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.     

南华201区块注CO2最小混相压力预测

本文主要通过细管实验,研究不同压力下注入CO2的采出率、气油比随注入CO2孔隙体积的变化规律,确定南华201区块CO2注入的最小混相压力.结果表明:在非混相驱时,采出程度与注入孔隙体积呈正相关,注入气体突破后,采出程度增加幅度不大;在混相驱时,气油比在注入气体突破后迅速上升,充分表明了注入气的整个过程是经过多次接触并不...     

用含有杂质的CO2提高混相驱采收率

当实施提高采收率（EOR）项目把CO2作为溶剂时,主要有三个寻求CO2注入剂来源的选择。这三个选择是天然CO2沉积物、人为烟道气捕集,或来自EOR项目早期阶段的循环CO2。所有这些来源可能都含有改变注入剂性质的杂质,潜在地影响系统的所有阶段。例如,捕集的烟道气可能含有N2,而采出或循环CO2源可能含有CH4和／或NGL。两者或其中之一可能含有SO2或H2S。这些杂质的每一种都对CO2的热力学和流体流动特征有不同影响,显示出对注入剂的混相能力、密度和黏度及其与地下油气相互作用的有利或有害影响。这些杂质还能够改变压缩能力、腐蚀控制和管道技术要求。本文描述了CO2杂质对EOR项目所有阶段（从CO2捕集到驱替效率预测）的影响。混相能力、密度和黏度以及岩石性质是给定岩石和流体系统驱替效率的主要决定因素。开发出了一个筛选工具以便预测不同原油的EOR动态。该筛选工具的一个关键组成部分是基于溶解度参数的方法,为了获得一个原油范围的混相能力,该方法可以用于筛选含有杂质的CO2注入剂。结合世界作业经验,应用这一技术评价了符合压力、温度和流体组成条件的油藏的EOR潜力。通过准确评价杂质在注入剂中的影响,能够在不增加处理液流来清除所有杂质的费用的情况下,能够找到确保和利用注入剂供给的最佳经济解决办法。通过矿场实例,讨论了混相能力、密度和黏度对CO2混相驱工艺效率的影响。     

注气非混相驱数值模拟机理研究

本文研究了由非混相驱至近混相驱至混相驱的物理变化过程及在非混相至近混相过程中的热力学状态参数与界面张力关系，指出了影响注气非混相采收率的主要因素。     

大庆油田CO2驱油室内实验研究

大庆油田应用CO_2非混相驱三次采油的室内实验结果表明,可提高采收率10％左右。在油田进行CO_2驱的可行性研究中,指出室内必须研究的内容以及研究这些内容的手段和方法。     

CO2驱油实验研究

为研究CO2驱油机理，并为制定开发方案提供基础数据，严格按照规定取样，按拟合泡点压力的配样原则配样，通过室内高压相态实验、CO2减黏效果评价实验和细管驱油实验，测定CO2-原油多组分体系的相行为，评价压力-体积关系和CO2减黏效果，认识CO2驱的机理和规律。细管驱油实验结果表明，通过采收率随驱替压力曲线的变化规律来确定混相条件最为准确，本次实验油样(胜利油田油样)最小混相压力为26MPa。对比总结国内外大量相关资料，认为对于特定油田的不同油样，相对饱和压力、归一化体积系数、膨胀系数、CO2溶解度和相对黏度等参数与CO2注入浓度的关系曲线是一定的，可以用回归的曲线进行有关预测。图4表1参13     

苏丹Palogue油田CO2非混相驱室内研究

苏丹Palogue油田主要产层Samaa组为高孔高渗稠油油藏,采用高温高压物理模拟实验研究其注CO2非混相驱驱油效果。给出了非混相CO2驱开采稠油的主要机理,对连续注CO2驱替、单一CO2段塞驱替进行了试验,对CO2连续驱驱油效率、注入压力、气体消耗量、CO2回收利用进行了分析。研究表明,CO2连续驱可以取得可观的驱油效果,采收率最高达到70.2%;使用CO2单一段塞驱油的最终采收率高于连续驱,其最佳段塞大小为0.625PV,最终采收率为89.4%。综合考虑该区块适合采用CO2非混相驱替方式进行采油,单一段塞驱替效果更好,采油过程中,应该合理地控制地层压力。     

