考虑分子扩散的裂缝性油藏CO_2混相驱数值模拟

针对裂缝性碳酸盐岩油藏建立基质/裂缝双重介质组分模型,对考虑分子扩散和没有考虑分子扩散条件下的CO2混相驱的过程进行模拟,评价分子扩散对CO2混相驱开发效果的影响,并对影响CO2混相驱效果的扩散系数、油藏压力、基质渗透率、裂缝密度和CO2注入速度等主要参数做了敏感性分析。数模结果表明:重力作用和分子扩散作用是两个关键的驱动力,前者主要作用于早期,后者在中后期表现明显,相同条件下,考虑扩散作用的气驱采出程度明显高于不考虑扩散时的气驱采出程度,且采出程度与以上五个因素呈正相关关系,但各因素的影响程度差别较大。     

考虑分子扩散作用的裂缝性油藏CO_2混相驱数值模拟

与常规油藏不同,在裂缝性油藏注气开采中,分子扩散作用是提高基岩原油采出程度的主要机理之一,然而这一机理常被忽略或者认识不足。为了研究分子扩散作用对裂缝性油藏CO2混相驱的影响,文中建立并推导了考虑分子扩散作用的多相、多组分双重介质数学模型,并应用有限差分方法和Matlab软件编程进行模型的求解,同时与基于国外某裂缝性碳酸盐岩油藏建立的常规Eclipse双重介质组分数值模型进行了验证对比。计算结果表明,所建模型比Eclipse常规数值模型模拟结果可比性强、实用性好,能够准确描述分子扩散对注气开发的影响,为提高裂缝性油藏注气动态预测技术的准确性提供一定帮助。     

油藏注气混相驱考虑扩散作用的数值模拟研究

考虑扩散作用的油藏数值模拟研究可以较准确地预测非均质油藏注气驱动态。基于反映真实物理扩散程度下的地质模型,采用GEM组分模块中考虑扩散作用的数值模拟方法,从注采井距、注气富化度、注气速度等注气因素入手,对油藏注气混相驱不稳定驱替特征进行了数值模拟研究。结果表明,数值模拟要充分考虑扩散作用,若不考虑扩散作用,计算出的油藏注气混相驱采收率则被高估了6%～10%。在已知物理扩散程度后,选择富化程度适合的注入气、合理的注气速度,以及部署合理注采井网是设计油藏注气方案时要考虑的因素。     

注CO_2混相驱油藏合理采收率确定

为确定CO2混相驱油藏合理采收率,基于水驱油分流量方程、Buckley-Leverett水驱油非活塞理论及CO2混相驱特性(即混相驱油藏不存在界面张力,各相渗透率与对应相饱和度成正比),将水驱油分流量方程进行适当改进,其物理性影响因素更加明显,更适用于CO2混相驱油藏,并推导出CO2气体分流系数关系式和原油采出程度与累积注气量之间的关系式,用来设计和预测CO2混相驱开发参数。同时对采出程度与累计注气量之间的数学关系式求导,得到了注CO2混相驱油藏合理采收率导数方程的数学模型,可为计算合理注入CO2量及注CO2混相驱最终采收率提供参考。     

非纯CO2近混相驱机理与开发效果数值模拟研究北大核心CSCD

以细管实验、数值模拟为手段,将CO2近混相驱过程划分为顶替段、混合段和突破段3个阶段,定量化地研究了各阶段对采收率的贡献程度。结果表明,顶替段产出油未受气体溶解、扩散作用,驱油机理以膨胀作用为主,本阶段对采收率贡献60%;混合段原油组分随注入气溶解变化,通过注入气扩散、溶解,使原油密度下降,黏度降低,本阶段对采收率贡献30%左右;突破段出现气液两相至注气结束,驱油机理以注入气抽提作用为主,本阶段对采收率贡献不足10%。本文针对典型低渗H油藏,优化了非纯CO2近混相驱的注入时机、注入纯度、注入速度;模拟对比了非纯CO2近混相驱与其他开发方式,认为H油藏采用非纯CO2近混相驱可获得更好的开发效果。本文研究可为低渗油藏非纯CO2近混相驱优化设计与高效开发提供技术依据。     

裂缝型碳酸盐岩油藏实施CO2泡沫驱的基岩采收率

裂缝型碳酸盐岩油藏CO2驱后采收率的高低主要取决于CO2从裂缝到基岩的流动,因此CO2分子从裂缝向基岩中原油的扩散作用会影响采油速度。在CO2驱中泡沫CO2显示了其在提高宏观驱油效率方面的作用。然而,泡沫剂是提高还是降低了从基岩到裂缝的采油速度还需要确定。一个裂缝模型中研究了油藏条件下裂缝型碳酸盐岩油藏CO2驱过程中泡沫CO2对采油速度的影响。这个裂缝模型通过把水驱后的岩心塞置于带有环空的不锈钢壳电解槽的环空中制作而成。裂缝被注入的CO2气以及同时注入的CO2气和泡沫剂溶液充满,或者在岩心塞外注入水和泡沫剂。利用压力衰减法来确定人造海水、地面脱气原油和CO2泡沫剂水合溶液中CO2的体积扩散系数。同时注入CO2气和水合泡沫剂溶液的采收率比单独注入CO2时的采收率略高。在人造海水和水合泡沫剂溶液中测得的CO2的体积扩散系数表明在实验条件下被测泡沫剂对CO2的渗透没有太大影响。油藏条件下对于CO2-人造海水和CO2-地面脱气原油系统而言,可以预测体积扩散系数与之前出版的文献资料中的值相似。     

