不同CO2驱开发方式微纳米级别孔喉适用范围研究

为了研究不同CO₂驱开发方式在油藏微纳米级别孔喉内适用范围,采用高温高压核磁共振方法,建立核磁共振T2谱与孔喉尺寸的转换关系,定量描述了水驱、CO₂驱、水气交替驱、泡沫驱在天然岩心内驱油范围及增油来源。实验结果表明：水驱可进入0.1μm级别孔喉,CO₂可进入0.01μm级别孔喉,水驱产油以可动油为主,CO₂驱增油以束缚油为主;在多轮次驱替后,岩心出现大孔道,水气交替和泡沫驱可产生封堵,但泡沫驱适应范围更广,在0.1um级别以下孔喉采出程度高于水气交替30个百分点。     

高温高压CO2/水交替微观驱油机制及运移特征

 针对复杂的油藏环境, 利用高温高压微观可视化模拟系统, 在60℃、18 MPa 下进行CO₂/水交替驱油实验, 以便更直观、清楚地观察水、二氧化碳气体及CO₂/水交替驱的驱油现象。通过观察水、二氧化碳气体和CO₂/水交替驱油过程中多相流体的渗流过程及残余油分布状况, 详细地描述多相流体在多孔介质中的运移特征, 并应用图像处理技术和软件分析方法定量分析各阶段模型内残余油比例。结果表明, CO₂/水交替驱油既克服了水驱替过程中的绕流现象, 也降低了二氧化碳驱过程中气沿渗透性好的孔道、区窜进问题, 使水、气驱替优势互补。CO₂/水交替驱与二氧化碳驱相比提高采收率12.31%。从而为CO₂/水交替驱油提高采收率技术进一步发展提供基础。     

CO2微观驱油实验研究

针对不同CO2驱油方式下提高采收率机理认识仍不完全清楚等问题,利用与地层孔隙结构相似的高压可视化微模型进行了水驱、CO2非混相驱、CO2近混相驱和CO2混相驱四组驱替实验,并采用微观驱油动态彩色图像分析和二值化处理相结合的研究方法,对比研究了不同驱替方式中驱替前缘形状、油气界面、油气分布特征、含油面积大小和模拟油颜色变化。结果表明:水驱油时,水大部分以非活塞形式驱油、油水界面呈凹凸弧线形;CO2非混相驱中,CO2与原油存在明显的两相流,界面形状比较锐利,窜流和混流比较严重,气体突破较早;CO2近混相驱替过程中,油气界面模糊、两相区不明显、没有形成明显的混相带;而混相驱过程中形成了清晰可见的混相带,油气界面明显圆滑和模糊,在相同条件下混相驱持续的时间最长,采收率最高。该研究对CO2有效驱油和驱油机理认识具有重要的理论意义。     

CO2驱油开采技术

目前低渗油藏面临着孔隙通道微细、渗透率低和渗流阻力大等问题,给油藏的开采带来诸多不利。为改善这一现状,提高原油的采收率,有必要了解目前CO2驱油开采技术。在参考大量相关文献后,对CO2驱油开采技术进行总结和归纳,内容包括:1)CO2的物理化学性质及驱油机理;2)CO2驱油目标地层筛选标准;3)CO2驱油分类;4)CO2驱油存在的问题,并对这些问题提出一些解决方法,具有一定指导价值。     

芳48 CO2驱油先导试验区水气交替参数优化

以芳48断块CO2驱油先导试验区为研究对象,对其数据进行历史拟合后,从2010年3月开始设计5 a的水气交替方案进行模拟研究。按照正交试验的方法对水气交替方案进行设计,从而在相对较少方案的基础上对水气强度比、段塞大小、注入强度、水气段塞比等参数进行优选,并对影响水气交替效果的因素进行排序。结果表明:对于芳48断块的水气交替,对其采出程度影响最大的是水气强度比,其次依次为日注水量,周期注入量和水气段塞比;据累积采出程度优选出的最佳方案参数为周期注入0.005VHCP(VHCP为烃孔隙体积)、日注水量7 m3、水气注入强度比1∶2、水气地下段塞体积比1∶2,与直观分析所得最优参数取值基本一致。该方案2015年的采出程度为18.73%,比衰竭开发提高了5%以上。     

