苏北油田CO_2驱生产管理

随着苏北油田的逐步开发,二氧化碳气驱开发逐渐成为主要的EOR开发技术。苏北油田从2005年开始进行二氧化碳驱现场试验和应用,CO_2驱替和吞吐已成为主要的措施增产技术。有效评价驱油过程中的井控风险,建立针对苏北油田区域特征的CO_2气驱生产管理体系,对CO_2气驱开发具有重要意义。     

吉林低渗透油藏气驱开发潜力

在老区稳产和新区上产难度越来越大的形势下,为有效提高低渗透油藏采收率和储量动用率,吉林油田提出转变开发方式,全面推进气驱开发的发展战略。从油田资源特点出发,对气驱开发的技术需求、可行性和潜力进行分析,对矿场试验和工业化推广作出部署。吉林油田拥有丰富的CO_2资源,可动用储量具备形成年产200×10~4t CO_2的产能规模。适合气驱的油藏储量资源规模较大,混相和近混相驱石油资源占39.9%。气驱开发将以CO_2混相驱技术为引领,逐步拓宽气驱类型。在长岭气田周边优先开展CO_2驱,在距离CO_2气源较远的油田开展空气驱,规划2020年气驱年产油量达到80×10~4t。吉林油田气驱开发具有资源优势和技术基础,潜力很大。     

水气交替注入对CO_2驱油效果的影响

延长油田靖边203区块是典型的低孔低渗油藏,该区块正在进行CO_2驱先导性试验。水气交替注入(WAG)能有效控制驱替前缘流度,抑制气窜并延长见气时间,从而改善CO_2驱油效果。通过与连续气驱对比实验,研究了WAG对CO_2驱油效果的影响,并探讨了注气速度、段塞尺寸和气水比等注入参数对CO_2驱油效果的影响规律。结果表明:对于非均质性油藏,WAG比连续气驱具有更明显的优势;渗透率级差为10~30时,WAG能有效地抑制气窜,改善驱油效果;渗透率级差过大或存在裂缝时,WAG驱油效果变差;WAG的注气速度、段塞尺寸和气水比分别为50 m L/min,0.10 PV和1∶1时,驱油效果最佳,采出程度在水驱基础上提高了20.95百分点,最终采出程度为44.70%。     

低渗透油藏CO2非混相驱替特征曲线研究

目前普遍沿用水驱特征曲线对气驱特征进行描述,尚未形成标准的气驱特征曲线及数学描述方法。针对低渗透油藏CO_2非混相驱替特征,通过理论推导,建立累积产气量与累积产油量的分段关系式,形成适用于低渗透油藏CO_2非混相驱的气驱特征曲线。结合室内实验和矿场生产数据分析,验证累积产气量与累积产油量呈双对数分段线性关系,表明气驱特征曲线能够较好地描述CO_2非混相驱替特征。通过拟合可确定分段关系式中的常数,能够有效预测CO_2非混相驱油效果。另外,应用气驱特征曲线还能够确定气窜发生的时机,并对CO_2非混相驱调整措施的有效性进行快速判断。腰英台油田低渗透油藏CO_2非混相驱矿场试验结果表明,CO_2注入12个月后,气窜发生。根据气驱特征曲线,实施水气交替注入,气窜段斜率显著下降,气窜受到一定抑制。     

致密低渗透气藏注CO_2提高采收率潜力评价

CO_2驱替天然气气藏是将CO_2以超临界相态形式驱替天然气,在实现提高天然气气藏采收率的同时也达到将CO_2地质封存的目的。注CO_2提高气藏采收率仍处于探索阶段,目前CO_2驱气提高采收率程度不清楚、适合开展CO_2驱气提高采收率的地质条件不明确、CO_2驱替的合理工作制度也不明确。为此,首先开展长岩心驱替实验,以明确低渗透储层是否能通过注入CO_2提高采收率及提高采收率的程度,实验结果表明,当出口端CO_2含量为10%时,CO_2可提高气藏采收率12%;其次建立超临界CO_2驱替天然气多组分渗流数学模型,通过实验数据验证模型的准确性;然后应用该数学模型,开展超临界CO_2驱替天然气影响因素分析,明确选区条件;最后,以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例,优选出DK13井区作为CO_2驱替天然气评价区,并开展注CO_2提高采收率潜力的评价研究。数值模拟计算结果表明:当DK13井区生产井CO_2含量为10%(防腐成本较低)时,CO_2可提高气藏采收率介于8.0%~9.5%,同时可实现31.1%HCPV的CO_2封存量。结论认为,此举既提高了气藏采收率,又能实现对CO_2的地下有效封存,可实现社会效益与经济效益的双赢。     

