低渗砂岩油田CO2驱化学机理及提高采收率研究

针对低渗砂岩油藏进行了CO₂驱开发技术研究,分析了CO₂驱油化学机理及主要影响因素。基于目标油藏流体特征进行了PVT拟合,确定其CO₂驱最小混相压力,明确了不同压力及注入时机对CO₂驱采收率、气油比、含水率及驱动压差等的影响规律,探究了CO₂泡沫驱在提高采收率方面的效用。结果表明：24.5 MPa为目标区域CO₂驱的最小混相压力,采收率会随着压力的升高而增加,28 MPa时CO₂驱提高采收率可达30.57%。气体突破时间、总采收率与CO₂注入时机密切相关,CO₂注入越早,越有利于采收率的提高,出口含水率为60%时注入可提高采收率39.13%。CO₂泡沫驱可以在一定程度上起到提高采收率的效用。     

海上低渗凝析气藏注气解堵相行为变化研究

凝析气藏流体性质较为复杂，在开发过程中，当地层压力降至露点压力以下后，近井地带流体的性质及相态都会发生复杂的变化。针对海上深层低渗凝析气藏地质油藏特征，采用相态分析技术对其进行注气解堵以提高采收率。注入气体介质主要有CO₂、N₂、伴生气和干气。基于流体相态实验和气-液相平衡理论，对M气田凝析气藏进行注气解堵相态变化特征研究。结果表明：M气田凝析气藏流体体系随着气体注入量增加而逐渐变轻；同时，注入不同气体介质后流体体系相态变化特征表明：注CO₂驱替解堵效果最优，伴生气次之，其次是干气，注N₂最差。推荐吞吐注入伴生气对M气田凝析气藏解堵，降低反凝析污染程度，提高气井产能是可行的。     

CO2/表面活性剂复合驱油提高采收率研究

随着油田中大量轻烃采出，CO₂与地层原油的极性差异变大，萃取原油效果变差，并且由于黏性指进和过早突破的问题，开发效果越来越不理想。基于此，初选6种目前常用的驱油表面活性剂，进行溶解度、降黏实验以及耐盐、耐温实验，对表面活性剂进行筛选和评价。通过细管驱替实验测定地层压力下纯CO₂驱和复合驱的驱油效率，评价复合驱提高采收率的可行性。实验结果表明：表面活性剂AES能大大降低原油黏度，有效改善其流动性，并能溶于超临界CO₂，具有良好的两亲性，同时化学稳定性也符合生产要求，可作为驱油剂使用；在不高于混相压力下，以0.08 PV的表面活性剂段塞注入地层，在各个压力点下，复合驱的驱油效率都比纯CO₂驱要高，证明了复合驱提高采收率的可行性，原油MMP降低了5 MPa，使得油田的CO₂近混相驱甚至混相驱具备可能性。     

致密油藏二氧化碳驱油技术研究进展

我国致密油藏地质勘探资源储量高,储层条件差。常规注水开发无法满足致密油藏目前的开发需求。CO₂驱油技术在致密油藏的开发中具有一定的应用潜力,但其驱油过程面临技术、经济等方面的制约。本文总结了CO₂驱油技术研究及应用现状,并从多角度对CO₂驱油技术的影响因素进行分析,旨在为CO₂驱油技术在致密油藏开采过程中的低能耗高产出提供指导。     

多孔介质内超临界CO2流体及泡沫驱油特性的比较实验研究

CO₂混相驱替可以提高原油采收率,因此近年来得到研究者们的广泛关注。使用高温高压驱替设备,利用超临界CO₂流体、超临界CO₂泡沫及N₂泡沫作为驱替介质,对油水饱和孔隙介质中的油相驱替特性开展了比较实验研究。通过对驱替过程沿程压力及对驱替增采油量的测量,对不同驱替手段在孔隙介质内的油相增采特性进行深入研究和探讨。研究发现在温度为50℃、压力为13 MPa时,超临界CO₂流体对多孔介质内的油相驱替效果有显著提升,当压力进一步升高到23 MPa时,油相增采效果不明显。说明在本实验条件下超临界CO₂流体与油相在50℃、13 MPa时可达到混相驱替状态;而采用超临界CO₂泡沫及N₂泡沫注入工艺未能进一步提高出油量。沿程压差测量结果则显示,与N₂泡沫相比,超临界CO₂泡沫在多孔介质试样内的驱替压差较小,起泡性能较差。实验结果对于筛选及评价超临界CO₂驱油工艺具有一定的指导意义。     