储家楼油田CO2非混相驱油试验及效果评价

经过充分的地质论证和研究,在苏北盆地溱潼凹陷储家楼油开展了CO2非混相驱油试验,截至2001年6月底,已累积注入CO22605t,增产原油988t,提高采收率0．5％。在现场试验过程中,及时进行了动态监测和生产动态分析,对CO2非混相驱油开采过程及生产动态特点取得了一定的认识,该项技术在复杂断块油藏应用前景广阔。     

CO2最小混相压力的预测

本文对预测原油用ＣＯ２的多次接触混相驱替所需要最小混相压力（ＭＭＰ）提出了一种实际方法。该技术与新近介绍的“混相函数”一起，以适用的、修正了的Ｐｅｎｇ及Ｒｏｂｉｎｓｏｎ状态方程（ＰＲＥＯＳ）为基础。混相函数可提供ＭＭＰ的精确预测。这篇文章的目的是证明这种混相函数是如何利用ＣＯ２驱替确定烃类混相驱系统所需的必要条件的。通过拟合由细管实验驱替数据确定的几个最小混相压力值，可以说明本方法的有效性及用途。     

注CO_2吞吐微观机理可视化实验

针对高温高压下注CO_2吞吐微观动态过程和微观作用机理认识不清的问题,自主研发了一套高温高压微观可视化实验装置,实现了高温高压条件下CO_2吞吐微观动态过程的实时观测。实验研究表明:注气过程中,CO_2具有顺势而流的现象,与水驱过程相同,在速度梯度作用下会优先进入大通道;焖井过程中,速度势转变为浓度势,CO_2在浓度梯度作用下扩散进入小孔道和盲孔,溶解到其中的原油中,使原油进入优势大通道;回采过程中,压力逐渐降低,浓度势转变为压力势,CO_2在压力梯度的作用下带动大通道中的原油采出;大通道流动能力越强,CO_2波及距离越远,接触的小孔道越多,扩散波及到的面积越大,采出的油越多。该研究明确了CO_2吞吐的微观作用机理,为现场优选吞吐时机、改进吞吐措施提供了理论指导。     

Evaluation of miscible and immiscible CO2 injection in one of the Iranian oil fields

Carbon dioxide (CO₂) flooding is one of the most important methods for enhanced oil recovery (EOR) because it not only increases oil recovery efficiency but also causes a reduction of greenhouse gas emissions. It is a very complex system, involving phase behavior that could increase the recovery of oil by means of swelling, evaporation and decreasing viscosity of the oil. In this study, a reservoir modeling approach was used to evaluate immiscible and miscible CO₂ flooding in a fractured oil field. To reduce simulation time, we grouped fluid components into 10 pseudo-components. The 3-parameter, Peng–Robinson Equation of State (EOS) was used to match PVT experimental data by using the PVTi software. A one-dimensional slim-tube model was defined using ECLIPSE 300 software to determine the minimum miscibility pressure (MMP) for injection of CO₂. We used FloGrid software for making a reservoir static model and the reservoir model was calibrated using manual and assisted history matching methods. Then various scenarios of natural depletion, immiscible and miscible CO₂ injection have been simulated by ECLIPSE 300 software and then the simulation results of scenarios have been compared. Investigation of simulation results shows that the oil recovery factor in miscible CO₂ injection scenario is more than other methods.     

