广东三水盆地烃与非烃气体的成因

主要根据气体组分和同位素资料,本文讨论了三水盆地烃气和CO₂、N₂、He等非烃气的成因.CO₂主要来自地球深处,N₂由生物化学作用生成,He为放射性元素蜕变产物,烃气有生化烃与热解烃两类.     

松辽盆地大庆长垣伴生气中二氧化碳成因讨论

松辽盆地大庆长垣伴生气中δ¹³C_CO2值为+3.65‰～+11.81‰，重于碳酸盐岩受热分解特征值（0±3‰），是国内发现最重的δ¹³C_CO2值。通过对大庆长垣伴生气及松辽盆地其他地区浅层气中二氧化碳及与其共生甲烷碳同位素判别和数值模拟计算认为，造成长垣伴生气中的δ¹³C_CO2值偏重的原因是CO₂被细菌还原；CO2被细菌还原为CH₄的过程中，在转化相同比例CO₂的情况下，高分馏条件比低分馏条件下剩余CO₂的δ¹³C值变重要快；要使剩余CO₂的δ¹³C值表现出现今特征值，单一有机质热降解来源的CO₂需要被细菌还原40%，碳酸盐岩热分解的CO₂则只需6%;由于来自有机质热降解的二氧化碳对气藏组分产生较大影响，因此大庆长垣伴生气中CO₂应主要来自碳酸盐岩热分解。     

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。     

混注烟道气辅助蒸汽吞吐驱替机理数值模拟研究

混注烟道气辅助蒸汽吞吐多相多组分渗流机理研究,对深入了解不同于常规蒸汽吞吐渗流物理场的变化和提高热采开发效果都具有重要的意义。通过建立多相多组分渗流数学模型和油藏数值模拟,系统研究了烟道气、蒸汽和原油的相变规律以及多组分体系的变相态渗流特征。结果表明,混注烟道气可有效将油层中蒸汽干度提高至原来的2倍以上,烟道气溶解膨胀作用使原油降粘区域增大,同时烟道气中二氧化碳溶解可有效降低油水界面张力,提高微观驱油效率;混注烟道气辅助蒸汽吞吐周期累积产油量是常规蒸汽吞吐的1.7倍以上,周期日产油量峰值均为常规蒸汽吞吐的1.5倍。烟道气混注参数优化数值模拟结果表明,随着混注比的增加,周期累积产油量呈线性递增的趋势,并且随着烟道气中二氧化碳组分体积含量的增加,周期累积产油量递增的趋势也明显增大。     

考虑扩散的CO2驱多相多组分分区渗流模型

在注CO2开采原油的过程中,当注入井井底压力高于最小混相压力时,注入气与原油体系达到混相,流体的渗流阻力降到最低,大幅度地提高了原油采收率.此过程中,存在混相驱区域和非混相驱区域;同时注入气与地层流体之间存在分子间的扩散作用.从相平衡和物质平衡规律出发,利用达西线性渗流定律,推导出传统的注CO2多相多组分渗流数学模型.在此基础上,考虑CO2的扩散作用,首次推导出考虑扩散的CO2非混相驱和混相驱多相多组分的分区渗流数学模型.     

大庆长垣外围特低渗透扶余油层CO2驱油试验研究

大庆长垣外围特低渗透的扶余油层有3.7×10⁸t储量在常规注水开发条件下不能经济有效动用。以探索适合扶余油层地质特点的经济有效开采方式和提高单井产量、采收率为目标，采用室内实验和数值模拟的综合方法进行了CO₂驱油问题的研究。通过实验测定了扶余油层CO₂驱替的相关参数，对几种驱替方式进行了比较；根据相关参数，利用数值模拟方法，对扶余油层CO₂驱油矿场试验方案进行了优化，制定了矿场实验的注入方案。室内实验结果和矿场试验生产动态综合分析表明，CO₂非混相驱油适应于大庆长垣外围特低渗透扶余油层，但由于试验区油藏的非均质性导致气窜严重。因此，抑制气窜，提高波及效率是扶余油层改善CO₂驱替效果的关键。     

CO2泡沫驱体系筛选与评价

吉林油田CO₂驱油藏物性差,渗透率差异较大,裂缝相对发育,注入CO₂过程中出现气窜,严重影响气驱效果。为此开展CO₂泡沫体系研究,扩大气驱波及体积,提高气驱开发效果。室内建立泡沫体系的性能评价手段,优选一种由阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配而成的CYL泡沫体系,确定现场CYL泡沫体系的最佳加量为0.3%、气液比1:1。物模试验结果表明：裂缝性低渗透岩心中CO₂泡沫驱采收率最高53.67%,CO₂气驱采收率次之（35.74%）,水驱采收率最低（23.42%）。CO₂泡沫驱的效果明显好于水驱、CO₂驱,现场开展CO₂泡沫驱试验,注气压力由措施前的6.0 MPa上升到措施后的8.1 MPa,井组日产油由措施前的7.7 m³增至措施后的10.8 m³,措施效果明显,有效提高气驱开发效果。     