中国CO_2驱油与埋存技术及实践

系统阐述近年来中国CO_2驱油和埋存理论及技术的最新进展,并提出了下一步发展方向。基于陆相油藏地质特征,发展和形成了5个方面的理论和关键技术:①丰富了对陆相油藏CO_2与原油间的组分传质特征、微观驱油和不同地质体埋存机理的认识;②形成了CO_2驱油藏工程参数设计、注采调控、开发效果评价等油藏工程技术系列;③发展了CO_2分层注气工艺、高效举升工艺、井筒腐蚀在线监测与防护等采油工程技术系列;④创新了CO_2捕集、管道输送、地面注入、产出气循环注入等地面工程技术系列;⑤形成了CO_2驱油藏监测、安全环保评价等配套技术系列。在此基础上提出了下一步技术发展方向:①突破低成本CO_2捕集技术,提供廉价的CO_2气源;②改善CO_2与原油之间混相的技术,提高驱油效率;③研发提高CO_2波及体积技术;④研制更高效举升工具和技术;⑤加强CO_2埋存监测基础理论研究和关键技术的攻关。吉林油田的实践表明CO_2驱油与埋存技术在中国具有广阔的应用前景。图4表5参36     

岩心驱替实验法测定低渗透油藏 CO2近混相最小混相压力

CO_2在驱油过程中能否与原油达到混相,直接影响驱油效果和最终采收率。因此需对CO_2在低渗透油藏中与原油的混相条件及近混相区域中最小混相压力进行系统研究。选取YC油田低渗目标区块,以室内油藏物理模拟为基础,通过均质和非均质长方形岩心实验,在评价影响CO_2驱油效果的渗透率、采收率、驱替速度、气油比和渗透率级差的基础上,建立了测定最小混相压力的岩心驱替实验法。结果表明,该方法重复性好,可模拟低渗超低渗孔隙介质以及油藏非均质等性质,在模拟YC目标区块油藏非均质条件下测得CO_2与原油的最小混相压力为18.5 MPa,与数值模拟软件计算结果相同,比传统细管实验测值17.8 MPa高出0.7 MPa。两种方法所测结果基本一致。用岩心驱替实验法可以探究渗透率及其非均质性和驱替速度等不同因素对最小混相压力的影响规律。该岩心驱替实验方法可用于确定CO_2近混相驱最小混相压力,为深化CO_2近混相驱油机理的认识及矿场应用提供技术基础和理论指导。     

陇东长7致密油藏气驱喉道动用半径下限

相比水驱,气驱能够波及到较小的喉道,研究气驱过程中气体所能波及到的最小喉道半径很有意义。选择常见的3种气驱用气:CO_2、N_2和空气,在驱替实验的不同阶段进行核磁共振测试,并选择相应岩心的平行样进行高压压汞测试。通过对比2种测试方法计算出来的喉道半径分布,计算出相应的转换系数C和n。再根据气驱过程中的T_2截止值,使用各自转换系数求得对应的喉道动用半径。实验结果表明,驱替压差越大,驱油效率越高,其中CO_2的变化幅度最高。同时发现,驱替压差越大,喉道动用半径越小,在驱替压差达到6 MPa下,气驱动用半径基本稳定。该方法为致密油储层研究气驱可行性提供了评价依据,在实际生产过程中需要综合评价选择最优的驱替用气及驱替压差。     

CO_2辅助蒸汽提高春光超稠油开发效果实验研究

春光油田超稠油区块埋藏深、原油黏度大,导致注汽质量差,周期产油、油汽比逐渐变差,为此,开展CO_2辅助蒸汽提高春光超稠油开发效果实验研究。通过稠油高温高压物性实验测试了CO_2在超稠油中的溶解能力及溶解对弹性能和黏度的影响,利用蒸汽驱替实验揭示了CO_2对提高驱替效率的作用机理。研究结果显示,CO_2在春10原油中溶解气油比达到69.7,油气混合体系体积系数达到1.15,溶解增能效果显著;温度升高,则CO_2的溶解量降低,温度每升高1℃,饱和压力则增大0.081 MPa; CO_2溶解后能够大幅度降低原油黏度,降黏率达到98.2%。水驱溶解了CO_2的油气混合体系较驱替脱气脱水原油驱替效率提高了12. 74%; CO_2伴注蒸汽驱较单纯蒸汽驱驱替效率提高了11.55%。     

