低渗透压敏油藏极限注采井距研究

确定合理注采井距对低渗透油田经济、有效地开发具有重要意义。考虑低渗透油藏压敏效应对渗透率的影响,基于渗透率与有效覆压的关系,以及启动压力梯度与渗透率的关系推导了低渗透应力敏感性油藏启动压力梯度分布公式。对油水井间压力分布公式进行修正,取压力等于供给压力处对应的半径分别为极限生产半径和极限注水半径,其和为极限井距。在此基础上,结合某油田实际数据,得到了油水井间压力分布及压力梯度分布特征,确定了技术极限井距。与没考虑压敏效应得到的结果相比,本方法更符合实际情况。     

特低渗透油藏CO_2非混相驱极限井距计算方法

极限井距计算方法对于特低渗透油藏确定合理井网密度具有重要意义。考虑CO_2对原油的降黏作用及油相启动压力梯度的变化,建立了一维两相渗流数学模型,并应用特征线法、试算法和迭代法进行求解,推导出特低渗透油藏CO_2非混相驱极限井距计算方法。同时开发了极限井距计算软件进行井距实例计算,绘制了理论图版。结果表明:CO_2对于原油的降黏作用可达到60%以上,油相黏度自注气端至采出端逐渐增大;生产压差为10~20 MPa,注气速度分别为10、15、20、25、30 t/d的极限井距均比未考虑油相黏度及油相启动压力梯度变化的极限井距大;极限井距随生产压差增大而增大,随注气速度、地层原油黏度、CO_2黏度增大而减小;生产压差相同时,注采两端压力越大,极限井距越大,油相黏度及油相启动压力梯度的下降幅度越大。     

低渗油藏CO2混相驱启动压力梯度实验研究

低渗透油藏开发过程中存在启动压力梯度,CO₂混相驱过程复杂,需要进行深入研究。将CO₂混相驱过程分为原始油相带、注气前缘带、混相油带和注气后缘带,主要采取短岩心驱替实验测定启动压力梯度。研究表明,低渗透岩心的压力梯度与流量关系图都呈凹型分布,存在非线性流动和线性流动。启动压力梯度的主要影响因素有流体粘度、有效渗透率、流体密度和气油比等。启动压力梯度与岩心渗透率成幂函数变化,指数为-0.482。     

低渗透油田合理井距确定方法研究——以N油田为例

针对低渗透油田合理井网密度问题,从开发技术条件与经济效益两个方面出发,考虑启动压力梯度影响,采用势的叠加原理,建立了油水两相稳定渗流时的技术极限井距模型,并推导出不同注采压差下技术极限井距与含水饱和度、含水率以及储层渗透率的关系。根据N油田采收率与水驱控制程度、井网密度的关系,考虑销售收入、开发投资的将来值、维修及管理费用等,运用曲线交会法计算出不同油价对应经济极限井网密度及经济合理井网密度。N油田目前开发阶段反九点井网210 m井距小于技术极限井距,仍有加密潜力。     

稠油油藏水平井极限井距的确定方法

针对稠油具有启动压力梯度的渗流特点，利用等值渗流阻力法给出了较简洁的水平井产能公式。利用该产能公式可以确定水平井的极限技术井距，为具有Bingharn流体流变性的稠油油藏部署开发井网提供了参考。     

Modeling CO2 miscible flooding for enhanced oil recovery

The injection of fuel-generated CO2 into oil reservoirs will lead to two benefits in both enhanced oil recovery (EOR) and the reduction in atmospheric emission of CO2. To get an insight into CO2 miscible flooding performance in oil reservoirs, a multi-compositional non-isothermal CO2 miscible flooding mathematical model is developed. The convection and diffusion of CO2-hydrocarbon mixtures in multiphase fluids in reservoirs, mass transfer between CO2 and crude, and formation damages caused by asphaltene precipitation are fully considered in the model. The governing equations are discretized in space using the integral finite difference method. The Newton-Raphson iterative technique was used to solve the nonlinear equation systems of mass and energy conservation. A numerical simulator, in which regular grids and irregular grids are optional, was developed for predicting CO2 miscible flooding processes. Two examples of one-dimensional (1D) regular and three-dimensional (3D) rectangle and polygonal grids are designed to demonstrate the functions of the simulator. Experimental data validate the developed simulator by comparison with 1D simulation results. The applications of the simulator indicate that it is feasible for predicting CO2 flooding in oil reservoirs for EOR.     

