不同注气介质驱替致密油藏微观孔隙动用特征研究

为了明确不同注气介质对致密油藏的微观驱油机理,基于核磁共振T₂谱测试原理,开展了注N₂/CO₂岩心驱替试验,从微观孔隙尺度研究了注N₂非混相驱和注CO₂混相驱的微观驱油机理,评价了驱替过程中不同孔径孔隙原油的动用程度。试验结果显示,N₂非混相驱和CO₂混相驱的最终采出程度相差很小;N₂驱替过程可划分为未突破期、突破初期和突破中后期3个阶段,小孔隙中的原油动用程度高于大孔隙;CO₂混相驱时大孔隙中原油的动用程度大幅增加,小孔隙中的原油动用程度相对较低。岩心微观孔隙结构分布是造成N₂/CO₂驱替过程中大、小孔隙中原油动用程度存在差异的主要原因。研究结果表明,与CO₂驱相比,致密油藏N₂驱的开发效果更好,这为安塞油田采用注N₂驱开发长6储层提供了理论依据。      

注气驱油技术发展现状与启示

我国注气驱油提高采收率技术发展较晚,且存在注CO₂与氮气谁更优的争议。根据国内外１０ a来注气开采发展的相关数据,从储层岩性、储层渗透率、储层深度、温度、原油饱和度、黏度等方面分析了国内外注气技术的发展状况。分析结果表明：发展注CO₂提高采收率技术具有广阔的应用前景;受温室气体减排的影响,国际上注CO₂驱油项目主要以注气混相驱发展最快,而我国注气试验主要采用商品CO₂气,并且存在混相困难的问题;碳酸盐岩油藏注气项目超过砂岩油藏,而传统认为碳酸盐岩油藏具有裂缝,注气要窜,故不适合注气开采;国际上在砂岩油藏注气开采的渗透率并不是太低（大于10×１０^-3 μm^２）,而我国注气试验都是超低渗透率（小于10×１０^-3 μm^２）;多数油藏是在注水后再进行注气,而过去认为注水后对注气效果不利;国外注空气目前主要采用高温氧化开采轻油,而不是稠油,而传统认为热采适合于稠油。针对我国目前注气情况和国外发展趋势,就如何开展注气驱油工作提出了建议。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油藏注CO2吞吐提高采收率机理

页岩油藏的成功开发在缓解我国能源紧缺的问题上发挥了重要作用,但衰竭式开发采收率较低,传统提高采收率的措施难以有效增产,因此明确页岩油藏注CO₂提高采收率的机理,对于探索页岩油的开发技术具有重要意义。为此,以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油藏为例,开展了一系列注CO₂实验并结合流体注入能力和油气组分传质评价实验,揭示了注CO₂吞吐提高采收率的机理,并明确了注CO₂吞吐的埋存形式、埋存效率与其生产动态之间的耦合关系。研究结果表明：(1) CO₂的注入能力是水的7.77倍、N₂的1.18倍;增加注入压力,促进CO₂与原油之间的相互作用,能有效提高CO₂的注入能力。(2) CO₂对原油物性的改善能力显著强于N₂,在CO₂—原油组分传质的协同作用下,注CO₂吞吐的采收率比N₂高6.84%。(3)原油膨胀和黏度降低是注C...     

CO2驱开发后期防气窜综合治理方法研究

室内实验得到的 CO₂混相驱油效率往往可达 90% 以上,但现场却难以达到室内实验的驱油效果。 限制采收率提高的主要原因是 CO₂的黏性指进、重力超覆和油层的非均质性等因素对注入 CO₂波及效率 的影响。 针对注 CO₂驱开发后期油藏气窜现象逐渐加重、开发矛盾不断加剧等问题,从开发层系、注采结 构、注入方式以及注入剖面 4 个方面开展了改善 CO₂驱开发效果的研究,并提出了细分层系、高部位注气、 水气交替注入、聚合物调剖及 CO ₂+ 泡沫驱防气窜等技术对策。 现场实施结果显示,油藏整体气油比从 2733.1 m³/m³下降到 63.84 m³/m³,日产油从注气前的 30.72 t 上升到注气后的 81.68 t。 该项防气窜综合治 理技术及经验可为类似油藏注气驱开发方案设计和后期防气窜提供借鉴。     

