吉林特低渗透油藏CO2驱油开发效果探讨

特低渗透油藏的自身特征决定了其开发难度大于常规油藏,存在“注不进,采不出”等问题。注 CO₂提高采收率技术应用于特低渗透油藏潜力巨大,如何改善其驱油效果是合理高效开发的关键。通过室内特低渗透 长岩心物理模拟实验,采用12种方案进行CO₂驱油效果评价。研究表明,超前注气相对于同步注气可以提高采收率4.69％,驱油效果优于同步注气,其CO₂气体突破早于同步注气。不同注气时机实验采收率与转CO₂ 驱油时产 出液含水率呈负对数关系,总压力梯度变化呈 Ｍ型,转注CO₂驱油后存在滞后效应,采用小流量可以达到增产目 的。不同注气段塞实验采收率与总注入流体中CO₂所占体积比例呈正相关关系。不同气水比和CO₂ 驱油实验CO₂突破时间较为一致,水驱油和CO₂驱油实验总压力梯度变化较为一致。应用于特低渗透油藏开发,提出超前 低速注气、气水交替和后期水驱策略,多种注采方案,进行分区试验。     

特低渗油藏注CO2吞吐适应性评价及规律模拟

CO₂驱油是常规油藏提高采收率有效方法。为了分析研究在特低渗储层注CO₂的适应性及作用规律,分析研究了注入CO₂后原油体系相态变化特征,通过建立岩心尺度的基质裂缝基本渗流单元模型,研究不同吞吐介质CO₂,N₂和H₂O在单簇缝中的渗流规律,定性表征CO₂在扩散效应、降黏作用、改善流动性以及抽提富集作用中区别于其他2种介质的优越性。研究结果表明：考虑CO₂扩散效应作用体现在基质网格中摩尔分数分布差别,最大相差约10%;CO₂降黏和改善油相渗透率作用明显,在相同注入压力下CO₂注入性弱于N₂优于H₂O;经过5轮次吞吐后注CO₂采出程度为23%,注H₂O为20%,注N₂约为18%,这为特低渗油藏注CO₂提高采收率提供了依据。     

特低渗油藏水驱后二氧化碳气水交替驱见效特征

为明确特低渗透油藏水驱后CO₂气水交替驱见效特征,通过动静结合的方法,结合物理模拟实验获得的驱替动态数据和高温高压相态系统测定的CO₂在油水中的溶解度静态数据,开展水驱后CO₂气水交替驱动态特征研究。结果表明,CO₂驱过程中适当增加气油比可产出溶解CO₂的油气,在油藏条件下为单相油带,该阶段对驱油效果的贡献率为71.98%。建议油藏方案设计时可适当增大第1周期CO₂段塞的尺寸,并选择在气窜临界点交替水驱,可有效提高CO₂的利用率,并改善驱油效果。该研究结果对气水交替驱注入参数的优选具有一定的指导意义。     

特低渗透油藏CO2非混相驱井距与产量关系理论模型

依据预期产量建立井距模型对于确定合理井网密度具有重要意义。基于特低渗透油藏非线性渗流理论,考虑CO₂对原油的降黏作用及油相启动压力梯度变化,建立了一维CO₂非混相驱渗流数学模型。在此基础上,应用Buckley-Leverett驱替理论和渗流理论,建立了特低渗透油藏CO₂非混相驱井距与产量关系理论模型,开发了井距计算软件并进行了实例计算和理论图版绘制。结果表明,考虑油相黏度、油相启动压力梯度均变化时,井距最大;在驱替前期,油相启动压力梯度对井距的影响显著,而油相黏度对井距的影响较小,在驱替后期油相黏度对井距的影响逐渐变强;井距随预期产量的增加而减小,预期产量越小,井距增长得越快;井距随地层原油初始黏度、油相初始启动压力梯度的增加而减小。井距与产量关系理论模型给出了一种依据预期产量计算井距的快速计算方法,为油田井网部署提供了理论依据。     

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...     

CO2注入方式对芳48油藏开发效果的影响

大庆油田芳48断块为特低渗透油藏,对该油藏进行了水驱、CO₂驱、CO₂吞吐、CO₂转水驱、水驱转CO₂驱等开采方式室内物理模拟研究。实验结果表明,该区块水驱见水早、含水率上升快、注水能力低。在上述5种气驱方式中,CO₂吞吐后气驱的累积采收率最高,然后依次为水驱转CO₂驱、气驱、CO₂驱转水驱,CO₂吞吐的累积采收率最低。从累积气油比来看,CO₂吞吐累积气油比最高,其次为CO₂驱,而水驱转气驱、气驱转水驱、吞吐转气驱的累积气油比较低。从气体注入能力来看,气驱的注入能力最高,而水驱转气驱、气驱转水驱的注入能力比较低。考虑开采效果和气体注入能力,芳48特低渗透油藏开采应优先选择CO₂吞吐后气驱,其次为水驱转CO₂驱。     