水驱转CO2混相驱渗流机理及传质特征

CO₂混相驱作为三次采油技术一般在注水开发之后实施,其需要考虑水驱后残留在孔隙中的注入水对CO₂混相驱的影响。基于常规PVT多次接触实验,采用带多点取样孔的长填砂管,在不同含水阶段分别开展注气驱替实验和气水交替驱实验,研究多孔介质中可动水参与下的多相多组分渗流规律以及不同含水率对油、气两相组分传质的影响。研究结果表明：在不同含水率下CO₂与原油仍能发生混相,CO₂的注入形成了新的渗流通道,扩大了水驱波及体积。但高含水率对油相和气相间组分传质有一定的抑制作用。此外,不同含水率下转CO₂驱会在储层中形成不同的油、气、水三相渗流和分布特征,从而影响采出程度,而气驱最终采收率主要受注气驱油效率和水驱波及体积共同作用的影响。     

Kinetics of CO2-induced asphaltene precipitation from various Saskatchewan crude oils during CO2 miscible flooding

A molar CO₂ programmed titration technique was used to evaluate the kinetics of CO₂-induced asphaltene precipitation from three Saskatchewan crude oils (namely Steelman, 12-25-6-14w2 and D8-12-6-14w2) under isothermal (in the range of 300–338 K) and isobaric (at 17.2 MPa) reservoir conditions in a solids detection system (SDS) consisting essentially of a mercury-free, variable volume, fully visual, JEFRI PVT cell. The results show that the rate of asphaltene precipitation depends on, both, the asphaltene and CO₂ contents of the oil. This work represents the first attempt at obtaining kinetic data for asphaltene precipitation from crude oil without any pretreatment of the oil as well as formulating a kinetic model that fits the data. Different values for the reaction order (m) of asphaltene, and the reaction order (n) for CO₂ were obtained for the same oil at different temperatures. This shows that the mechanism for CO₂-induced asphaltene precipitation was temperature dependent. Also, the values of n for all the oils at all the temperatures were much larger than the corresponding values for m. This shows that asphaltene precipitation is extremely more sensitive to CO₂ content than asphaltene content, even though the contribution from asphaltene content in the oil cannot be ignored. The large overall reaction order (m+n>4) also provides the experimental evidence to confirm that asphaltene precipitation is not an elementary process.     

低渗透油藏不同井网系统注采井距研究

根据渗流理论,推导了水平井注采井网井间压力及压力梯度分布公式,分析了水平井注采井网、混合井网和直井井网不同井网系统沿程压力及压力梯度分布规律,提出了低渗透油藏极限注采井距确定方法,并对其影响因素进行了分析。结果表明,直井井网系统驱替压力梯度在注采井附近较大,而在注采井间较大范围内较小;水平井井网系统的流体在注采井间内为近似线性流动,压力降几乎呈线性变化,压力损失明显低于直井,具有更大的驱替压力梯度,且沿程基本保持不变。因此对于低渗透油藏,水平井注采井网更容易形成有效驱替,其极限注采井距为直井井网的3~4倍,混合井网的2~3倍。     

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。     

低渗透油藏CO2驱注入方式优化

根据吉林油田某低渗透区块的油藏条件,运用数值模拟方法研究不同驱替方式下的驱油效果。数模结果显示,交替驱替方式优于注水方式和连续气驱方式,能大幅度提高原油采收率。在交替驱过程中,气段塞和水段塞的先后顺序对采收率有显著的影响,气水交替驱优于水气交替驱,随着注气速度的增加,采收率的差值也逐渐增加。气水交替驱注入CO2能够和原油充分接触,越早注入CO2,对提高原油采收率越有利。该研究不仅为低渗透油田CO2驱油技术提供了理论基础,而且对于国家下一步进行CO2驱油和埋存潜力评价及规划具有重要的借鉴意义。     