CO2地质利用与封存中碳迁移及其相态分布规律

CO₂地质利用与封存技术是“双碳”战略下重要的碳减排手段,前人的研究多集中于地质利用方面,而对地层的碳封存潜力尤其是CO₂矿化潜力的定量评价存在不足。为此,通过程序开发手段,将闪蒸计算加入开源的反应溶质运移模拟软件中,利用改进后的软件建立了松辽盆地大情字井油田H59区块的三维地质模型,通过历史拟合注采过程校正模型地层参数,最后采用校正后模型量化表征了不同注入阶段及注采结束后CO₂迁移与相态转化的时空演化过程。研究结果表明：(1)在油藏CO₂混相驱条件下,CO₂在注入井端的小范围内呈现气相,在接触到油相前缘后,CO₂受浮力影响减弱,在垂向上逐渐趋于均匀分布,并向开采井端均匀推进;(2)气水同注阶段与注气阶段均有超过70%注入的CO₂溶解于油相,但气水同注阶段溶解于水相的CO₂含量明显增加;(3)注采结束后的相态演化特征表现为溶解水相CO₂逐渐转变为矿物相,而溶解油相CO₂...     

CO2混相驱注气速率对重力超覆的影响规律

CO₂驱可以改善低渗透油藏的开发效果,并通过置换油气等方式实现CO₂地质埋存,但由于油气密度差的存在,会形成CO₂重力超覆而影响驱油效果。为明确油层厚度较大的低渗油藏中CO₂混相驱条件下注气速率对重力超覆程度的影响规律,分别采用室内物理模拟实验和数值模拟等方法进行研究,并通过建立的数值模型和超覆程度表征方法,系统评价注气速率的影响规律,从而对注入量等参数进行优化。结果表明,混相驱条件下仍存在一定程度的重力分异,且随注气速率的增加,重力超覆程度减弱,混相驱采收率提高,但相比非混相条件,超覆程度较低,通过注气速率优化减弱其影响的效果更为明显。针对给定模型的模拟计算结果表明,当注入量大于10 t/d后超覆程度影响减弱,因此,为保证厚油层CO₂混相驱油效果,在不发生气窜的前提下应适当采用较大的注气速率以减弱重力超覆的影响。研究结果对于CO₂驱油现场试验方案设计和注气参数优化具有一定的指导意义。     

致密油藏超临界二氧化碳吞吐开发特征实验研究

针对鄂尔多斯盆地致密油藏采油速度快速递减、油藏压力无法保持的问题,探索采用超临界CO₂吞吐开发方式开展超临界CO₂吞吐长岩心实验研究,探讨了超临界CO₂吞吐方式提高致密油采收率的作用机理、开发特征、影响因素等,探究了注气速度、注气相态、N₂辅助保压、衰竭压力等重要操作参数对提高致密油采收率的影响。研究表明:超临界CO₂吞吐能有效提高致密油采收率,效果优于常规CO₂吞吐;注气速度对采收率影响较小;注N₂辅助保压能大幅度提高致密油采收率及换油率;吞吐前3个周期开发效果最佳,占总采收率的91.5%。研究成果证实了注超临界CO₂吞吐提高致密油采收率的可行性及巨大应用潜力,可为鄂尔多斯盆地致密油藏高效开发提供理论基础和技术支持。     

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。     

注CO2重力驱技术在海拉尔油田高倾角断块油藏的适用性

海拉尔油田高倾角油藏石油探明地质储量规模大,地层倾角超过10°以上的储量占总探明地质储量的68.6%。受构造高差的影响,常规注水开发难以实现构造顶底部位油井均衡驱替,边底部油井含水率上升快,构造高部位油井受效差,整体开发效果不理想。针对海拉尔油田高倾角断块油藏水驱开发效果差的问题,以注CO₂重力驱油实验为基础,以油藏数值模拟为手段,开展注CO₂重力驱油机理、影响因素及适用性研究。结果表明：当以原始地层压力10.57 MPa注入1.2 PV的CO₂时,CO₂驱油效率可达55.9%,能大幅度提高高倾角断块油藏的采收率;地层倾角、储层渗透率、注气速度是影响注CO₂重力驱效果的主要因素;海拉尔油田有4 411.35×104 t石油探明地质储量适合开展注CO₂重力驱开发,注CO₂重力驱技术在海拉尔油田具有广阔的应用前景。     