致密油储层CO2驱核磁共振实验研究

针对致密油储层动用困难问题本研究以CO_2为注入介质,对致密油注气开发效果进行评价,并借助核磁共振技术,从微观角度阐述了致密油储层注CO_2的驱替特征。实验结果表明,CO_2驱可以有效启动赋存在致密孔隙中的原油,非混相压力下(10 MPa),CO_2突破快,小孔隙中原油未动用,驱替后原油饱和度分布不均匀,驱替效率低;而在混相压力之上(24 MPa),CO_2突破明显变慢,驱替后原油饱和度均匀下降,大小孔隙中的原油均被启动,采出程度较高。此外从采出原油组成可以看出,高压下CO_2抽提作用非常明显,原油组分以C7~C29为主,几乎不合C30+组分,这表明CO_2会导致原油中重质组分在孔隙中沉积。     

苏北低渗透油藏CO2驱油开发模式探讨

CO₂驱是改善低渗油藏开发效果行之有效的方法之一。针对中国石化华东油气田苏北低渗透油藏三十多年的CO₂驱油矿场实践,将华东目前注气区块按油藏特点和不同注气时机总结为4种开发模式。详细阐述了每种模式的驱油机理、适合油藏类型和典型实例。其中,深层低渗透油藏同步注气开发模式适合于深层、强水敏的低渗透油藏,能较好地补充地层能量;大倾角油藏衰竭开采后注气（吞吐）开发模式适合于大倾角、薄层且分布稳定的特低渗透油藏,可大幅度提高单井产能;高含水油藏水驱转注气开发模式适合于注水开发效果差的中高含水低渗透油藏,能有效改善水驱开发效果;二次注气开发模式适合于注气开发后再次注气的低渗透油藏,通过对开发层系、注采结构、注入方式和注入剖面的综合调整抑制气窜,可再次提高采收率。该研究成果对于低渗透油藏的CO₂驱油方式选择具有借鉴价值。     

化学驱微观机理及体系优选实验研究*

通过微观仿真刻蚀模型,结合河南油田某区块的孔隙结构,在水驱基础上进行表活剂驱、聚合物驱、聚合物/表活剂二元驱。分析研究了每种驱替体系对水驱产生的盲端、膜状、吸附、簇(柱)状、孤岛状的启动机理,同时量化三种化学体系对各类剩余油在模型中的驱替效率。实验结果表明,盲端剩余油适合高黏聚合物体系,针对不同形状盲端不同界面张力的体系作用效果不同;孤岛状剩余油适合高黏体系,界面张力对其影响不大;吸附状剩余油适合聚合物体系的黏度为(10~20)m Pa·s,且降低体系界面张力有利于启动此类型残余油,但在模型中多会形成此类残余油;膜状剩余油在低黏度聚合物体系下即可以很好启动,适宜体系界面张力数量级在10-1~10-2之间;化学驱启动剩余油,后续油启动运移过程中易形成小径簇状油,其含量在剩余油中占的饱和度较大。     

室内注二氧化碳微观驱油机理研究

通过大庆外围特低渗透储层岩芯一维物理模拟实验,研究注水、注气、注水转注气这3 种方式的驱油微观机 理,对现场注水转注CO2 提出可参考性建议。实验中主要利用了CO2 的萃取、降黏等特点,与水驱相比,CO2 驱驱油 效率更高,增油效果明显。实验表明：对于低渗透储层,注水开发效果最差,约为40%;不同注水时机转气驱效果均好 于水驱,而且注水时机越早采出程度越高,在10% ～20% 含水率转注气能有较好的经济效益;注气驱采出程度最好且 采出程度都能达到67% 左右。通过核磁信号测量,对比不同开发方式的剩余油分布可以得出,水驱和气驱动用的主要 都是大孔隙中的油,而水驱转气驱由于CO2 的波及范围更广,能对小孔隙中的部分原油进行动用。     