超低渗透油藏CO_2驱提高采收率技术研究与应用

为进一步提高超低渗透油藏采收率,在研究CO_2驱油机理的基础上,以红河油田长8油藏为目标,通过岩心物理模拟实验对CO_2驱油方式进行了室内评价。实验确定红河油田长8油藏原油与CO_2最小混相压力为20.2 MPa,红河油田长8油藏CO_2驱可以实现近混相驱甚至是混相驱。长岩心室内实验表明CO_2混相驱的驱替压力小于水驱,CO_2/水交替驱可以大幅度提高采收率,相比于水驱可提高28.75%。CO_2驱矿场先导试验表明,CO_2驱油能显著提高超低渗透油藏油井产能,改善油井开发效果,能满足超低渗透油藏开发的需要,具有广阔的应用前景。     

储集层非均质性对低渗透油藏CO_2驱油气窜的影响规律

为了提高低渗透油藏CO_2驱油的原油采收率并最大限度地抑制CO_2气窜现象,通过室内实验,研究储集层非均质性(平面和纵向)对CO_2驱油过程中气窜的影响,基于实验效果分析了不同模型产油量、最终驱油效率、见气时间、气窜时间及驱替压差等的变化特点。结果表明,在纵向上,储集层渗透率级差越小,CO_2驱油过程中气窜时间越晚;在平面上,高注低采效果优于低注高采,即注入端渗透率较大时,CO_2气窜时间较晚,驱替效果较好。研究成果为鄂尔多斯盆地低渗透油藏的开发提供了有益的支持。     

缝洞型碳酸盐岩油藏CO2注入方式及部位优化

缝洞型碳酸盐岩油藏以大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝为主要储集渗流空间,连通方式复杂,非均质性强。CO_2吞吐及CO_2驱替可通过补充地层能量及溶解降粘作用来改善油田开发效果,是一种有效的开发方式。根据现场地质资料,设计并制作室内三维仿真物理模型以模拟典型缝洞油藏单元,通过室内实验模拟CO_2吞吐及CO_2驱替过程,分析生产动态,考察高、低部位井CO_2吞吐的增产效果,并对比高、低部位井CO_2吞吐与驱替对采出程度的影响,在此基础上分析缝洞型碳酸盐岩油藏注气替油机理。实验结果表明:利用底水与次生气顶间的相互作用及井位优势,高部位井CO_2吞吐比低部位井CO_2吞吐采收率高16.09%;利用吞吐与驱替过程中不同的气体控制范围,高、低部位井CO_2吞吐采收率比CO_2驱替采收率分别高8.07%和5.01%,CO_2吞吐效果优于CO_2驱替效果。     

气体示踪在非均质特低渗透油藏二氧化碳驱气窜监测中的应用

延长靖边油田乔家洼区是CO_2捕集、埋存与提高采收率示范(CCUS)的先导试验区,属于特低渗透油藏,非均质性强,在气驱过程中易发生气窜,降低CO_2驱开发效果。为更好实施气窜监测,掌握气窜特征和规律,文章通过气体示踪剂背景浓度分析及配伍性实验筛选确定采用SF6作为监测示踪剂,同时研究合适的注入用量,通过现场实施,对注采井组连通关系、受效方向、示踪剂突破时间及气驱推进速度进行研究,再利用示踪剂解释对气窜的优势通道即高渗带的厚度、平均渗透率及平均孔道半径等有关参数定量计算。文章形成一套系统的陕北特低渗透油藏CO_2驱气相示踪剂监测方法,为CO_2驱油方案调整提供一定的依据,有助于提高CO_2驱整体开发效果。     

二氧化碳驱动用储层微观界限研究

为深入研究CO_2驱动用储层的微观界限,采用微观可视化模型与岩心实验相结合的方法,分别研究了CO_2驱的微观驱替特征和微观作用孔喉范围,进一步验证了CO_2驱是老油田效益开发可行的技术手段。研究表明:CO_2具有较高的洗油效率,并具有扩大波及体积的作用,CO_2可将孔道中的原油驱替采出,能将孔道中的剩余油抽提采出;在水驱的基础上CO_2将动用储量微观空间降低一个数量级,使孔喉半径大于10-2μm以上的原油储集空间都成为CO_2驱可动用空间,增加了可动用储量范围。采用CO_2驱新增可动用储量达20. 00个百分点以上,渗透率越低,水驱后采用CO_2驱新增可动用储量越多。研究成果为CO_2驱的实施提供了理论基础,同时也为老油田效益开发提供重要参考。     

高含水条件下CO_2混相驱替实验

油藏水驱后进行CO_2驱已在油田现场取得了成功,但由于油藏的高含水饱和度,导致了CO_2与原油间的接触方式发生改变,混相过程也受到一定制约。为研究高含水条件对CO_2混相驱的影响,制作了盲端微观可视化模型,进行了水驱前后CO_2混相过程微观实验。结合不同含水饱和度条件下的CO_2驱替实验,明确了CO_2混相驱替特征以及含水饱和度对CO_2驱油效率的影响。结果表明,高含水饱和度会对CO_2与原油的接触过程产生一定的屏蔽作用,注入的CO_2不能直接接触到剩余油,从而导致CO_2与原油的混相过程被大大延缓,进而导致高含水条件下CO_2驱见效时间被推迟。     

