苏北油田CO2驱油同心双管分层注气技术

为了解决苏北油田CO₂驱油常规笼统注气工艺在实际应用中存在的吸气剖面不均匀、高渗层气窜严重和低渗层动用程度低等问题,在分析常规分层注气工艺特点的基础上,通过设计双级锚定式管柱、优选防腐蚀材质和质量流量计、改进分注器等井下工具,形成了CO₂驱油同心双管分层注气技术。根据现场实际情况,研究解决了管柱失稳、封隔器失效等问题,实现了准确分层注气。该技术在草舍油田C1井进行了现场试验,利用地面装置调节分层注入量,各项指标均满足分层配注要求,取得了良好的现场应用效果。试验结果表明,该技术具有操作简单、可靠性高和调配精度高等优点,可有效实现精细注气,为苏北油田CO₂驱油有效开发提供了新的技术手段。     

芳48断块CO2驱油试验区脉冲注气数模研究

优选芳48断块的F180-129井组,进行见气后的脉冲注气调剖模拟,采用正交实验设计方法对脉冲注气的注气周期、注气量等参数进行优化。优化得到的最佳方案参数为:注气4个月,停注1个月,周期注入0.02 HCPV。另外在最优方案的基础上进行了脉冲时机优选,结果表明F180-129井组在第1或第2口井见气后实施脉冲注气的效果较好,在采出程度较高的同时最终换油率也较高。     

蒸汽CO2复合驱驱油效率和CO2的注入时机

新疆油田稠油储量丰富,现阶段开发方式仍以蒸汽吞吐和蒸汽驱为主,但已进入开发中后期,油汽比、产油量均较低。为了进一步提高稠油采收率,以M区特稠油为研究对象,通过室内实验系统研究了高渗低压油藏下非混相蒸汽-CO_2驱相对于纯蒸汽驱的驱油效率以及不同残余油饱和度下蒸汽-CO_2的驱油效率。研究结果表明:注蒸汽吞吐一段时间后转蒸汽-CO_2驱,相较于纯蒸汽驱,驱油效率可提高34.1%;蒸汽-CO_2驱具有气水交替驱的特征;过早注入CO_2,渗流通道会提前被打开,蒸汽过早地与孔道中大部分原油接触,导致原油乳化,使得部分乳化原油很难被驱扫出来;残余油饱和度为45%时,最终驱油效率可达到87%,是实验中CO_2的最佳注入时机。在实际开发过程中,要通过产水率判断蒸汽通道是否打开来决定CO_2的注入时机。     

CO2驱凝胶封窜体系研究进展

由于油气间黏度差异大和油藏的非均质性,在CO2驱油过程会发生气窜从而降低CO2的波及效率。凝胶体系是CO2驱油过程中的有效封窜剂,在中外都有着广泛的应用。介绍了延缓交联聚丙烯酰胺凝胶、预交联凝胶颗粒、两级封窜凝胶体系、泡沫凝胶这4种凝胶体系的封窜机理以及研究进展。延缓交联丙烯酰胺凝胶流动性强,价格低廉,但是成胶强度、成胶时间不可控并且不耐酸性腐蚀。预交联凝胶颗粒成胶时间、成胶强度可控且耐高温耐高矿化度,但是粒度较大,无法进入渗透率较低的地层。两级封窜凝胶体系结合了刚性凝胶与小分子的优势,能够同时封堵不同尺寸的裂缝,但是对于超过特定尺寸的裂缝,封堵效果将会下降。泡沫凝胶对地层伤害小,但是不耐高温。目前,用于CO2驱气窜的凝胶体系存在着不耐酸性腐蚀的问题,如何使长期处于CO2酸性环境下的凝胶体系保持稳定是未来的研究方向。     

复杂断块油田CO2驱油动态监测技术应用与分析

CO₂驱油是3次采油提高采收率的一项重要手段,其驱油前后油藏动态监测评价工作十分重要,目前国内外尚未形成一套成熟的CO₂驱油动态监测评价技术系列。苏北盆地溱潼凹陷CS油田Et组油藏开展了CO₂混相驱先导试验工作,通过运用井间示踪、试井、吸水吸气剖面、产液剖面、剩余油饱和度及油气水性质等动态监测技术及相应监测技术的组合,满足了复杂断块低渗透油藏开展CO₂混相驱试验方案的编制、试验参数的优化调整及效果评价的需求。      