高饱和凝析气藏注甲烷提高采收率室内试验研究

本文以中原油田高压高饱和凝析气藏为研究对象，进行高压高饱和凝析气藏注甲烷提高采收率室内试验研究。在凝析气藏流体相态研究的基础上，开展了注甲烷长岩心驱替实验研究，实验的目的是在地层温度下，在地层岩心上进行衰竭→驱替→衰竭。实验研究表明：对于高压高饱和凝析气田先衰竭开采到一定程度后再注气也能获得较高的采收率。     

永宁油田特低渗水驱油藏提高采收率技术对策研究

基于永宁油田部分井区采出程度低、井区窜流严重等情况,优选永宁油田张柴窑子井区作为先导试验区,通过油藏模拟剩余油分布规律分析,明确其平面与纵向上的潜力方向。同时开展区域内标准井的空气泡沫驱试验,分析对比CO₂驱采油技术、空气泡沫驱采油技术通过挖潜剩余油来提高采收率的技术方法。结果表明：张柴窑子井区由于原始地层压力小以及CO₂驱成本相对较高等原因,不适宜采用CO₂混相驱采油技术;而张柴窑子井区采用空气泡沫液驱替,驱油效率平均为14.89%,与水驱相比驱油效率提高5.30～29.30个百分点,最终采收率平均可提高6.80个百分点,建议对永宁油田范围内与张柴窑子井区油藏特征相近的区块优先推广空气泡沫驱采油技术来提高采收率。     

注CO2+N2混合气改造-开采CH4水合物储层

盖层不封闭且胶结弱是海域天然气水合物储层开采面临的挑战之一。直接降压开采所得气水比低,还可能引发储层失稳。对此,一种基于水合物原理的储层改造方法被提出,即向水合物储层上方注入CO₂形成人工CO₂水合物盖层,从而构造出一个相对封闭的开采环境。在前期工作基础上,本文研究了注入CO₂+N₂混合气改造-开采CH₄水合物储层的可行性。研究结果表明注入混合气体能够形成渗透性低、稳定性好的CO₂水合物盖层,可以有效降低降压开采过程中的产水量及提高CH₄采收率。当注入的混合气中N₂比例较高时,过量的N₂对CH₄水合物的分解存在促进作用,但N₂随甲烷采出增加了后续的分离难度。当注入的混合气中CO₂的比例较高时,人工盖层阻水效果更强,但CO₂产出量也随之增加,且限制了CH₄采收率的进一步提高。后续研究需要进一步优化注-采工艺条件来提高开采效率和降低气体分离能耗。     

低渗油藏CO2驱提高采收率模拟技术研究

主要论述了在低渗油藏中使用CO₂驱进行开采的开发方案。首先，依据目标油藏建立了基本油藏模型，并用油藏数值模拟方法对油藏进行了模拟计算。然后对比不同开发方式，最终选择CO₂驱作为该油藏的开发方式。之后对井网井距进行优化研究，选择五点法、350～450 m的井距对本区块进行开发，通过对压力水平优化研究，得出30 MPa为最优压力值；针对注气井注气能力及产能进行预测研究，通过对油藏模型的计算，计算出单井最大注气量为93.1～127.5 t/d、单井最大日产油量为27.32 t/d。最后针对开发指标进行预测，发现15年后采出程度高达29.00%。低渗油藏运用CO₂驱进行开采可以显著提高采收率，该研究成果对该类低渗油藏的开发具有极好的借鉴意义。     

中高渗油藏二氧化碳/水交替注入室内试验研究

因中原油田具有地层温度高、地层水矿化度高和地层水二价阳离子高等特点,因此气驱提高采收率是中原油田三次采油的主要方法,而其中又以水气交替（CO2／水）注入方法更具有经济吸引力。为使濒临废弃的油藏得以重新经济开发,我们进行了中高渗油藏CO2／水交替注入提高采收率研究。本文以中原油田濮城沙一下油藏为研究对象,进行二氧化碳／水交替注入室内试验研究。细管试验研究表明,二氧化碳与目前地层原油可形成混相;长岩心驱替试验研究表明,目前地层条件下进行CO2／水交替注入可大幅度提同原油采收率,原油采收率高于93％,在注水开采的基础上提高了35．8个百分点。     