东濮凹陷低渗透油藏二氧化碳驱先导试验

东濮凹陷低渗油藏储量丰富,注水驱油开发效果欠佳,亟需新的驱油技术降本增效。在对低渗油藏卫42块开展油藏研究和模拟试验的基础上,优化设计气驱注采比和注气量,在卫42块实施气驱先导试验,对比分析了注CO₂前后地层压力、CO₂驱油效果和CO₂泄漏监测情况。结果表明:低渗油藏卫42块注CO₂驱油有较好的效果,地层压力回升,但是受储层裂缝影响发生气窜。该区块的气驱试验为东濮凹陷其他低渗油藏下步气驱开发提供重要的参考价值。     

中国石油二氧化碳捕集、驱油与埋存技术进展及展望

全面梳理中国二氧化碳捕集、驱油与埋存(CCUS-EOR)攻关探索、矿场试验、工业化应用3个阶段发展历程，系统阐述近年来在CO₂驱油机理和矿场实践等方面取得的突破性认识和相应的CCUS-EOR工程配套技术成果，指出未来发展前景。经过近60年的探索攻关，创新发展了适合中国陆相沉积油藏的CO₂驱油与埋存理论，提出C7—C15也是影响CO₂与原油混相的重要组分的新认识，在矿场试验中验证了CO₂快速恢复地层能量、大幅提高区块产能和采收率等机理。创建了陆相沉积油藏CCUS-EOR油藏工程设计技术，形成了以保持混相提高驱油效率、均匀驱替提高波及效率为重点的油藏工程参数设计及井网井距优化设计技术，初步形成了CO₂捕集、注采工艺、全系统防腐、埋存监测等全流程配套技术。为实现CO₂的高效利用和永久埋存，需将油水过渡带油藏统筹考虑，由单油藏升级到构造整体控制区域的规模化CO₂驱油与埋存，在构造高部位实施注CO₂稳定重力驱，利用CO     

特低渗透油藏注空气、N2室内实验研究

以大庆外围油田州2区块特低渗透储层为目标研究区块,从特低渗透油藏注空气、N2时的室内实验入手,研究了特低渗透油藏空气、氮气驱时的拟启动压力、混相非混相特征,进行了空气驱时的低温氧化实验、燃烧管实验.研究表明,气驱时的启动压力低于水驱时的启动压力,N2与空气在油藏中表现为非混相特征.通过特低渗透油藏注空气低温氧化反应实验,研究了在油藏温度、压力下的氧化特性和影响因素.由燃烧管实验,给出了空气低温氧化前缘气驱油效率和低温氧化剧烈反应带驱油效率.     

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。     

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。     

考虑高速非达西效应的油水相对渗透率计算模型

油水相对渗透率是描述储层多孔介质油水渗流的重要参数,高产的高孔高渗油藏在近井地带可能会发生单相或两相的非达西渗流,以致于在常规条件下得出的相渗曲线并不能准确地表达该类油藏的渗流特征,导致产能评价及预测不合理。通过考虑高孔高渗储层多孔介质的油水渗流特征,建立了考虑高速非达西效应的高孔高渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型,进行了非稳态油水相对渗透率实验,计算了不同油相或水相非达西系数对油水相对渗透率曲线的影响,最后数模分析了高速非达西效应对高孔高渗油藏的影响。研究表明,水相对油水相对渗透率曲线的影响较为显著,非达西效应的影响在油水相渗曲线的两端更为明显。两相高速非达西效应虽然降低了油藏的总体产液量,但是抑制了产水,增加了产油量,与单相高速非达西效应相比,两相高速非达西效应对油田生产并不一定具有负面作用。     

改善特低渗透油藏注二氧化碳驱油效果的方法

大庆外围扶杨油层为特低渗透、低流度和低产量的油层,在注水开发条件下无法有效动用.以芳48断块为对象,采用数值模拟技术,利用Eclipse软件研究改善注CO2驱油效果的方法.研究结果表明,超前注气能够提高油藏压力和初期产能,降低特低渗透油藏早期的产量递减;周期注气能够有效改善流度比,扩大CO2的波及体积,降低黏性指进的影...     

多元泡沫化学剂复合驱油数值模拟研究

对多元泡沫复合驱油进行了实验研究,分析了渗流机理、渗流规律,根据质量传输流体力学、化学动力学、物质平衡原理和泡沫上浮运动机理,建立了多元泡沫化学剂复合驱油渗流数学模型。结合实验结果建立了描述泡沫流动机理和物理化学性质的数学模型方程。实验研究表明,多元复合泡沫具有驱油、调堵及提高驱油效果的多重作用。泡沫上浮总体上有利于开采及提高油层的驱油效率。采用复合泡沫驱油对高含水油田仍有较好的驱油效果。该方法可以作为三次采油后和高含水期进一步提高采收率的有效手段。     