CO2在地层水中溶解对驱油过程的影响

利用CO₂-烃-地层水相平衡热力学模型模拟计算了CO₂在地层水中的溶解规律。建立了考虑CO₂在地层水中溶解的一维长岩心数值模拟模型,模拟计算了注CO₂驱替过程中原油采出程度、气油比、油气水饱和度剖面、CO₂在地层油和地层水中摩尔分数剖面的变化规律。研究表明：CO₂在地层水中的溶解量随着压力的升高而增加,随着温度的升高而降低;当温度达到100℃以上或压力达到20 MPa以上时,压力和温度对CO₂在水中溶解量影响变小。注气初期,考虑CO₂溶解时采出程度比不考虑溶解时低,注气突破时间更迟,油墙向生产井端推进速度更慢。含水饱和度越高,影响程度越大。当含水饱和度为0.67、注入1.0倍烃孔隙体积CO₂时,考虑CO₂溶解采出程度比不考虑CO₂溶解低约6%。CO₂在地层水中溶解可导致CO₂的损失,使得CO₂驱油见效时间滞后。     

CO2驱油采油系统防腐防垢研究进展

CO₂驱油采油系统是一种常用的提高油井产量的方法,但在使用过程中,系统中的管道和设备易受腐蚀和结垢,导致系统效率降低,因此,防腐和防垢是CO₂驱油采油系统中需要重点研究的问题。材料防腐操作简单但成本高,化学药剂处理防腐,对于防腐剂的性能和使用条件需要精确控制,使用不当会对环境产生负面影响。因此,找到更高效、更安全、更环保的防腐防垢手段,在CO₂驱油采油系统中具有广阔的应用前景。     

CO2驱油与埋存技术新进展

碳达峰和碳中和发展战略以及社会经济发展对石油等能源需求量的持续增长,为CO₂驱油与埋存技术带来了巨大的发展机遇,也提出了前所未有的挑战。从目前中外CO₂驱油与埋存研究现状入手,通过CO₂驱油与埋存机理和影响因素分析,提出了CO₂驱油与埋存存在的问题和发展方向。结合实践将CO₂驱油与埋存研究内容总结为目标优选、相关机理实验研究、方法技术攻关、经济性评价、安全性评价和现场实践等6方面。CO₂驱油与埋存存在的问题主要包括：CO₂驱油与埋存应用的油藏类型还非常有限,CO₂气田分布特征及其与CO₂驱油与埋存目标油藏之间的时空匹配关系研究还未引起足够重视,CO₂驱油与埋存机理等研究还存在诸多问题,CO₂驱油与埋存方案设计有待优化,CO₂驱油与埋存经济有效性评价体系尚未建立,CO₂埋存安全性跟踪评价还存在一系列问题。对...     

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。     

纳米材料对CO2泡沫体系的稳定作用及驱油效果评价

泡沫与CO_2交替驱可改善CO_2驱在非均质性油藏中的应用效果,但高温对泡沫稳定性影响较大,降低了泡沫改善CO_2驱的效果。为揭示纳米材料稳泡剂在高温条件下对泡沫性质的影响以及相应的驱油效果,采用高温高压泡沫评价装置(改进型的气流法),研究了不同稳泡剂对起泡剂起泡性能(20~120℃)和驱油效果(95℃)的影响。结果表明,改性纳米材料颗粒的润湿接触角为78°、粒径平均值为29.3 nm;泡沫体积受温度影响较小,泡沫半衰期随温度升高而迅速降低;纳米材料、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和羧甲基纤维素钠(CMC)三种稳泡剂均能改善起泡剂的泡沫稳定性,其中改性纳米材料的效果最理想。驱油实验结果表明,在CO_2驱中加入起泡剂和改性纳米材料稳泡剂可大幅提高采收率,水驱后CO_2驱、泡沫与CO_2交替驱以及添加改性纳米材料泡沫驱的采收率增幅分别为15.51%、26.94%和30.93%,改性纳米材料稳泡剂可进一步提高泡沫的稳定性和CO_2泡沫体系的驱油效果。     

