低频波强化泡沫微观驱油特征

为探究低频波激励下泡沫对水驱残余油的驱替特征，基于微观非均质模型，开展了低频波激励下泡沫驱油实验，剖析了低频波强化泡沫驱油的机理及效果。研究结果表明：低频波通过提高泡沫稳定性、形成局部压力扰动、降低壁面吸附力等作用提高泡沫波及系数和驱油效果，且低频波激励下泡沫驱微观驱油效率提高6.78%。与单一泡沫驱相比，低频波激励下泡沫驱替柱状残余油的方式是泡沫沿着孔隙壁面逐渐向孔隙另一侧通过“层层剥离—少量乳化—稳定运移”实现残余油的有效驱替，提高了原油脱离基质壁面及孔隙喉道的速度。对于盲端残余油，低频波激励下增加了泡沫在盲端入口处的扰动，改变了泡沫在盲端局部处的流动方向，为泡沫流入盲端创造了有利条件；对于连片残余油，低频波减缓了泡沫驱替过程中的突进现象，提高了泡沫在小孔隙中的有效波及和驱替效果。     

聚合物溶液在驱油过程中对盲端类残余油的弹性作用

从微观驱油实验出发,研究了聚合物溶液的粘弹性对驱油效率的影响,定量分析了聚合物溶液的弹性在驱油过程中对残余油的作用机理.研究结果表明,对于油湿盲端,随着聚合物溶液弹性的增加,盲端类残余油的驱油效率提高.对于水湿“盲端”,聚合物溶液不能提高不可动残余油的驱替效率.如果“盲端”处的残余油为可动油,或有其他油滴流入“盲端”与残余油聚并,即可形成较大的可动油滴,用粘弹性流体驱替,可使“盲端”处残余油饱和度降低.对仿真类孔隙介质,聚合物溶液的粘弹性均可提高微观驱油效率.     

聚合物/表面活性剂复合体系在稠油油藏孔隙中的微观驱油过程

为了定性研究聚合物/表面活性剂复合体系对稠油的驱替效果,用显微镜观察复配体系在均质微观玻璃模型中的驱油过程,通过图像处理技术分析图像中的残余油分布情况、计算采收率,分析了复合体系的微观驱油机理,并与表面活性剂、聚合物和水驱驱油进行了对比。结果表明,水驱采收率最终可达56.94%,残余油主要存在形式为柱状、油滴状、膜状、盲端油、簇状等;表面活性剂驱残余油主要以盲端残余油、簇状残余油的形式存在于孔隙中,1%阴离子型表面活性剂(BCJ-11)驱后采收率增幅为29.46%;聚合物驱残余油主要以油丝、油膜的形式存在,注入100 PV 1500 mg/L部分水解聚丙烯酰胺(C6725)后的采收率增幅为22.12%;复合驱残余油的存在形式为油膜,1500 mg/L C6725和0.8%BCJ-11组成的复配体系驱替后的采收率增幅为34.59%。对束缚在孔隙中的几类残余油,聚合物/表面活性剂驱油体系具有的黏弹性和低界面张力可以使油相界面形成细丝状不断运移。复合驱油体系驱替残余油波及范围大,波及区域的洗油效率高。     

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。      

柳北砂砾岩油藏CO_2驱提高采收率可行性

柳北中低渗油藏岩性以砂砾岩为主,非均质性强、水敏性强、水驱含水上升快、水驱效果差。为了进一步认识CO_2驱提高采收率技术可行性,基于地质及储层流体特征,运用可视化注气增溶膨胀相态配伍性实验、长细管驱替实验、多功能长岩心驱替实验和高压微观可视化驱替实验等多种方法,分析了注CO_2增溶膨胀和溶解抽提的相态配伍性和近混相驱程度;对比分析了注水、注CO_2等不同驱替方式的驱油效率以及微观驱油效果。评价结果表明:注CO_2有利于增溶膨胀和萃取抽提驱油;相态配伍性分析显示在原始地层压力条件下主要形成近混相驱;微观可视化实验显示,砂砾岩CO_2近混相驱过程具有较好的微观驱油效果,油流主要沿连通性较好的大孔道被驱替,也能驱替中小孔道的原油,驱替具有不连续性,呈现为一波一波的流动状态,可进一步通过提高驱替压差来增强驱替效率,使部分封闭的微观剩余油恢复流动;长岩心驱替表明原始压力下CO_2驱和衰竭至目前地层压力下CO_2驱的驱油效率均大于同等条件下水驱驱油效率,砂砾岩储层注入增黏水增加水的黏度有利于进一步提高采收率,但仍低于CO_2驱效果。     

