封存（CCUS-EOR）油藏工程理论缺少对CO2驱油与封存协同评价指标及协同评价方法相关研究的问题,从CO2驱油与封存双目标协同设计的角度出发,明确CO2驱油与封存油藏工程方案设计原则,构建CO2驱油与封存油藏工程评价指标体系。分析驱油与封存双目标评价指标间的内在联系,构建CO2驱油指数和CO2埋存指数。在此基础上,构建CO2驱油与封存油藏工程协同评价指标：CO2驱油与封存协同指数,建立CO2驱油与封存协同评价模型,形成CO2驱油与封存协同评价方法。低渗透-致密油藏试验井区的应用实例表明,该协同评价方法有助于明确CO2驱油与封存油藏工程方案中关键注采参数的技术政策界限,所推荐方案能够同时实现驱油效果好和埋存量大的双重目标。     

液态CO2干法加砂压裂增稠剂技术现状及展望

CO_2干法加砂压裂是低压、低渗透、强水敏等非常规储层高效开发的有效措施之一。系统分析了目前国内外液态CO_2干法加砂压裂技术中增稠剂现状,对现有增稠剂分子结构进行分析归类,指出了增稠剂存在的主要技术问题和开发的难点。通过对目前国内液态CO_2干法压裂技术现状和现场试验情况梳理发现:国内液态CO_2增稠剂技术滞后于现场应用,压裂液携砂效率低,影响了压裂施工效果;分析国内外液态CO_2增稠剂研究存在的问题,借鉴现有研究成果,依据CO_2分子结构特征和理化特性,构建能使液态CO_2高效增黏的新型增稠剂分子结构,合成高质量的液态CO_2增稠剂,是实现液态CO_2干法加砂压裂的技术关键。在现有技术条件下,建议将液态CO_2干法压裂技术与常规无水压裂技术结合,既发挥了液态CO_2干法压裂技术优势,又实现了高砂比对压裂施工技术要求,满足非常规储层压裂开发需要。     

Modeling CO2 miscible flooding for enhanced oil recovery

The injection of fuel-generated CO2 into oil reservoirs will lead to two benefits in both enhanced oil recovery (EOR) and the reduction in atmospheric emission of CO2. To get an insight into CO2 miscible flooding performance in oil reservoirs, a multi-compositional non-isothermal CO2 miscible flooding mathematical model is developed. The convection and diffusion of CO2-hydrocarbon mixtures in multiphase fluids in reservoirs, mass transfer between CO2 and crude, and formation damages caused by asphaltene precipitation are fully considered in the model. The governing equations are discretized in space using the integral finite difference method. The Newton-Raphson iterative technique was used to solve the nonlinear equation systems of mass and energy conservation. A numerical simulator, in which regular grids and irregular grids are optional, was developed for predicting CO2 miscible flooding processes. Two examples of one-dimensional (1D) regular and three-dimensional (3D) rectangle and polygonal grids are designed to demonstrate the functions of the simulator. Experimental data validate the developed simulator by comparison with 1D simulation results. The applications of the simulator indicate that it is feasible for predicting CO2 flooding in oil reservoirs for EOR.     

高含水油藏CO_2驱油机理

CO_2驱油能够有效提高原油采收率,但在高含水油藏中,水能够溶解CO_2,并影响CO_2与原油接触,从而影响驱油效果。针对这一问题,开展了CO_2在油、水中的浓度分配实验,通过建立CO_2在油、水中扩散的数学模型,使用核磁共振研究CO_2驱替实验,探索了CO_2在高含水油藏中的溶解扩散机理以及对综合驱油效果的影响。结果表明,在高含水油藏中,CO_2在水中溶解损失的比例不高,同时CO_2能够快速渗透水膜,与被水屏蔽的剩余油接触,波及水驱未波及区域内的剩余油。由于水膜阻隔了原油与CO_2的直接接触,在CO_2驱替过程中会首先驱出水膜,使油、气直接接触,再驱出剩余油。其宏观表现为注气早期含水率较高、采油速度较低,当CO_2突破后,含水率急剧下降,采油速度升高。研究明确了高含水油藏CO_2驱油机理,解释了其见效特征,并为改善高含水油藏CO_2驱油效果提供了参考。     

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。