CO2地质封存系统泄漏风险评价

CO₂地质封存是缓解温室效应的重要手段,而封存系统的泄漏风险评价是安全封存的基础。首先,综合分析影响CO₂地质封存系统泄漏的因素,认为诱发泄漏风险的原因主要是CO₂低温冷流体产生对井筒和盖层的交变应力和CO₂-水-岩腐蚀反应综合作用下导致井筒和盖层的完整性失效。考虑多因素综合作用对CO₂地质封存系统泄漏的影响,并基于模糊综合评价理论(FCE),建立了CO₂泄漏风险因素间的层次关系模型,进行了CO₂地质封存系统泄漏风险评价,其过程包括应用非线性正态隶属函数建立CO₂泄漏风险因素对评语的隶属度矩阵,并应用层次分析方法构建泄漏风险影响因素间的比较矩阵,以获得泄漏风险因素的权重子集,并对给定实例CO₂地质封存系统泄漏风险进行评价,进而得出所评价的CO₂地质封存井筒当前处于泄漏低风险,盖层处于泄漏中风险,封存系统处于泄漏中风险。通过采集CO₂地质封存过程中泄...     

低渗透裂缝性油藏 CO2驱两级封窜驱油效果研究

为了解决低渗透裂缝性油藏实施CO_2驱油过程中发生的气体窜逸问题,提出了在用改性淀粉凝胶体系调堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道的"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油技术,即选择改性淀粉凝胶体系(4%改性淀粉+4%丙烯酰胺+0.05%交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺+0.18%成胶控制剂叔丁基邻苯二酚)和乙二胺分别作为裂缝、基质中高渗通道的封堵剂。分别考察了改性淀粉凝胶体系对岩心裂缝、乙二胺对基质中高渗通道的封堵、驱油效果,研究了"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油作用。结果表明,45℃下,单独使用改性淀粉凝胶可对渗透率0.65×10~(-3)μm~2岩心的填砂裂缝进行有效封堵,封堵后CO_2气驱时岩心进出口压差基本恒定,凝胶具有良好的封堵强度,气体流速降低81%,采出程度提高25%;单独使用加入乙醇保护段塞的乙二胺体系可对渗透率1.37×10~(-3)μm~2的岩心的相对高渗带形成封堵,气体流速降低85%,采出程度提高5.3%,但是不加乙醇保护段塞的乙二胺很难注入低渗岩心;渗透率4.5×10~(-3)μm~2填砂裂缝岩心在用改性淀粉凝胶体系封堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道,注入压力分别高达3.5 MPa和5.6 MPa,注入改性淀粉凝胶后再注入乙二胺后岩心采出程度分别提高29.2%和23.3%,两级封窜驱油效果明显。     

致密油藏大注入量CO2 驱油机理研究

基于松辽盆地砂岩油藏岩样,进行CO₂驱替饱和原油岩心实验,结合核磁共振和油组分分析,研究CO₂驱油机理。选取松辽盆地中渗、低渗、特低渗和致密岩样,分析渗透率对CO₂驱替的影响效果;分成三个阶段进行驱替实验,分析注入量对CO₂驱替的影响效果。以特低渗岩样和致密岩样的大注入量CO₂驱替作为研究重点,通过控制变量的方法,研究松辽盆地特低渗致密油藏大注入量CO₂驱油机理。实验表明,对于特低渗致密油藏,大注入量CO₂驱替可以获得很好的驱油效果。小注入量驱替后,低渗和中渗样的平均采出程度为30.56%,特低渗岩样和致密岩样的平均采出程度为26.21%;在大注入量驱替后,低渗和中渗样的平均采出程度为55.92%,特低渗岩样和致密岩样的平均采出程度为67.00%。说明大注入量CO₂驱替可以有效提高油藏采出程度,且提高幅度对于特低渗致密油藏更为明显。大注入量完全混相的CO₂驱替可以获得很好的最终采出程度,最高...     

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。     

草舍油田CO2驱防气窜调驱体系研究及性能评价

草舍油田注CO2驱油开发后期,由于油藏渗透率级差大,CO2易通过大孔道窜至生产井,造成油井气油比上升,严重影响气驱效果。为了解决气窜问题,开展CO2驱防气窜调驱体系室内实验研究和性能评价,研制了一种适合于该油藏特征的聚合物凝胶–无机沉淀复合调驱体系。结果表明,聚合物凝胶–无机沉淀复合调驱体系气测封堵率达99.74%,突破压力为28643 kPa,封堵性能良好,能够满足草舍油田CO2驱防气窜调驱的需要,同时可以有效地降低作业成本,提高经济效益。该研究成果为提高草舍油田CO2驱防气窜工艺及整体开发水平提供了新的技术保证。     