利用PR状态方程确定CO2驱最小混相压力

CO2与原油接触时会发生传质现象直到两相组成相似,此时界面张力消失,即达到混相。最小混相压力(MMP)是CO2混相驱的重要参数之一,目前主要采用细管实验法来确定其大小,但该方法费时费力,而经验公式法又存在较大的局限性。利用PR状态方程确定了气、液达到平衡时的各组分组成,并结合混相函数计算出了此时的MMP值。实例表明:与经验公式法相比,由PR状态方程计算出的MMP值最接近细管实验值;混相函数的迭代精度对计算出的MMP值影响较大。     

降低CO2驱油最小混相压力化学体系研发

CO2驱提高原油采收率技术由于兼具高效、节能减排等优势在中外发展迅速,但胜利油田滩坝砂油藏CO2驱最小混相压力高,混相驱替难以进行,驱油效率较低。为此设计了一种兼顾增效和增溶作用的化学体系,可以显著降低CO2与原油之间的最小混相压力,改善非混相驱替效果。首先通过测定CO2中原油的抽提量及原油中CO2的溶解量,筛选出相应的增效剂DYJ-13和增溶剂S6。进一步对两种化学剂进行复配,系统考察了不同配比对CO2萃取抽提原油能力的影响,结果表明,随体系中DYJ-13质量分数的增加,增效因子先上升后下降,增溶因子变化不大,从而确定出最优的化学体系DYJ-13∶S6=3∶7。最后采用长细管驱替实验方法,测定了加入质量分数为3%的复配化学体系后,试验区原油与CO2之间最小混相压力由31.65 MPa降至24.60 MPa,降低幅度达22%。所研发的化学体系具有较高的应用潜力,建议开展单井试验。     

特低渗透油藏CO2混相驱和非混相驱水气交替注采参数优化

以大庆油田贝14区块和树101区块为研究对象,应用油藏数值模拟方法,优化了CO2混相驱和非混相驱水气交替的注采参数.采用经济评价的方法,以经济利润为目标,对CO2水气交替过程中的水气比、注气速度、水气交替时间和水气交替时机4个参数进行了优化研究.结果表明,对于CO2混相驱,气油比达到50 m3/t时开始水气交替,水气比...     

烃组分对CO2驱最小混相压力的影响

针对CO_2-EOR原油组分对混相能力影响的问题,应用界面张力消失法设计了不同碳数烃组分、不同族烃组分、不同含量烃组分混合模拟油与CO_2的最小混相压力实验,分析不同族烃组分与CO_2最小混相压力的变化规律,探寻原油中影响CO_2驱最小混相压力的关键组分。研究表明:原油中不同组分与CO_2的最小混相压力不同,相同碳数烃组分最小混相压力依次为:烷烃、环烷烃、芳香烃;同族烃的碳数越小,最小混相压力越小;相同碳数烃类的混合组分模拟油的最小混相压力小于单一烃组分的最小混相压力;原油中低碳数烷烃含量增加,最小混相压力降低,高碳数芳香烃含量增加,最小混相压力升高。该研究结果为多种类型油藏实施CO_2驱提高采收率提供了数据材料及理论支撑。     

Experimental study on asphaltene precipitation induced by CO2 flooding

The effects of CO2 pressure,temperature and concentration on asphaltene precipitation induced by CO2 were studied using a high-pressure vessel,interfacial tensiometer,Fourier transform infrared （FTIR） and drill core displacement experimental apparatus.The results indicated that the content of asphaltene in crude oil decreased,and the interfacial tension between a model oil and distilled water increased,with an increase of CO2 pressure,decrease of temperature and increase of molar ratio of CO2 to crude oil when CO2 contacted crude oil in the high pressure vessel.The content of asphaltene in sweepout oil and the permeability of test cores both also decreased with an increase of CO2 flooding pressure.The main reason for changes in content of asphaltene in crude oil,in interfacial tension between model oil and distilled water and in the permeability of the test core is the precipitation of asphaltene which is an interfacially active substance in crude oil.Precipitation of asphaltene also blocks pores in the drill core which decreases the permeability.     

