碳酸盐岩缝洞型油藏可视化物理模型底水驱替研究

缝洞型碳酸盐岩油藏由于非均质严重,流体流动规律复杂。本文结合油藏实际地层条件,利用天然露头岩心设计并制作出可视化裂缝网络模型和裂缝溶洞模型。考察了不同底水压力梯度下各种模型见水特征。分析了不同模型中剩余油分布特征。实验结果表明:裂缝网络模型无水采油期短,油井见水后,含水率上升很快。与裂缝网络模型相比,裂缝溶洞模型的无水采油期较长。此外,两种模型中的剩余油也存在较大差别。裂缝网络模型中的剩余油以水平裂缝中未波及油为主,而裂缝溶洞模型剩余油则以阁楼油和绕流油为主。     

自组装颗粒调驱体系渗透率适应性评价及调驱机理研究

水驱油田开发中后期,通常会形成高渗窜流通道,具有水驱效率低的特点,颗粒调驱能够在一定程度上封堵高渗窜流通道,改善水驱效果。为此,对一种新型自组装颗粒调驱技术及其渗透率适应性进行了室内实验研究。封堵实验表明,对于渗透率为9 000~12 000 m D的砂管模型,自组装颗粒调驱体系封堵后渗透率降至250 m D左右,水驱压力梯度为123.1~138.1 k Pa/m,具有较好的封堵效果。驱油实验表明,自组装颗粒调驱体系能够大幅度提高非均质砂管模型的采出程度,但仅适用于渗透率级差在20(20 000 m D/1 000 m D)以内的砂管模型,在水驱的基础上,高渗砂管模型的采出程度可提高32.44%~48.93%,低渗砂管的采出程度可提高11.58%~48.80%。微观可视化机理分析实验表明,自组装颗粒调驱体系具有填充封堵、架桥封堵、黏接封堵的功能。该研究可为自组装颗粒调驱技术提供数据及理论基础。     

数值弥散和物理弥散对CO_2混相驱替效率的影响

为了明确CO2多次接触混相驱数值模拟过程中数值弥散与物理弥散对驱替效率的影响及其影响机理,建立了二维的平面多组分数值模型,并结合对流-扩散差分方程的数值弥散相关理论对计算结果进行分析。结果表明,数值弥散与物理弥散对CO2混相驱驱替效率的影响具有相似性,二者均能降低微观驱油效率、增加体积波及效率,但二者对驱替效率的影响机理不同。数值弥散使驱替前缘"模糊化",增大体积波及效率,同时降低CO2与原油的混相性,增大残余油饱和度;在小规模非均质地层中,对流弥散效应会扩大油气两相区,造成驱替前缘参差不齐,增大体积波及效率,同时两相区扩大也会降低CO2与原油混相性,降低微观驱油效率。     

缝洞型油藏泡沫辅助气驱提高采收率技术可行性

根据缝洞型油藏特征,建立二维和三维可视化缝洞介质物理模型,研究水驱、气驱、泡沫驱在缝洞介质中的剩余油形成及驱替机制,对比分析泡沫驱在缝洞型介质适应性。利用三维高温高压缝洞模型评价泡沫驱实施效果。结果表明:泡沫辅助气驱能够显著改善缝洞型油藏气驱效果,在实验条件下,水驱后N2泡沫驱能够将气驱采收率提高7%,裂缝中泡沫的增黏作用和可变流动阻力效应使得其能够进一步扩大气驱波及体积,有效启动绕流油与封闭孔洞剩余油;泡沫辅助气驱作为碳酸盐岩缝洞型油藏三次采油技术是可行的。     

去离子水在微圆管中流动特性的实验研究

实验研究了去离子水在内径为30, 20, 16, 5和2 μm微圆管中的流动特性. 实验结果表明: 内径为16 μm以上的微圆管中的流动符合经典流体力学理论; 当管径降低到5和2 μm时, 去离子水在微圆管中的低速流动呈现出明显的非线性特征, 实验结果偏离经典流体力学理论, 且管径越小偏离幅度越大. 随着Reynolds数的增大, 非线性程度逐渐减弱, 实验值趋近于某一稳定值. 实验最小Reynolds数仅为2.46×10^-5.     