低渗透性煤层注液态CO2置换驱替CH4试验

针对低渗透性煤层瓦斯难以抽采的问题,结合液态CO_2低温、低黏、渗流阻力小、相变增压等特性,提出低渗透性煤层注液态CO_2置换驱替CH_4技术。在韩城矿区桑树坪二号井开展煤层注液态CO_2置换驱替CH_4工业性试验,开发了压注工艺系统,确定了压注关键性参数,判定了CO_2置换驱替CH_4技术效果。试验结果表明:液态CO_2压注时压力呈现波动特性,起始升压速率较快,达到2.5MPa左右时趋于稳定;压注管路瞬时流量为0.6~1.4m~3/h,累计压注液态CO_2为6.0m~3;以压注过程中检验孔内CO_2体积分数为指标,判定试验有效影响半径达到18m。试验区域瓦斯抽采体积分数是原始体积分数的2.5倍,抽采纯量是原始纯量的3.5倍,相比瓦斯抽采效率提高。     

稠油泡沫驱和三元复合驱微观驱油机理对比研究

为了研究稠油泡沫驱和三元复合驱的微观驱油机理,利用微观仿真玻璃刻蚀模型进行了驱油实验,通过图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号,然后采用图像分析技术进行对比研究.结果表明,泡沫驱对稠油的微观驱油机理有乳化作用、贾敏效应和泡沫的挤压剪切作用,而三元复合驱主要还是通过聚合物对管壁剩余油、盲端剩余油的拉、拽作用达到剥离稠油的目的.泡沫驱和三元复合驱相比,泡沫驱具有贾敏效应,能够对水流大通道进行有效封堵,从而提高了驱替剂的波及系数.三元复合驱虽然对稠油也具有较强的乳化作用,但是未观察到乳化捕集作用从而引起波及系数的提高.由于波及系数的提高对于开发稠油油藏极为有利,因此泡沫驱对提高稠油油藏采收率具有很大的优势.     

砾岩储层不同润湿性水驱油微观仿真实验研究

根据砾岩油藏岩石的复杂孔隙结构,在玻璃片上制作透明的微观玻璃平面模型,并对其作不同润湿性的处理后进行水驱油实验,来分析油层内油水界面的状态、剩余油的分布规律以及水驱油规律。实验表明:(1)油湿与水湿的模型在油水分布平衡条件下,其微观孔隙内油水分界面凹凸方向相反;(2)微观孔隙结构中,细小孔道、流向垂直孔道、大孔道的壁面、盲孔这四种典型的孔隙结构极易形成剩余油;(3)亲油性油层的驱油效率比亲水性油层的低。     

聚驱后剩余油分布规律及挖潜对策研究

油田经过聚驱开发,剩余油分布更加复杂零散,运用油藏数值模拟技术、地质综合分析技术,研究了下二门油田聚合物驱后剩余油分布规律,并提出了聚驱后配套高效挖潜对策:不均匀井网优化重组技术、平面液流转向技术、含油污泥深度调剖技术等,实现了对不同类型潜力区的挖潜,这些配套技术应用于现场实际中,取得了较好效果,对其他油田改善聚驱后开发效果和进一步挖潜地下剩余资源具有重要的指导意义.     