CO2驱替过程中沥青质沉积及其对原油采收率的影响

针对CO2驱油过程中易造成沥青质等重有机质沉积,导致原油组分发生改变,影响驱油效果这一问题,考察了不同原油沥青质含量、岩心渗透率条件下沥青质的沉积量及CO2驱油效果,研究了CO2驱替过程中沥青质沉积和原油采收率的变化规律。实验结果表明,CO2驱油过程中引起的沥青质沉积与岩心渗透率、原油初始沥青质含量直接相关;相同条件下,低渗透岩心对沥青质沉积的影响更为明显;此外,随着沥青质沉积量的增加,CO2驱的采收率降低。     

CO2 miscible flooding in low permeability sandstone reservoirs and its influence on crude oil properties

Miscible CO₂ injection process has become widely used technique for the enhanced oil recovery in low permeability reservoirs. Core flooding experiments and field test of CO₂ miscible flooding in low permeability sandstone reservoirs and its influence on crude oil properties was studied. The results showed that CO₂ miscible flooding in low permeability sandstone reservoirs can enhance oil recovery both in laboratory study and field test. The permeability of sandstone reservoirs decreased during CO₂ miscible flooding due to the precipitation of asphaltene of crude oil. The precipitation of asphaltene lead to a reduction of asphaltene content and the apparent viscosity of crude oil. A further study on inhibitors and removers for asphaltene deposits from crude oil should be investigated to prevent and remove asphaltene deposits in low permeability sandstone reservoirs.     

低渗油藏水驱后CO2潜力评价及注采方式优选

针对延长油田乔家洼区块由于基质致密和非均质性严重造成注水开发效果差的问题,通过开展CO2室内驱油实验,在水驱基础上分别对连续气驱和气水交替驱驱油潜力进行评价,并对气水交替驱流体注入速度、段塞尺寸及气水比等注入参数进行优化。同时,对区块采用水驱、优化井网后水驱、利用优化的CO2驱注入参数开展气驱和注气5年后转气水交替驱4种开发方案,进行数值模拟产量预测。实验结果表明,CO2驱在目标区块高含水后有着较大驱油潜力,连续气驱和气水交替驱分别在水驱基础上可提高采收率8.43%和20.95%;气水交替注入方式下采收率随各注入参数的增大均呈先增加后降低的趋势,最佳注入速度、最佳注入段塞尺寸和最佳气水比分别为0.73mL/min、0.1PV和1∶1。数值模拟结果表明:优化井网后水驱、连续气驱和注气5年后转气水交替驱3种方案在开发15年后,分别可以在原水驱方案基础上提高采收率0.77%、13.81%和12.98%,建议采用注气5年后转气水交替驱方案进行生产。     

特低渗透油藏CO2非混相驱井距与产量关系理论模型

依据预期产量建立井距模型对于确定合理井网密度具有重要意义。基于特低渗透油藏非线性渗流理论,考虑CO₂对原油的降黏作用及油相启动压力梯度变化,建立了一维CO₂非混相驱渗流数学模型。在此基础上,应用Buckley-Leverett驱替理论和渗流理论,建立了特低渗透油藏CO₂非混相驱井距与产量关系理论模型,开发了井距计算软件并进行了实例计算和理论图版绘制。结果表明,考虑油相黏度、油相启动压力梯度均变化时,井距最大;在驱替前期,油相启动压力梯度对井距的影响显著,而油相黏度对井距的影响较小,在驱替后期油相黏度对井距的影响逐渐变强;井距随预期产量的增加而减小,预期产量越小,井距增长得越快;井距随地层原油初始黏度、油相初始启动压力梯度的增加而减小。井距与产量关系理论模型给出了一种依据预期产量计算井距的快速计算方法,为油田井网部署提供了理论依据。