储层矿物类型对致密油藏CO2驱替效果的影响

为明确致密砂岩储层中石英、伊利石和绿泥石对CO₂驱油效率及孔隙动用特征的影响,分别选取以石英、伊利石、绿泥石为主要矿物类型的3种岩心,开展核磁共振扫描分析下的CO₂驱替实验,定量评价每种类型岩心在不同CO₂注入压力下小孔隙、大孔隙的原油采出程度,并分析了产出水中离子质量浓度变化。结果表明：目标储层以石英型和黏土矿物型为主,其中黏土矿物以伊利石和绿泥石为主;石英型岩心的CO₂驱替过程中,当CO₂注入压力小于等于最小混相压力时,大孔隙的原油动用程度大于小孔隙,当CO₂注入压力大于最小混相压力时,小孔隙的原油动用程度增加,而大孔隙的原油动用程度下降;伊利石型岩心大、小孔隙的原油采出程度最大,驱油效果最好,绿泥石型岩心大孔隙的原油采出程度很高,小孔隙的原油采出程度非常低,整体驱油效果最差;随着CO₂注入压力的增加,石英型岩心产出水中金属离子质量浓度大幅增加,伊利石型、绿泥石型岩心溶蚀后的钙、镁等离子产生沉淀,且绿泥石型岩心沉淀量最大,最易堵塞...     

改性硅酮CO2增稠剂对流体流变性和驱油效率的影响

在压裂过程中,液态CO₂压裂液的压裂性能发生了很大的变化。为了改善CO₂压裂效果,提高CO₂对页岩中原油的置换效率,提出合成硅酮CO₂增稠剂的新思路：通过开环聚合和硅氢化反应,将亲CO₂短链引入聚合物主链分子间,形成空间网状结构。研究了CO₂增稠剂对流体黏度、流变特性和驱油效率的影响。结果表明,增稠剂加量和相对分子质量均能显著改善CO₂流体的流变性,其稠度系数随增稠剂加量的增加而增大,而流变性指数呈下降趋势。当体系压力超过12 MPa后,三维网状结构的稳定性加强,表观黏度增加。相比超临界CO₂驱,增稠CO₂流体能提高0.01μm以上孔隙中原油的动用效率,提高驱油效率12.23百分点。研究结果为改进CO₂压裂工艺和CO₂增稠剂的分子设计提供了技术参考。     

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。     

基于层次分析法的CO2驱注采工程安全风险评价

注采工程安全风险管理是CO₂驱油技术现场实施的关键环节。为保障CO₂驱现场注采施工安全和提高注采工程安全风险管理水平,梳理了注采过程中存在的安全风险,同时应用层次分析法对注采工程安全风险进行量化评价,建立了CO₂驱注采工程安全风险层次结构模型。通过构造判断矩阵、一致性检验和权重计算,得出了注采工程安全风险影响因素的排序。CO₂驱注采工程安全风险可分为注采施工风险、CO₂腐蚀风险、安全管理风险、环境保护及人身安全风险等类别。CO₂驱注采安全风险量化评价结果表明,CO₂腐蚀是CO₂驱注采工程安全面临的最大风险,施工人员的安全意识也是影响注采工程安全的重要因素。注采工程安全风险的量化分析与评价为CO₂驱油安全风险决策和管理提供可靠依据,能够有效降低CO₂驱注采安全风险和指导注采安全施工。     

低渗透油藏CO2泡沫驱室内评价及数值模拟研究

腰英台油田CO2驱油先导试验中,CO2过早气窜,降低了波及体积,影响区块产能。采用岩心切割技术制作了低渗透裂缝性岩心模型,通过室内实验,研究了CO2泡沫在低渗透裂缝性岩心中的封堵能力以及水驱或气驱后CO2泡沫驱提高采收率的效果。基于数值模拟方法,分析了泡沫中各组分的作用机制以及泡沫调驱提高低渗透裂缝性油藏采收率机理。研究表明,CO2泡沫能增加流体在裂缝中的流动阻力,有效降低驱替液流度,阻力因子在46~80之间;泡沫在裂缝中存在启动压力,它将影响泡沫在初始阶段的流动。对于水驱和气驱之后采用泡沫驱的岩心,采收率分别增加了26%和35%,揭示了泡沫在裂缝与基质间形成的横向压差是提高低渗透裂缝性油藏采收率的机理。