小断块油藏注天然气吞吐提高采收率室内实验研究

鉴于海上某小断块油藏A17-b井区油藏单元剩余可采储量大,地层能量低,孤立性强,难以完善井区注采井网开发的开发状况,采用油田外输天然气回注,开展单井注天然气吞吐工艺措施,这是最为可行的提高采收率方法之一。文中针对海上某小断块油藏的地质开发特征,在对目前油井地层流体进行相态分析的基础上,通过天然气注入油藏流体膨胀实验,确定天然气吞吐的驱替机理;通过天然气吞吐长岩心驱替实验,说明衰竭后注天然气吞吐能有效提高原油采出程度,其中带30°倾角岩芯测试结果更优。     

天然气地下储气库CO2作垫层气研究现状

针对天然气地下储气库垫层气的相关研究,从CO₂和CH₄的热力学性质对比以及相关混气实验,综述了CO₂作垫层气的可行性。从静态因素和动态因素两个方面,详细综述了CO₂作垫层气与工作气混合的影响因素,包括储层孔隙度、渗透率、温度、压力、CO₂垫层气比例等。论述了“CO₂-地层水-岩石”相互作用对储层结构和稳定性的影响。研究可为CO₂作天然气地下储气库垫层气的注采动态变化规律分析以及提高储气库天然气采收率提供理论借鉴。     

天然气驱提高原油采收率试验研究

以中原油田文88块油藏为研究对象,进行天然气驱室内实验研究,注入气为甲烷含量95.5%的外输开封天然气。地层流体相态特征实验研究表明,文88属于高饱和油藏,饱和压力高达41.954MPa,在目前地层压力29.60MPa下油藏流体性质发生了很大变化。细管实验研究表明,在地层温度下的最小混相压力约为45.16MPa,在目前地层压力29.60MPa下注入外输开封天然气无法实现混相驱。三组长岩心驱替实验研究表明,目前地层条件下注天然气的采收率只略高于衰竭开采,可以提高采油速度;如果高于饱和压力注气保持压力开采将获得非常高的采收率,可以达到82.9%。     

低渗透油藏CO_2驱油效果评价

针对低渗透油藏水驱采收率低,注水困难的特征,通过分析具体油藏的地质、储层及原油物性和最小混相压力等条件,确定了该油藏满足进行CO_2混相驱的要求。使用数值模拟软件Eclipse对该油藏进行模拟,对比连续注水、连续注气和周期注气三种开发方式,发现周期注气开发效果最好。当注停时间比为2:1时采出程度最高,分析其原因为注停时间比为2:1时,低渗透油藏能量的传播使地层压力重新均匀分布。对比不同CO_2驱替压力,发现当驱替压力在CO_2最小混相压力附近时采出程度最高,驱替压力大于最小混相压力,随着压力增大,采出程度越低,分析原因为储层发生堵塞现象。     

CO2管道输送技术研究

在油田三次开采和碳捕集、利用与封存(CCUS)技术发展的背景下，将CO₂注入地层可以有效提高原油采收率，同时减少碳排放，缓解温室效应。CO₂输送是CCUS工程建设的重要环节之一，其中管道输送以输送量大、距离远、经济性好等优点一直备受关注。根据纯CO₂相态图，阐明了不同相态下CO₂温度压力范围，对4种相态下管道输送工艺流程进行分析，得出对于短距离CO₂管道，选择气相和液相输送较为合理；对于长距离CO₂管道，选择密相和超临界相输送较为合理。从管道输送工艺和经济性评价2个方面，探讨了国内外CO₂管道输送技术研究进展，并结合国内外已建CO₂管道案例，对国内CO₂管道输送技术研究提出建议。     