缝洞型油藏不同注入气最小混相压力计算方法

近年来,塔河油田缝洞型油藏注氮气驱替增油效果显著,但气体驱替发生混相的机理尚不明确,且无针对缝洞型油藏不同油品性质、不同注入气体的最小混相压力计算公式。为解决上述问题,基于长细管原理,设计了缝洞型油藏最小混相压力实验,并测试了4种油样在N₂、N₂+ CO₂复合气（N₂与CO₂含量的比分别为80∶20、50∶50、30∶70）及CO₂等5种注入气中的最小混相压力。基于Alston关联式,引入CO₂占注入复合气比例R,通过多元回归方法,建立了适合塔河油田不同油品性质、不同注入气体条件下的最小混相压力计算方法。实例应用表明,W-1井油藏压力为62MPa,注气方案采用N₂与CO₂含量比为40:60,现场实施后,取得较好效果,换油率达到0.5t/m³。该方法为注入气的筛选提供了重要的依据。     

CO_2-triggered gelation for mobility control and channeling blocking during CO_2 flooding processes

CO_2 flooding is regarded as an important method for enhanced oil recovery(EOR) and greenhouse gas control.However,the heterogeneity prevalently distributed in reservoirs inhibits the performance of this technology.The sweep efficiency can be significantly reduced especially in the presence of "thief zones".Hence.gas channeling blocking and mobility control are important technical issues for the success of CO_2 injection.Normally.crosslinked gels have the potential to block gas channels,but the gelation time control poses challenges to this method.In this study,a new method for selectively blocking CO_2 channeling is proposed,which is based on a type of CO_2-sensilive gel system(modified polyacrylamide-methenamine-resorcinol gel system) to form gel in situ.A CO_2-sensitive gel system is when gelation or solidification will be triggered by CO_2 in the reservoir to block gas channels.The CO_2-sensitivity of the gel system was demonstrated in parallel bottle tests of gel in N_2 and CO_2 atmospheres.Sand pack flow experiments were conducted to investigate the shutoff capacity of the gel system under different conditions.The injectivity of the gel system was studied via viscosity measurements.The results indicate that this gel system was sensitive to CO_2 and had good performance of channeling blocking in porous media.Advantageous viscosity-temperature characteristics were achieved in this work.The effectiveness for EOR in heterogeneous formations based on this gel system was demonstrated using displacement tests conducted in double sand packs.The experimental results can provide guidelines for the deployment of the CO_2-sensitive gel system for field applications.     

用相平衡理论评价注气吞吐消除凝析气井反凝析污染机理

为了评价注气吞吐消除凝析气井近井带反凝析污染的相态机理，文章基于油气两相相平衡热力学理论和PR状态方程，建立了静态零维组分模型。运用该模型，对一个实例凝析气井注气吞吐的相态机理进行了评价，研究了注入气组成、气藏衰竭压力水平以及注气量对消除凝析气井近井带反凝析污染的影响规律。结果显示：在最大反凝析压力之前注气效果更好；注气量越大效果越好，注气量过小反而将增大反凝析损失；注入气降低反凝析液量和露点压力有利于成功的注气吞吐，在相同注入条件下，不同气体吞吐效果为C₃>C₂>CO₂>烟道气>C₁>N₂。     

中国石化东部老油田提高采收率技术进展及攻关方向

针对中国石化东部老油田的油藏特点和开发矛盾,介绍了水驱、化学驱、稠油热采、CO2驱等不同开发方式下提高采收率技术的主要进展和矿场应用效果.水驱调整以局部注-采关系完善为主,配套工艺采取智能分注分采技术,特低渗油藏开展了压驱注水试验;化学驱形成了无碱二元复合驱和非均相复合驱技术并已工业化推广应用,研发了耐温、耐盐、抗钙镁...     

低渗透油藏水驱转空气泡沫驱提高采收率物理模拟实验

为进一步提高镇泾油田低渗透油藏原油采收率,利用室内驱油物理模拟技术,开展了水驱转空气泡沫驱提高采收率实验研究,探讨了空气泡沫驱对低渗透油藏水驱开发效果的影响。实验结果表明,在模拟地层条件下,初始水驱阶段的平均采收率为29.06%,水驱转空气泡沫驱后,采收率得到明显提高,增量均在10%以上;再次水驱后,最终采收率平均可达到45.42%。随着空气泡沫注入速度的增加,采收率呈上升趋势,但增幅逐渐减小。注入速度越大,气体突破时间越早,不过实验过程中并未发生明显的因气窜而导致采收率降低的现象;在相同条件下,空气泡沫注入总量为1倍孔隙体积时的采收率比0.6倍孔隙体积时的高5%。研究认为,通过交替注入起泡剂溶液与空气实现空气泡沫驱对于注水开发的低渗透油藏进一步提高原油采收率是可行的。     