CO2 驱不同注入方式对低渗透储层渗流能力的影响

CO₂ 驱是提高低渗透储层采收率有效的技术手段。CO₂ 与原油接触后使体系中的沥青质以固体形式沉积下来,对储层造成一定堵塞,但同时发生的溶蚀作用整体上提高了储层渗流能力,且不同注入方式下CO2驱对低渗透储层渗流能力的影响具有一定差异。开展了CO₂ 连续注入及CO₂ -水交替注入后有机垢堵塞机理实验、储层润湿性实验及CO₂ -水溶液对岩石的溶蚀评价实验,并对相对渗透率曲线参数变化特征进行评价,定量表征了CO₂ 驱不同注入方式对低渗透储层渗流能力的影响程度。结果表明：CO₂ 驱产生的有机垢会对岩石孔喉造成堵塞,但整体上CO₂ 与绿泥石反应导致的溶蚀作用更强,使得低渗透储层采收率有效提高;且CO₂ -水交替注入比CO₂ 连续注入引起的有机垢堵塞要弱,溶蚀作用效果更好,渗透率损失率更低,能够在中、大孔隙中取得更好的驱油效果,整体上更能增大岩石孔隙空间和渗流通道,使得低渗透储层采收率有效提高。     

苏北黄桥地区二氧化碳气藏的地质特征和成因讨论

黄桥地区4口井的天然气以CO₂为主,伴有烃气和氢、氦等气体。CO₂的δ¹³C值为-5.88‰至-2.874‰,甲烷的δ¹³C值为-40.10‰至-37.643‰。气藏可能是多源混合气藏。     

东濮凹陷CO2气源岩及地球化学特征

东濮凹陷在下古生界奥陶系风化壳与下第三系Es¹₃地层发现了高含CO₂气层(显示)。通过气源对比分析证实,该凹陷文留构造文33块、文269块Es¹₃中的有机气体是来源于下第三系碎屑岩地层生成的油型气,其CO₂则是石炭系—二叠系的煤在二次生烃中伴生的CO₂与下古生界奥陶系灰岩高温分解生成的无机CO₂混合而成。对东濮凹陷这2类CO₂气源岩进行高温模拟实验发现,石炭系—二叠系的煤生气能力是奥陶系灰岩的9倍,煤生成的气体70％~80%为甲烷,少量为CO₂;而灰岩所生气中95%以上为CO₂气;单位质量的煤与灰岩生成的气体中CO2体积相当,煤是东濮凹陷最重要的气源岩。     

CO2辅助直井与水平井组合蒸汽驱技术研究

利用物理模拟及数值模拟方法，研究了在蒸汽中添加CO₂改善直井与水平井组合蒸汽驱开发效果的生产机理，主要包括降低原油黏度、使原油体积膨胀、降低油水界面张力等。优选出了CO₂与蒸汽的合理注入方式、注入比例和注入量。模拟结果表明：CO₂辅助直井与水平井组合蒸汽驱是深层稠油油藏高轮次吞吐后进一步提高采收率的有效技术。对于埋深为1300～1700m的稠油油藏，由于井筒热损失大，使井底蒸汽干度降低。而在注蒸汽的同时添加CO₂，不仅可以有效地弥补蒸汽干度低，难以达到蒸汽驱要求的不足，而且还可以缩短蒸汽驱初期的低产期，提高采油速度。     

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。     

Influence of injection pressure and injection volume of CO2 on asphaltene deposition

To further improve the oil displacement effect by CO₂ flooding, the trends and conditions of asphaltene deposition under different injection pressures and injection volumes of CO₂ were studied by SDS solid phase deposition testing system, high temperature and high pressure microscope, and P-X phase diagram. When the mole fraction of CO₂ in crude oil increases to a certain value, asphaltene deposition appears. The lower the pressure, the lower the mole fraction of CO₂ in crude oil causing the asphaltene deposition there is. After the onset of asphaltene deposition, the degree of deposition increases with an increase in pressure. The amount of the deposited asphaltene under miscible displacement is the highest, under near-miscible displacement is the second highest, and under immiscible displacement is the lowest. When the dissolution of CO₂ in crude oil reaches the saturation point, the asphaltene deposition becomes slow. Besides, it is feasible to prevent or reduce the asphaltene deposition by adjusting the thermodynamic parameters according to the phase behaviors of the CO₂-crude oil system. The experimental results can provide theoretical basis for optimization design of the parameters of CO₂ flooding.     