CO_2驱提高煤层气开采效果注入参数的实验研究

我国煤层气面临低渗、含气饱和度低和储层压力低等问题,CO_2具有较好的置换、驱替煤层气的效果,同时可以减少碳排放量,对CO_2注入参数优化至今尚没有具体研究。采用正交设计原理对影响CH_4采收率的参数:注气时机、注气方式、注气速度和温压体系进行合理的水平设置和实验方案设计,通过室内长岩心驱替实验得到最佳的注气方式为衰竭式开采采收率为20%时转注CO_2,注入方式采用间歇注入,段塞大小为0.2 PV,注入速度为0.2 m L/min,室温、压力9 MPa条件下,注气约17 PV后衰竭式开采效果最好。注气时机和注气方式对CH_4采收率有显著影响,注气速度影响比较显著,温压体系影响较小。希望对我国煤层气开采提供一定的借鉴和参考。     

封存CO2裹挟可挥发性污染物的迁移模型分析

为了研究封存CO₂注入过程可挥发性污染物的释放和迁移特性,本文建立了CO₂-水-残余油多相流驱替过程中的污染物迁移模型。采用数学模拟方法分析了多相驱替过程和污染物迁移过程,并研究了相间传质特性、初始油相分布和CO₂注入速率等对污染物迁移过程的影响。研究表明:CO₂驱替过程将促使可挥发污染物进入CO₂相并随之在地层中迁移,逐渐形成相间传质区域。相间传质区域的演化反映了污染物释放和CO₂裹挟污染物迁移的特性。可挥发污染物的传质系数越大,相间传质区域越窄,油相饱和度衰减越快;油相初始饱和度较大时,其饱和度衰减相对缓慢,对应的相间传质区域也较窄。当CO₂注入速率增大时,相间传质区域增大,油相饱和度衰减变快。本文模型可用于不同地质储层环境下封存CO₂时可挥发性污染物的迁移特性分析,并用于封存CO₂的风险分析与评价。     

致密油藏CO2驱响应性防气窜体系的制备及性能

以3-二甲胺基丙胺(NNDP)和油酸为原料,制备了具有叔胺结构的CO₂响应性单体N,N-二甲基油酸酰胺丙基叔胺(DOAPA),将其与阴离子表面活性剂对甲苯磺酸钠(SPTS)复配,构建了具有CO₂响应性的蠕虫状胶束(CO₂-TWMS)。通过考察CO₂-TWMS与CO₂接触前后的电导率、化学结构和微观形貌变化表征了体系的响应性,结合其表面活性变化及致密基质/裂缝双重介质CO₂驱替与CO₂-TWMS防气窜过程中的压力和采收率变化,揭示了CO₂-TWMS防气窜性能与机制。结果表明,当n(SPTS)∶n(DOAPA)=1∶1时,CO₂-TWMS的黏度最大(4125m Pa·s)。CO₂和N₂能够刺激CO₂-TWMS电导率在0.90～1.95mS/cm之间可逆变化,诱导微观形貌在蠕虫状胶束和球形胶束间转换。此外,CO₂     

CO2对长庆采出油水物性影响及乳状液稳定机理

二氧化碳(CO₂)驱作为一项日益完善的采油技术，已经成为提高低渗油田采收率的重要手段，具有适用范围广、开采成本低和洗油效率高等优点。然而，由于CO₂特殊的物理和化学性质，其采出液稳定性较常规水驱明显增强，为采出液处理带来了困难。通过光学显微镜、动态光散射、流变学等方法，研究了在不同压力下CO₂处理对长庆原油和采出水的物性以及所形成的油包水(W/O)型乳状液稳定性的影响，探究了CO₂驱采出液乳化和稳定的影响因素。结果表明，随着CO₂压力的增大，CO₂驱采出水中Ca²⁺和Mg²⁺质量浓度均有所下降，而CO₃^2-与HCO₃^-总体含量有所增加，水相pH值略下降，从弱碱性转变为弱酸性。CO₂处理导致原油中轻质组分减少，胶质沥青质等重质组分的含量升高，原油极性增强。CO₂处理后油的反常温度和析蜡...     

注入二氧化碳提高天然气采收率技术研究进展

注入CO2提高天然气采收率（CSEGR）技术可以在将CO2封存在地层中的同时,通过保持地层压力和驱替作用提高天然气的采收率。对该技术实施过程中可能存在的CO2和CH4混合和注入井周围的焦耳-汤姆逊制冷效应进行了模拟研究,研究表明,由于CO2和CH4物性的差异,其混合可以被抑制,注入井周围的制冷效果并不会对提高采收率产生太大影响。随着CSEGR技术研究的发展,该技术必然会应用于实际气藏,并取得良好的经济效果。