聚合物驱后用甜菜碱型表面活性剂提高驱油效率机理研究

利用新研制的甜菜碱两性表面活性剂及微观模型驱油实验,研究了两性表面活性剂驱油体系对水驱后盲端类残余油、柱状类残余油和油膜类残余油的作用机理,分析了这类残余油被驱替和运移过程及启动和运移机理,论述了该驱油体系对聚合物驱后残余油的作用和提高驱油效率的可能性,进一步完善了表面活性剂体系的微观驱油机理。研究结果表明,用表面活性剂提高采收率主要是通过超低界面张力作用和润湿反转作用。     

粘弹性聚合物溶液能够提高岩心的微观驱油效率

人们普遍认为,聚合物驱不能提高微观驱油效率。而新近的大量研究成果不再支持这一观点。通过实验室岩心驱油实验,对水驱后的不同残余油类型进行了研究,并将残余油的类型划分为:①岩石表面的油膜;②“盲端”状残余油;③毛管力作用下的孔喉残余油;④岩心微观非质部分未被波及的残余油。研究表明,粘弹性的聚合物溶液驱替后,所有类型的微观残余油均减少。而且其在孔隙中的速度分布与牛顿流体有很大不同,在驱替不同类型的残余油时,表现出很强的“拉、拽”作用。研究证实了微观驱油效率的提高与聚合物溶液的弹性有关。不同性质的聚合物溶液具有不同的弹性。选用不同的聚合物驱油时,其提高采收率幅度的差异可高达6%OOIP以上。大庆油田工业规模聚合物驱开发区块的密闭取心资料也证实了这一观点。研究较全面地阐述了:①一些聚合物驱成功与失败的原因;②开展聚合物驱油时应考虑的因素;③如何进一步提高聚合物驱油的采收率。粘弹性的流体在孔隙介质中的流变性还需进一步做大量的研究工作。研究牛顿流体所得到的许多结论在用于粘弹性流体时,还有待于重新评价。     

高含水条件下CO_2混相驱替实验

油藏水驱后进行CO_2驱已在油田现场取得了成功,但由于油藏的高含水饱和度,导致了CO_2与原油间的接触方式发生改变,混相过程也受到一定制约。为研究高含水条件对CO_2混相驱的影响,制作了盲端微观可视化模型,进行了水驱前后CO_2混相过程微观实验。结合不同含水饱和度条件下的CO_2驱替实验,明确了CO_2混相驱替特征以及含水饱和度对CO_2驱油效率的影响。结果表明,高含水饱和度会对CO_2与原油的接触过程产生一定的屏蔽作用,注入的CO_2不能直接接触到剩余油,从而导致CO_2与原油的混相过程被大大延缓,进而导致高含水条件下CO_2驱见效时间被推迟。     

低渗-特低渗储层微观水驱油特征及其影响因素

通过鄂尔多斯盆地延长组低渗-特低渗透砂岩微观模型水驱油实验,总结微观水驱油特征,探讨微观水驱油驱油效率的影响因素。研究发现,低渗-特低渗透砂岩储层水驱油过程中,水驱油特征主要表现为:驱油方式主要以非活塞式驱替为主;残余油主要以绕流残余油为主;非均质性越强,驱油效率越低;原油黏度越低,驱油效率越高;驱替速度不同,驱油效率不同;通道类型不同,去提效率不同;影响因素包括:物性;孔隙结构非均质性;微观孔隙结构;水驱倍数;驱替压力和开采方式。低渗-特低渗透砂岩储层水驱开发中影响开发效果的因素较多,但是主控因素是微观孔隙结构和非均质性。因此对于低渗-特低渗透砂岩储层水驱开发,应选择合理的工艺参数和具有针对性的改善水驱开发效果措施,才能保证较好的开发效果。     

渤南油田义34块特低渗透油藏二氧化碳混相驱实验

特低渗透油藏物性差,注水开发见效难,为了探索合理的开发方式,采用渤南油田义34块特低渗透油藏地层原油,进行了二氧化碳(CO2)混相驱实验研究.通过细管实验确定了CO2驱的最小混相压力,采用长岩心物理模型对完全水驱、完全水驱后持续CO2混相驱及初始持续CO2混相驱3种方式的驱替效果进行了实验研究.结果表明,该油藏最小混相压力为30.76 MPa,在目前地层温度和压力下,3种驱替方式下的最终采收率分别为42.15%,75.0%和69.21%.研究表明,CO2混相驱油可以获得比水驱更高的原油采收率,应尽早在渤南油田义34块油藏开展CO2混相驱矿场试验.     