二维多孔介质CO2混相驱油质量浓度分布

CO2混相驱油过程涉及驱动、混合、溶解等多因素的复杂物理化学作用。目前相关研究主要集中在一维物理模拟和数学模型方面,二维条件下的CO2驱油机理讨论较少,而实际油藏开采是多维条件下进行的。因此,文中从数值模拟角度出发,基于经典二维对流扩散方程,建立并求解了二维油藏中心一口注CO2驱油井的物理化学渗流模型,讨论了二维CO2混相驱过程中的CO2质量浓度分布特征及模型相关参数对驱替效果的影响,总结出在不同主控因素下呈现的CO2质量浓度分布形态规律,并对实际生产提出合理建议。     

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.     

延长油田低渗透油藏提高采收率技术进展

延长油田低渗透油藏储量大,受储层基质致密、裂缝系统复杂的影响,常规注水开发效果差,原油采收率低,油田提高采收率需求迫切。基于延长油田CO2非混相驱油与封存一体化、低温油藏空气泡沫驱、生物活性复合驱和微生物驱技术及矿场实践,提出了低渗透油藏CO2非混相驱“溶蚀增渗、润湿促渗”新理论,形成了以提高CO2驱混相程度和CO2驱立体均衡动用为主的CO2非混相驱油技术,揭示了浅层低温油藏复合耗氧机制,完善了空气泡沫、生物活性复合剂和内源微生物激活剂配方体系。矿场实践表明低渗透油藏提高采收率技术在延长油田具有广阔的应用前景。     

低渗透裂缝性油藏水气交注非混相驱提高采收率研究

低渗透油田进入注水开发以后,由于储层天然裂缝发育,导致油井含水急剧上升,产量迅速下降,油藏采出程度低。为进一步提高油藏采收率,达到降水稳油的目的,进行了水气交注非混相提高采收率室内试验,通过实验分析了注入方式、气液比及温度对采收率的影响。实验结果表明,氮气驱+水-氮气交替注入段塞效果最好;气液比在1∶1至3∶1范围变化时,随着气液比增大,最终驱油效率提高,并且提高效果较明显;温度对水-氮气交注非混相驱的驱油效率有一定的影响但不明显。在低渗透裂缝性油藏实施水气交注非混相驱是切实可行的,具有较好推广应用价值。     

胜利油田高89区块低渗油藏CO2近混相驱替机理研究

低渗透油藏中CO2驱较难实现混相,而非混相驱驱替效率较低。为实现高效率非混相驱油,以胜利油田高89区块油藏为对象,研究了CO2近混相驱技术可行性及提高采收率机理。通过PVT实验和细管实验,确定了油藏原油的最小混相压力;通过不同相态下的岩心驱替实验,研究了相态变化对CO2驱替效率的影响;通过油藏数值模拟分析了CO2近混相驱提高采收率的机理。实验结果表明,近混相驱与混相驱相似,同样具有溶解、抽提等作用,对于较难实现混相驱的低渗透油藏,近混相驱同样可以达到较好的开发效果。     

裂缝性低渗油藏二氧碳驱注入方式实验

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CO2沿裂缝发生气窜,严重影响CO2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CO2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CO2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.     

扎尔则油田注烃气混相驱机理研究

混相驱技术作为油田开发后期提高原油采收率的重要手段之一,近年来已在世界范围内得到广泛应用。阿尔及利亚扎尔则油田开展了注烃气混相驱先导试验,实施效果良好,在水驱采收率为62.8%的基础上,提高采出程度8.9%,最终采收率达到71.7%,展现了高含水、高采出程度的开发状况下混相驱技术在该油田的应用前景。以油藏内部混相驱替特征分析及机理研究作为切入点,应用拟三元相图模拟了注烃气混相驱的驱替过程,探讨了影响混相驱替效果的关键因素。结合室内实验分析结果和先导试验矿场数据,从油藏特征演变、产出物物性特征分析、剩余油饱和度变化等方面深入分析混相驱替过程,全面认识混相驱替机理,正确评价混相驱的驱替效果,为油田实施混相驱技术的可行性决策提供理论支持。     