聚合物溶液在孔隙介质中的渗流机理

以收缩流道作为孔喉模型,采用数值方法研究了粘弹性流体、幂律流体和牛顿流体在孔喉中的流动压力梯度随流变参数和喉道直径的变化,以此作为流体在多孔介质中渗流的理论基础,探讨了3种具有不同流变性质的流体在多孔介质中的流动阻力特性。结果表明,对于粘弹性流体,阻力系数随着松弛时间和流速的增加而增大,随充填颗粒尺寸的减小而增大;对于牛顿流体,阻力系数为常数;对于幂律流体,阻力系数为幂指数、稠度系数、孔隙度和渗透率的函数。     

缝洞型碳酸盐岩油藏注气吞吐EOR效果评价

缝洞型碳酸盐岩稠油油藏以大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝为主要储集空间,非均质性极强,针对此类油藏,注气吞吐是一种有效的开发方式。为了探索缝洞型碳酸盐岩油藏注气吞吐开发效果,设计并制作了适用于缝洞型油藏吞吐室内物理模拟实验装置,从换油率、产气速率、产气量等方面对比分析了4种吞吐介质（CO₂、N₂、先注CO₂后注N₂、先注N₂后注CO₂）的吞吐效果,分析了作用机理。实验结果表明：注气吞吐提高采收率效果显著,最低换油率的N₂吞吐也能达到0.422;CO₂与N₂混合气吞吐中,CO₂溶于原油中能使其黏度降低,N₂由于重力分异作用占据缝洞高部位形成气顶,这种协同作用使得CO₂与N₂混合气吞吐效果好于单一注气吞吐;而在注气顺序上先注N₂后注CO₂吞吐效果更加明显,换油率可达0.861。缝洞型油藏注气吞吐开采是一种行之有效提高采收率的方法,先注N₂后注CO₂混合气吞吐可获得更显著的开发效果。     

一种插层聚合纳米复合材料的调堵特性研究

针对苛刻油藏条件下对调剖堵水材料性能要求越来越高的现状,利用烯丙基单体和黏土以及实验室自制的层间修饰剂、扩链剂形成插层聚合纳米复合材料CAG,研究其调堵性能。性能评价结果显示其在80～140℃条件下老化30d,断裂应力变化不大。在140℃条件下,断裂应力变化仅为3.2%;断裂应力和有效黏度基本不受实验用水矿化度的影响;在剪切速率为 10s^-1条件下,基液黏度为39.54mPa·s;在裂缝条件下的封堵强度为23.6MPa,压力梯度为0.393MPa/cm,封堵率为98%;在三层非均质岩芯中的采收率实验中,比水驱采收率增加了5%。插层聚合纳米复合材料CAG具有耐温抗盐能力强、注入压力低、封堵强度大的优点,成功地解决了调堵剂注入性能与封堵性能的矛盾,是一种具有广阔发展前景的调堵材料。     

聚合物驱后二次聚驱可行性及质量浓度优化研究

以河南下二门油田为例,采用不同级差的纵向非均质物理模型,进行室内二次聚驱的宏观模拟试验,通过考察剖面改善效果和驱油效果,研究聚合物驱后进行二次聚驱进一步提高采收率的可行性,并对二次聚驱的聚合物质量浓度进行优化.试验结果表明:二次聚驱可进一步提高采收率5%～8%,能够在一定程度上改善油藏的非均质性;在给定试验条件下,二次聚驱聚合物质量浓度应不低于2.2 g/L.研究结果为下二门油田提高采收率方案的制定和实施提供了重要的基础参数和理论依据,并为聚驱后进一步提高采收率技术的发展应用提供了新的思路.     

复合驱体系在长露头岩心中的渗流规律及其性能变化

为了克服人造岩心的孔喉分布差异的局限,建立了一套长露头岩心物模系统,通过监测沿程压力和检测出口采出液的浓度及性能变化,研究了三元复合体系在露头岩心中运移渗流规律及其性能变化对采出程度的影响。结果表明,露头岩心的岩石矿物组成及孔喉分布更接近于天然油藏。复合驱采收率为26.3%,提高采收率的效果显著。岩心沿程压力变化表明复合体系能深入到岩心的深部位置,聚合物在岩心沿程均产生严重的吸附滞留。复合体系中碱、表面活性剂的浓度峰值损失率达到90%以上,黏度峰值损失率高达95%,低界面张力性能完全损失,复合体系在露头岩心孔喉中的吸附滞留十分显著。