注气提高采收率技术进展及前景展望

在跟踪调研全球注气提高采收率技术发展及应用的基础上,总结分析了国外气驱提高采收率技术发展历程及CO₂驱、碳捕集利用与封存（CCUS）、烃气驱、顶部注气重力驱、空气驱等矿场成功应用实例和对中国发展气驱的启示。对中国以陆相沉积为主的油藏10余年CO₂驱（CCUS）、顶部注烃气驱、减氧空气驱等注气提高采收率技术领域形成的特色理论、关键技术和矿场试验进行了总结研究。参照美国注气技术发展历程,分析了中国适宜气驱的油藏类型及潜力、气源及注入方式、配套技术发展、试验类型及成效,明确了中国注气技术已处于从工业试验向工业化规模推广应用发展的关键阶段,未来5~10年有望上产至年产油（500~1000）×10⁴t,将发展成为中国继热采、化学驱后最重要的油田提高采收率技术,对中国原油稳产将起到重要保障作用。同时分析了中国注气技术发展尚面临油藏条件、试验类型和规模、气源供给、配套技术及成本、政策支持等方面的问题,从国家和各大石油公司层面给出了加快气驱关键技术攻关试验及有效规模应用的对策建议。     

注气提高采收率技术进展及前景展望

在跟踪调研全球注气提高采收率技术发展及应用的基础上,总结分析了国外气驱提高采收率技术发展历程及CO₂驱、碳捕集利用与封存（CCUS）、烃气驱、顶部注气重力驱、空气驱等矿场成功应用实例和对中国发展气驱的启示。对中国以陆相沉积为主的油藏10余年CO₂驱（CCUS）、顶部注烃气驱、减氧空气驱等注气提高采收率技术领域形成的特色理论、关键技术和矿场试验进行了总结研究。参照美国注气技术发展历程,分析了中国适宜气驱的油藏类型及潜力、气源及注入方式、配套技术发展、试验类型及成效,明确了中国注气技术已处于从工业试验向工业化规模推广应用发展的关键阶段,未来5~10年有望上产至年产油（500~1000）×10⁴t,将发展成为中国继热采、化学驱后最重要的油田提高采收率技术,对中国原油稳产将起到重要保障作用。同时分析了中国注气技术发展尚面临油藏条件、试验类型和规模、气源供给、配套技术及成本、政策支持等方面的问题,从国家和各大石油公司层面给出了加快气驱关键技术攻关试验及有效规模应用的对策建议。     

拓展新思路、提高气田开发水平和效益

我国天然气工业处于快速发展阶段，“十一五”期间特别要大力发展和创新低渗砂岩气藏、深层异常高压气藏、多层疏松砂岩水驱气藏、高含硫气藏和深层凝析气藏开发开采技术。文章就其中一些复杂气藏的开发问题提出了10条建议，希望能拓展新思路，特别关注一些我国还未应用的工艺技术，包括水驱气藏注N₂或聚合物粘稠液阻水治水技术、水驱气藏与凝析气藏开发后期注N₂技术、凝析气藏提高气藏采收率和单井产量的各种技术。另外，发展我国压缩机装备和注气技术、加强与俄罗斯为首的独联体国家石油天然气科技交流也至关重要，成组气田开发和低渗气藏试井及动态分析工作等也应受到重视。     

超低渗油藏注气可行性实验研究

低渗透油藏开发面临注水困难或注水开发效果差的问题,而注气驱是动用此类难采储量的有效方法之一。室内实验结果表明:特低渗透岩心水驱效果好于气驱效果,而超低渗透岩心的结果相反,同时,注N_2的效果优于CO_2的效果。     

干法压裂技术在实施中的经济分析

干法压裂采用了无水无伤害性液体CO₂作为挟砂剂，避免了对地层渗透率的负面影响，无需担心对地层的潜在伤害。其中CO₂在泵入过程中为液态，可以携带砂子，而在返排的过程中完全气化，不会在地层中造成水或其它化学有害物质的遗留，所以干法压裂特别适合于低渗水敏储层的开发，但是由于干法压裂过程中的费用较大，而且所用二氧化碳量大，其压裂投资大于氮气压裂和氮气泡沫压裂工艺。文章对干法压裂、氮气压裂和氮气泡沫压裂三者之间在开发低渗水敏气层时的净现值进行了比较，研究结果表明，虽然干法压裂初期投资较大，但由于干法压裂可提高通流能力，产量高，且井维护费用较低，使干法压裂比另外两者的经济性更高。从压裂完成后5年内的产量可以看出，实施干法压裂的井累积产量依然是最高的，分别为N₂气压裂、N₂泡沫压裂累积产量的2倍和4倍。