二氧化碳混相驱的长岩心物理模拟

为优化胜利油区拟进行CO2混相驱先导性试验区大芦湖油田樊124断块的注气工艺参数，利用长岩心物理馍拟流程。针对该断块的地层原油。在30MPa、116℃条件下，研究了CO2混相驱的驱油效果、驱替特征以及CO2注入时机、注入方式、注入量对混相驱效果的影响。实验表明：对于樊124断块。在30MPa条件下可以实现CO2混相驱，提高采收率16％以上。在均质长岩心模型中，CO2的注入时机、注入方式对混相驱采出程度影响不大，但早期注入可延长无水采油期，提高采油速率。气水交替注入可有效抑制因地层非均质性而造成的气窜现象。因此。现场还是早期实施CO2与水的交替注入较好，CO2注入量应在0．25倍孔隙体积以上。图3每10     

CO_2驱提高低渗透油藏采收率的应用现状

国外注CO2混相和非混相驱油技术已在低渗透油藏中得到了广泛的应用。本文在阐述CO2混相和非混相驱提高采收率原理基础上,系统整理和归纳了实施CO2驱油藏的适应性和混相驱、非混相驱筛选标准。通过国内外低渗透油藏注CO2驱提高采收率应用情况分析,指出CO2驱能起到明显的增油降水和提高采收率的效果,提出应积极开展注CO2驱油技术的研究和现场试验的建议。     

深层高压低渗油藏CO_2驱室内实验研究——以中原油田胡96块为例

深层高压低渗油藏衰竭开发后存在气液两相流,开展CO2混相驱渗流特征复杂,需要进行深入研究。模拟深层高压低渗油藏环境,应用细管、长岩心实验开展了CO2驱室内实验研究。研究表明,该类油藏衰竭开发后,地层呈现双相流,CO2驱最小混相压力呈下降趋势,CO2驱油效果大幅下降,但注气恢复压力后开发可达到在原始地层条件下连续注CO2的驱油效果。研究成果有效指导了现场应用,中原胡96块深层高压低渗油藏CO2驱先导试验取得良好效果,为有效动用深层高压低渗油藏提供了技术支持。     

裂缝性致密油藏超临界CO2泡沫驱规律实验研究

超临界CO2泡沫可以有效降低CO2流度,提高封堵强度,抑制CO2在裂缝性致密油藏岩心中的窜流。在接近油藏条件下对8种起泡剂进行评价,优选出稳定性最好的起泡剂;研究不同气液比、裂缝开度及注入方式下超临界CO2泡沫的岩心渗流特征,分析水驱和气驱后超临界CO2泡沫驱油规律。结果表明:质量分数为0.5%时,起泡剂HY-2稳定性最好;气液比为1.0时对裂缝性致密岩心封堵效果最好,对裂缝开度在39.80~82.67μm时有较好的适应性,气液同时注入更有利于提高超临界CO2泡沫封堵效果,在水驱或气驱基础上,超临界CO2泡沫驱可使采收率提高20%以上。因此,一定条件下的超临界CO2泡沫驱对裂缝性致密油藏提高采收率有显著效果。     

气体性质对特低渗透油藏气驱效果的影响——以大庆油田芳48断块为例

大庆油田芳48断块为特低渗透油藏，为高效、经济开采该油藏，选择合理的驱替介质，在模拟油藏条件下，进行了水及CO2、N2、天然气3种气体的长岩心驱油室内物理模拟研究，以确定气体类型对开发特低渗透油藏效果的影响，合理的注入气体。实验结果表明，芳48断块低渗透油藏注水能力低，见水早，含水率上升快。在气驱中，同样条件下，CO2、天然气驱采收率、换油率、注气能力明显高于N2驱，而生产气油比低于N2驱。因此，芳48特低渗透油藏气驱开采应优先选择CO2，其次为天然气。但CO2对设备具有腐蚀作用，选择CO2时，应考虑防腐措施．     

裂缝性油藏水气交注非混相驱实验研究

为解决低渗裂缝性油藏在注水开发中出现含水率急剧上升的问题,开展水-气交注非混相驱室内实验研究。分析注入方式、气液比、温度等因素对采收率的影响。实验结果表明,氮气驱＋水-氮气交替注入段塞效果最好。气液比为1∶1-3∶1时,随着气液比增大,最终驱油效率明显提高;温度对水、氮气交注非混相驱的驱油效率有一定影响,但不明显。该研究具有较好应用、推广价值。     

特低渗透油层CO2非混相驱油试验及效果评价

特低渗透油藏地层能量低、边底水不活跃、采出程度低,常规水驱开发难度大,如何提高特低渗透油藏的采收率是一项很重要的工作;而特低渗透油田注水开发存在"注入难"的问题,因此注气驱开发特低渗透油藏有显著的优势。与烃类气体相比,CO2有成本低、气源广阔等优势,因此CO2是注气驱优选溶剂之一。介绍了CO2在油藏中增产的驱油机理、条件,完善了预测模型,并分析了CO2驱的现场试验效果。结果表明,虽然在试验区低渗透油藏中CO2驱难以达到混相驱条件,但非混相CO2驱油能使CO2溶入原油后使原油体积膨胀、黏度减低以及降低界面张力、提高驱油效率而达到驱油增产的目的。同时CO2吞吐也在改善中、低渗油藏开发方面展示了广阔的应用前景。