高含水后CO2驱油机理的探讨

针对高含水油藏水驱效率低,不流动区域无法波及等问题,利用微观可视模型,研究了CO₂超越水的驱油机理、油膜运移特征以及CO₂与原油间传质过程,并提出了CO₂驱替不连通区域的驱替机制。实验结果表明,在CO₂驱油过程中,原油中的蜡不断在孔喉处沉积并堵塞孔喉,CO₂可以超越孔道中水的阻碍进一步驱替残余油,通过柱面流和柱状流两种流动方式将其中的原油驱替出来,且由于CO₂中分子聚集现象的存在,使其具有较强的溶解原油的能力,可从原油中萃取轻烃组分,对原油中重质组分具有一定的溶解能力。     

Visualization of CO2 and oil immiscible and miscible fl ow processes in porous media using NMR micro-imaging

CO₂ flooding is considered not only one of the most effective enhanced oil recovery（EOR） methods,but also an important alternative for geological CO₂ storage.In this paper,the visualization of CO₂ flooding was studied using a 400 MHz NMR micro-imaging system.For gaseous CO₂ immiscible displacement,it was found that CO₂ channeling or fingering occurred due to the difference of fluid viscosity and density.Thus,the sweep efficiency was small and the final residual oil saturation was 53.1%.For supercritical CO₂ miscible displacement,the results showed that piston-like displacement occurred,viscous fingering and the gravity override caused by the low viscosity and density of the gas was effectively restrained,and the velocity of CO₂ front was uniform.The sweep efficiency was so high that the final residual oil saturation was 33.9%,which indicated CO₂ miscible displacement could enhance oil recovery more than CO₂ immiscible displacement.In addition,the average velocity of CO₂ front was evaluated through analyzing the oil saturation prof ile.A special core analysis method has been applied to in-situ oil saturation data to directly evaluate the local Darcy phase velocities and capillary dispersion rate.     

非离子低分子表面活性剂优选及驱油效率研究

目前国内外对低渗透油藏开发的主要趋势为注气开发,又以CO2混相驱居多。我国低渗油藏以陆上沉积为主,储量大且非均质性严重,油质较重黏度高一般不易达到CO2混相。为了降低驱油混相压力,在尽量少增加成本的情况下提高驱油效率,找到了一类不溶于水但溶于超临界CO2及原油中的非离子低分子表面活性剂,通过研制复配及溶解性与降黏评价实验,找到了2种表活剂CAE、CAF。以细管实验为载体,采用高温高压配样器配置地层油进行驱油效率评价,筛选确定了一种表活剂CAE。进行溶解式驱替及段塞式驱替以确定表活剂CAE的最佳注入方式;进行不同浓度的驱替实验确定表活剂CAE的最佳注入浓度。研究表明:段塞式驱替为该活性剂的最佳注入方式,最佳浓度为0.2%;表活剂CAE在最佳驱替方式下与纯CO2相比可以提高驱油效率约13.13百分点。该研究为国内低渗透油藏相对有效地降低混相压力、提高驱油效率找到了途径,是我国低渗油藏注气开发研究中值得探索和尝试的方法之一。     

聚合物表面活性剂溶液微观驱油特征*

为从微观研究聚合物表面活性剂(简称聚表剂)的驱油机理和驱油效果,采用微观刻蚀仿真模型进行微观可视化驱油实验,并与岩心驱替实验驱油效果对比。结果表明,在微观驱油实验中,水驱后微观模型中产生6种类型残余油,而聚表剂驱后对盲端残余油的驱替效果不明显;聚表剂的驱油机理主要是通过其增黏作用、黏弹性作用和乳化作用来扩大波及体积,降低渗流阻力",拉""、拽"残余油,将大油滴乳化分散成小油滴,从而将残余油有效驱出;不同浓度的聚表剂在微观模型和岩心驱替实验中的驱油效果基本相符,聚表剂浓度越大,残余油启动能力越高,驱油效果越好。聚表剂质量浓度为2000 mg/L时的驱油效果最好,采收率增幅为19.69%。图27表1参15。     