裂缝性低渗油藏二氧化碳驱注入方式实验

低渗透油藏一般都伴有裂缝发育,由于裂缝具有较高的导流能力,致使注入的CO_2沿裂缝发生气窜,严重影响CO_2驱效果。针对这一问题,提出了将裂缝作为注气通道,在裂缝两侧布井采油的方法。运用岩心驱替物理模拟实验,研究了沿裂缝注CO_2的速度对波及效率和采收率的影响,以及缝注侧采后关闭气窜井和焖井措施对采收率的影响。结果表明:沿裂缝注CO_2能够有效地消除裂缝气窜的不利影响,提高采收率17.72百分点;驱替速度越小,岩心的波及效率和采出程度越高;关停气窜井是有效抑制气窜的措施,焖井后驱替能够进一步挖掘剩余油,提高采收率7.52百分点。     

CO_2驱生产系统腐蚀与防护技术研究

为有效解决CO_2驱生产系统腐蚀问题,更好地开展CO_2驱三次采油技术应用,通过分析中原油田沙一下油藏CO_2驱腐蚀现状,根据油井产出气CO_2含量、腐蚀监测情况和采油措施调整情况制定相应的防腐方案。从室内配套缓蚀剂及管材试验研究、防腐方案制定、现场实施应用与效果评价等三方面综合考虑,优选出了适合沙一下油藏CO_2驱生产系统的防腐技术。试验结果表明,研发的CO_2驱防腐技术能够满足沙一下油藏CO_2驱的应用要求,达到有效控制腐蚀的目的。     

CO_2混相驱提高石油采收率实践与认识

吉林油田黑59区块CO_2驱油先导试验在注气一段时间以后,仍有部分油井不见效。为了明确影响CO_2混相驱提高石油采收率的原因,开展了岩心驱替实验和岩心核磁共振检测实验。岩心驱替实验结果表明,CO_2混相驱可以降低CO_2—原油体系的启动压力梯度。核磁共振实验结果表明,CO_2混相驱可以驱动水驱无法动用的低孔低渗储层中的原油。在室内实验研究的指导下,对现场不见效油井的低渗储层进行补孔压裂试验,见到了显著的增油效果,验证了CO_2驱在低渗透非均质储层中的驱替波及效率更高。     

西非泽塔油田1#层剩余油分布时移地震预测

西非深海泽塔油田受深水油田技术及经济条件的限制,开发10年来,注采井网水驱方向不明确,层间水驱程度不均衡,井间、层间矛盾突出,无法准确确定剩余油富集位置。针对主力产油层1^#油层,优选了基于时移地震差异数据的相邻道相关系数为剩余油预测的敏感属性。经三次监测地震差异数据的实际应用,不仅可以清楚地反映注水驱替动态变化,而且可以较好地刻画注水前缘位置,结合油田构造、砂体分布和时移地震差异相关系数,成功预测了剩余油分布区,并获得以下认识：第一,无论疏松砂岩储层含油或含水,其波阻抗均小于上覆深海泥岩,此为利用时移地震动态监测油藏开发的岩石物理基础;第二,时移地震差异基本可以反映油水驱替的范围和方向,其中相关系数属性对油水驱替更敏感,可以更好地刻画各期油水驱替前缘位置;第三,综合油田构造、砂体分布和时移地震差异相关系数等资料预测了2013年油藏1^#油层的3个剩余油分布区,其中区域Ⅱ的I-2井以南部分和区域Ⅲ可能为剩余油永久滞留区,有待进一步钻井证实。     

特低渗透油藏CO_2驱油室内实验与矿场应用

延长石油特低渗透油藏储量丰富,注水开发中存在易水敏、注水困难等问题。CO_2驱能有效补充地层能量,改善地层原油性质,进而提高油藏采收率。利用CO_2-地层原油接触实验、岩心渗流和驱替室内实验,描述CO_2-地层原油两相渗流特征,分析CO_2驱油机理和驱油特征,并在靖边特低渗油藏进行了矿场实验。研究表明,特低渗储层CO_2-原油油气两相共渗范围大,CO_2具有降低原油黏度,使原油体积膨胀等作用,非混相驱和混相驱均可较好地开发特低渗透油藏,其中生产井见气前与低气液比阶段是油藏主要生产期。CO_2驱矿场试验表明,特低渗透油藏注气能力是注水能力的2倍,注气能快速有效补充地层能量,增加油田产量,目前试验区生产整体呈日产液、日产油上升态势。