聚合物纳米球驱在长庆油田特低渗透油藏中的适应性研究

针对长庆油田五里湾区特低渗透油藏地层水矿化度高、渗透率低,传统的“三采”增产措施难于开展的问题,开展了聚合物纳米球驱技术研究。利用粒度仪、透射电子显微镜、单管填砂模型以及真实岩心微观模型和双管并联填砂模型从聚合物纳米球的膨胀性、注入性、降低水相渗透率性以及室内模拟驱油几个方面系统研究了其在特低渗透油藏中的适应性。实验结果表明,聚合物纳米球具有良好的注入性,在地层水中可以发生膨胀,并能有选择地降低高渗管的水相渗透率,具有液流改向作用,可有效动用残余油,提高采收率效果显著。聚合物纳米球驱可以作为长庆油田五里湾区特低渗透油藏有效的增产手段,该研究为现场应用提供了实验依据。     

特低渗非均质油藏CO2 驱注气速度对采出程度的影响

特低渗非均质油气藏具有低孔、低渗、低饱和度和低产等特征,利用常规水驱开发难度大,采收率低,而CO2 驱油能显著提高特低渗非均质油藏的采出程度。根据特低渗非均质油藏的地质和储层特征,利用双层非均质岩心模拟油藏非均质性, 设计完成了5 种不同注气速度下（1、2、4、8、10 mL/min）的驱替实验,系统分析了CO2 驱油速度对原油采收率的影响。结果表明, CO2 驱提高采收率幅度最大段在CO2 窜流之前,随着注气速度的变大,推进速度变快,突破时间逐渐前移;合理的驱替速度使得CO2 气体与岩心孔隙中水及原油的接触时间变长,采收率提高,从而提高特低渗非均质油藏开发的经济效益。     

确定油藏油水渗流特征的新方法

在马克西莫夫-童宪章水驱特征曲线的基础上,将微分和物质平衡方程、Welge方程相结合,可得到马克西莫夫-童宪章水驱特征曲线对应的微观油水渗流特征方程,为利用油藏生产数据确定油水渗流特征提供新的方法。利用物性好的大庆油田南二三开发区葡Ⅰ组油藏生产数据,给出详细计算流程,其计算结果与水驱油实验结果基本一致,表明新方法可行。利用三塘湖油田牛圈湖特低渗油藏马62井区油水渗流特征进行验证,发现马62井区体积压裂后所表现出的油水渗流特征与相邻井区室内实验确定的结果相差较大,表明室内实验得到的油水渗流特征只反映了基岩的油水渗流特征,未能反映多孔介质油藏注水开发过程中的水驱油特征。     

特低渗透油藏CO_2驱流度控制技术

为控制CO_2驱优势通道流体流度,选用乙二胺作为调剖剂,并结合延长油田CO_2驱试验区储层物性特征,对调剖剂体系静态、封堵强度、注入性及流度控制性进行了实验评价。结果表明:地层条件下,调剖剂体系黏度稳定于14 000.0m Pa·s,体系强度较高;在一定压力范围内能够抑制气体的窜逸,调剖剂封堵后,CO_2气体突破压力为9.1 MPa;特低渗透储层注入前置段塞+调剖剂体系+保护段塞,体系注入性较好;注入调剖剂体系后可有效封堵优势通道,扩大CO_2驱波及体积,提高原油采收率。     

压裂液滤液对特低渗透储层驱油效率的影响

水力压裂是开发特低渗透锗层的有效措施之一。随着特低渗透锗层整体压裂规模的不断扩大和重复压裂井次的不断增多，压裂液滤液对特低渗透储层的伤害已不是单一的近井地带伤害，而是对储层整体开发效果有直接影响。利用天然特低渗透岩心，从压裂液滤液对特低渗透储层的伤害研究入手，进行了压裂液滤液对特低渗透锗层驱油效率影响的室内实验。实验结果表明：不同体系的压裂液滤液对特低渗透锗层均会产生伤害。基质渗透率的降低、润湿性的改变以及毛细管压力的增大是储层驱油效率降低的主要因素。     

致密储层复杂流体模型及其适用性分析

致密油气储层普遍面临油气流动性低、产量不稳定的问题,对低孔渗致密储层的渗透率预测是油气勘探开发中亟待解决的问题。致密储层流体流动的关键机理不清楚,传统孔隙介质流体模型难以为渗透率预测提供足够的理论支撑,这些问题均制约了渗透率预测的准确度。针对微纳米尺度的致密储层孔隙结构,详细分析了致密储层复杂流体模型的理论基础和适用范围。不同尺度孔隙空间流动参数的数值计算和对比分析结果表明,Knudsen模型适用于较低压力下微纳米孔隙中的气体流动,对于致密储层油、水等液体或稠密气体来说,Knudsen流动的影响可以忽略;Forchheimer模型适用于孔隙介质中流体速度较高的情况,当致密储层中流体流速较低时,对流动惯性项的修正基本可以忽略。流体模型理论及其适应性分析对于深入理解致密储层复杂流动现象至关重要,研究结果为致密储层渗透率技术的应用研究提供了理论基础。