致密砂岩油藏超临界与非超临界CO2驱油特征

细管驱替实验结果表明陕北某致密砂岩油藏在实施CO₂驱时无法达到混相。为了明确非混相驱下CO₂超临界性质对驱油贡献的大小及对驱油特征的影响规律,开展了室内超临界和非超临界CO₂驱油实验研究。结果表明：CO₂超临界性质对驱油具有积极影响,在超临界压力点附近,压力由非超临界过渡到超临界的较小变化会引起驱油特征的明显改变。当累积注入量达到0.5 PV以后,CO₂超临界驱油效果明显好于非超临界驱油效果;超临界驱体现优势的阶段主要是CO₂注入量为0.5～1.5 PV时,相同条件下采出程度比非超临界驱最高高出约10%。超临界驱和非超临界驱换油率出现高峰的注入时段基本都在注入量约为1 PV时,但前者明显高于后者。总之,无论是在注入性能方面,还是在驱油效率和换油率等方面,超临界驱均优于非超临界驱。     

超临界氧化碳混相驱油机理实验研究

根据大庆榆树林油田原油组分变化、CO₂与原油界面张力关系及CO₂超临界性质,对CO₂混相驱地层情况进行了模拟研究,建立了CO₂混相驱驱替模型和方程。研究结果表明,超临界状态的CO₂可以降低所波及油水的界面张力;混相时混相带原油含碳组分中C₂₀以下的含量达到了最高值;水气交替注入时,水对混相有不利的影响。     

水驱废弃油藏注二氧化碳驱室内试验研究

为探讨进一步提高高温、高盐水驱废弃油藏采收率潜力,以河南濮城沙一下亚段油藏为目标,开展了注入CO2流体性质变化、细管驱替、长岩心驱替室内试验。试验验证了注入CO2可改善原油流动性、有效增加地层能量和可动油等驱油机理;油藏原油性质好,混相压力低,目前油藏条件可达到混相;优选CO2/水交替驱为最佳注入方式;优化了注入段塞组合;组分检测分析认为CO2/水交替驱波及到了水波及不到的原油。研究结果为濮城沙一下亚段油藏CO2驱矿场试验提供了技术支持,并对其他特高含水期油藏注CO2进一步提高采收率同样具有借鉴意义。     

基于支持向量机的二氧化碳非混相驱效果预测

目前国内缺乏一种快速、准确预测CO2非混相驱油效果的方法,为了解决这一问题,选取剩余地层压力与混相压力之比、孔隙度、渗透率、油藏中深、地层平均有效厚度、地层温度、原油相对密度、含油饱和度、原油黏度、渗透率变异系数、注采比、注入速度和水气交替注入比等13个地质及工程参数作为输入参数,平均单井日增油量作为输出参数构建了预测CO2非混相驱效果的支持向量机预测模型.以国内6个CO2非混相驱项目和1个CO2混相驱项目为学习样本,2个CO2非混相驱项目和1个CO2混相驱项目为检测样本检测了支持向量机预测模型的准确度,结果表明,3个检测样本的预测值与实际值的平均相对误差为5.57%,满足工程要求.利用该模型预测了腰英台油田CO2非混相驱井组的增产效果,与实际增产效果相比,相对误差仅为1.30%.这表明,采用支持向量机方法对CO2非混相驱油效果进行预测可行且有效.      

聚合物溶液黏弹性驱油微观机理

采用力学分析方法,针对被毛管力束缚在孔喉处的残余油,突扩孔隙空间的残余油以及盲端残余油,理论上分析了聚合物溶液黏弹性驱油微观机理,分别得到了聚合物溶液黏弹性作用下微观残余油动用增量表达式。当考虑黏弹性时,孔喉处可动油的临界半径要大于单考虑聚合物溶液黏性时的临界半径,这使得一部分原来不流动的孔喉残余油滴会发生流动,原来可动的油滴更容易动起来,提高了残余油动用程度。分析结果表明,单依靠聚合物溶液的黏性几乎不可能把盲端残余油驱替出来。当考虑聚合物溶液黏弹性的挤出胀大效应时,会进一步将突扩孔隙空间内、盲端残余油驱替出来。提出了表示毛管力和重力相对大小的无量纲量,当该无量纲量越大时,理论推导的突扩孔隙空间及盲端残余油动用量表达式就越准确。