经验关联式预测烃气驱MMP方法评价

最小混相压力的预测是注气可行性评价中的重要工作之一。一般地说,确定原油与烃气最小混相压力主要采用实验方法。当实验存在困难时,可采用经验法。不同的经验方法其预测精度可能存在较大差别。目前文献中对这些注烃气混相驱MMP预测的精度评价较少。在比较了多种方法后,选择了几种主要的经验关联式方法及其适用范围,选取了部分国内油田的MMP实例数据,对比了各经验关联式MMP预测精度。结果表明在注烃气混相驱MMP预测方面,Firoozabadi-Aziz关联式较为实用,精度最高。     

原油组分对CO2最小混相压力的影响

为研究原油组分对CO2与原油最小混相压力的影响程度,在不同压力条件下开展两组细管驱油实验。结果表明,当原油中组分C5-C9和C10-C14含量降低,C15-C19、C20-C24和C25-C33含量增加时,CO2与原油最小混相压力升高至36 MPa,较第1组实验最小混相压力上升约5.88%。     

二氧化碳非混相驱油粘性指进表征方法及影响因素

针对二氧化碳非混相驱油过程中的粘性指进问题,建立数学模型并进行求解,研究了一维CO2非混相驱油粘性指进的表征方法,重点分析注采压差与油层温度等因素对CO2非混相驱油粘性指进的影响,并回归了这些因素对CO2非混相驱油粘性指进的影响规律.结果表明,CO2非混相驱油时粘性指进距离随驱替时间的推进呈指数形式增长.在计算参数范围内,相同油层温度下,当注采压差小于7MPa时,随着注采压差的增大,CO2非混相驱油粘性指进程度增大;当注采压差大于7MPa时,随着压差增大,粘性指进程度逐渐降低.注采压差一定时,随着油层温度升高,CO2在原油中的溶解度降低,原油粘度降低速度减缓,油气流度比增大,CO2非混相驱油粘性指进程度高.     

水驱油田产量理论自然递减规律研究

从水驱油田递减率方程出发,结合含水上升率方程及相对渗透率曲线,从理论上推导出定液量和定生产压差条件下的自然递减率与含水上升率的关系表达式,使其与目前含水上升规律研究成果及相渗研究成果相匹配。在定液量的条件下,自然递减率与含水上升率的变化规律一致;在定生产压差的条件下,自然递减率主要受无因次采油指数的影响,随含水率的变化呈现出三种形态特征。     

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     

氮气驱室内实验研究

以中原油田文188块为研究对象，进行氮气驱室内实验研究。细管实验研究表明，氮气无法与地层原油形成混相，但可获得60％的采收率；在氮气突破时，细管流出物中有明显的甲烷峰出现，是非混相驱的重要的标志；两组长岩心驱替实验研究表明，先注O．04PV的水时采出程度为6．35％，转注氮气后，见气时的采出程度为43．77％；氮气驱的最大注入压差为0．89MPa，是最大注水压差的0．227倍，说明在注水困难地区实施注氮是可能的。在长岩心驱替实验中，氮气突破前，出现采出油体积高于注入气体积的现象；氮气突破后，被萃取的甲烷和中间组分依然发挥一定的作用，此期间仍可获得一定的采收率；氮气突破后采出油量会大幅度下降，如何有效控制氮气的突破是氮气驱成功的关键。图5表1参11     

裂缝性油藏大尺度可视化水驱油物理模拟实验

为了更好地认识裂缝性碳酸盐岩油藏的渗流机理,结合实际油藏地质特征设计制作了裂缝不充填和裂缝充填形式的2组大尺度可视化模型。采用油藏实际油样和相似地层水进行水驱油机理模拟实验。观测到由于裂缝性油藏非均质性的影响,水驱后残余油分布形式多种多样。其存在方式各有不同,主要形式有柱状、角隅状和膜状,每种残余油的形成机理也有所不同。结合实验结果,对2组可视化模型水驱油效率以及含水率变化规律进行了分析,发现与常规孔隙介质水驱油特征有明显差别。