江苏油田CO2混相驱现场试验研究

对江苏油田富14断块进行的可行性研究结果表明,复杂小断块油藏可以进行经济有效的CO₂混相驱。江苏油田富14断块在保持最低混相压力的状态下,于1998年末开始进行了CO₂—水交替(WAG)的注入试验。进行了6周期的注入试验后,水气比由0.86:1升至2:1。油井见到了明显的增油降水效果,水驱后油层中形成了新的含油富集带。试验区采油速度由0.5%升至1.2%,综合含水率由93.5%降至63.4%。到目前为止,CO₂波及区采收率已提高4%,CO₂利用率为1240m³/t(油)。试验仍在继续进行。富14断块CO₂混相驱的成功为提高复杂小断块油藏采收率和丰富国内三次采油技术提供了重要的依据。     

用于集输管线的0.5Cr 钢在模拟塔里木油田环境中的H2S/CO2 腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和四点弯曲实验,参照NACE 0177-2005标准研究了用于集输管线的0.5Cr 钢在模拟塔里木油田腐蚀环境中的H₂S/CO₂腐蚀行为。结果表明,0.5Cr 钢在CO₂腐蚀环境中具有极高的均匀腐蚀速率,H₂S腐蚀性气体的存在显著降低了材料的均匀腐蚀速率。在CO₂分压为2MPa、H₂S分压为0.5MPa 时,腐蚀速率仅为0.1523 mm/a,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力。在H₂S和CO₂共存的环境条件下,0.5Cr 钢表面的腐蚀产物为FeS,未出现CO₂腐蚀产物成分FeCO₃。在该模拟条件下,H₂S的腐蚀占主导作用。同时模拟油田工况条件的抗H₂S应力腐蚀开裂实验表明,0.5Cr 钢具有良好的抗H₂S应力腐蚀开裂能力。     

Application of sustainable foaming agents to control the mobility of carbon dioxide in enhanced oil recovery

Carbon dioxide (CO₂) flooding is a conventional process in which the CO₂ is injected into the oil reservoir to increase the quantity of extracting oil. This process also controls the amount of released CO₂ as a greenhouse gas in the atmosphere which is known as CO₂ sequestration process. However, the mobility of the CO₂ inside the hydrocarbon reservoir is higher than the crude oil and always viscous fingering and gravity override problems occur during a CO₂ injection. The most common method to overcome these problems is to trap the gas bubbles in the liquid phase in the form of aqueous foam prior to CO₂ injection. Although, the aqueous foams are not thermodynamically stable, special care should be considered to ensure bulk foam preparation and stability. Selection of a proper foaming agent from a large number of available surfactants is the main step in the bulk foam preparation. To meet this purpose, many chemical and crude oil based surfactants have been reported but most of them are not sustainable and have disposal problems. The objective of this experimental study is to employ Lignosulfonate and Alkyl Polyglucosides (APGs) as two sustainable foaming agents for the bulk foam stability investigations and foam flooding performance in porous media. In the initial part, the bulk foam stability results showed that APGs provided more stable foams in comparison with Lignosulfonate in all surfactant concentrations. In the second part, the results indicated that the bulk foam stability measurements provide a good indication of foam mobility in porous media. The foaming agent’s concentration which provided the maximum foam stability also gave the highest value of mobility reduction in porous media.     

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。     

水驱转CO2混相驱渗流机理及传质特征

CO₂混相驱作为三次采油技术一般在注水开发之后实施,其需要考虑水驱后残留在孔隙中的注入水对CO₂混相驱的影响。基于常规PVT多次接触实验,采用带多点取样孔的长填砂管,在不同含水阶段分别开展注气驱替实验和气水交替驱实验,研究多孔介质中可动水参与下的多相多组分渗流规律以及不同含水率对油、气两相组分传质的影响。研究结果表明：在不同含水率下CO₂与原油仍能发生混相,CO₂的注入形成了新的渗流通道,扩大了水驱波及体积。但高含水率对油相和气相间组分传质有一定的抑制作用。此外,不同含水率下转CO₂驱会在储层中形成不同的油、气、水三相渗流和分布特征,从而影响采出程度,而气驱最终采收率主要受注气驱油效率和水驱波及体积共同作用的影响。     

特低渗砂岩油藏CO2-低界面张力黏弹流体协同驱油机理研究

目的 特低渗油藏储层物性差、层间非均质性强,造成CO₂驱易发生气窜,提高采收率效果欠佳,其中,CO₂水气交替驱作为结合CO₂驱和水驱优势的方法,具有较高的适用性。为进一步改善CO₂-水交替驱的开发效果,开展了CO₂-低界面张力黏弹流体协同驱油研究。方法 通过界面张力和润湿性能测试评价低界面张力黏弹流体基本性能,并利用微观可视化驱油实验及岩心驱油实验等,探究了不同驱替方式的驱油效果和CO₂-低界面张力黏弹流体协同驱油过程中二者之间的“协同作用”机理。结果 低界面张力黏弹流体具备良好的界面活性和改变岩石表面润湿性能力,水驱后开展CO₂驱、低界面张力黏弹流体驱、CO₂-低界面张力黏弹流体交替协同驱,采收率可在水驱基础上分别提高0.91%、10.66%、16.25%,其提高采收率机理包括降低界面张力、改善流度比、改变岩石表面润湿性及乳化作用的协同效应等。结论 CO₂-低界面张力黏弹流体协同驱既可有效...