ASP三元复合体系驱油微观机理研究

为了深入研究碱/表面活性剂，聚合物三元复合体系的微观驱油机理，利用平板夹砂模型和微观仿真模型，通过显微观察和录像的手段，直接观测流体在孔隙介质内的流动形态以及驱替过程中发生的现象。试验发现：三元复合驱具有很强的洗油能力，无论亲水介质还是亲油介质，三元复合驱均具有很强的使残余油变形的能力，使油藏流体流动性增强。从而提高水驱开发的波及系数。     

CO2-水-方解石相互作用后岩石表观形貌及渗透率变化特征

将CO_2注入地下油藏用于驱替原油是减少温室气体的排放及提高原油采收率的一种有效方法。CO_2注入地层后会与地层流体和岩石发生反应,其中岩石组成中的碳酸盐矿物极易与CO_2和水发生反应导致储层岩石物性发生改变。论文以方解石为代表样品,采用X射线衍射仪(XRD),电诱导双等离子体原子排放光谱测定仪(ICP-AES),扫描电镜(SEM)及在5 MPa压力下填砂模型的试验方法进行评价,分别考察了方解石的矿物学性质、CO_2-水-方解石反应前后方解石的表面物性、反应前后溶液的离子浓度变化及方解石填砂模型与CO_2、水反应后渗透率的变化。实验结果表明,与CO_2和水反应后,方解石出现溶蚀现象;反应压力增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca~(2+)、HCO_3~-浓度增加;反应温度增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca~(2+)、HCO_3~-浓度先增加,后降低;与CO_2和水反应后的方解石/石英砂填砂模型水测渗透率增加。     

游客呼吸对敦煌壁画白粉层的损害机理研究

壁画的美学价值主要在表面,壁画的表面主要由白粉层和颜料层组成。游客进入洞窟会使洞窟内的微环境(即温度、湿度、CO2)在短时间发生变化,这会产生一个连续的应力而使壁画疲劳老化,颜料层和最外层产生剥离、微裂隙等损害。为了研究游客呼吸对敦煌壁画的损害机理,采用澳大利亚TPG-1260-5×400-TH植物生长箱模拟游客呼吸作用导致的莫高窟窟内微环境的干湿变化;从宏观与微观的角度分析了在温度、湿度、CO2循环变化条件下,壁画白粉层的劣化情况。并得到了以下结论:宏观方面,随着干湿循环次数增多,白粉层逐渐出现起甲、龟裂等损害,损害的总面积随着循环次数增加而逐渐增大,单个剥离块的面积随着循环次数增加逐渐变小;白粉层的开裂有从中间向两边扩展的趋势。微观方面,通过循环前后的电镜照片分析,可知循环后与循环前相比,小孔隙数量减少,大孔隙与中孔隙的数量增加。     

平面非均质油藏水驱开采特征和剩余油分布实验研究

为明确平面非均质性对水驱开采特征和剩余油分布的影响规律,结合冀东油田非均质性强等特点,运用布置饱和度测量电极的平面非均质物理模型,开展不同主流线与渗透率分布之间的夹角对水驱开采特征和剩余油分布的影响研究。实验结果表明:当主流线与渗透率分布夹角增加时,开采时间增加明显,水流通道建立后,孔隙内含水不断增加,油水接触界面也在不断增加,平面波及系数有所上升,见水时间明显延长,产油速度变慢,最终采收率增幅明显;主流线与渗透率分布夹角为0°的模型中,在注入量为0.11 PV时,水开始在采出井突破,当夹角增加到30°时,水突破的注入量为0.35 PV,剩余油主要分布在非均质性引起的驱替死角,渗流阻力较大的局部中低渗带;单一表面活性剂驱并不适用于水窜后的平面非均质油藏,需要采用在强封堵能力调剖体系提高波及系数的基础上提高驱油效率的方式。     

江苏油田三元复合驱研究

针对江苏普通稠油油藏水驱采收率低的问题,通过配方优化和岩心物模驱替实验,构建了适合区块原油的三元复合驱配方。首先通过动态界面张力评价,筛选出了具有较高界面活性的表面活性剂/碱体系;同时采用不同HLB值的表面活性剂复配,优化体系的亲水亲油平衡,获得了具有超低界面张力的二元体系。最后通过岩心驱替物理模拟实验,评价了碱/表二元复合驱、聚合物驱、三元复合驱的驱油能力。结果表明,对于普通稠油油藏,单纯碱/表二元体系由于无法提高波及系数导致其提高采收率能力较差,而三元驱体系可以兼顾波及系数与洗油效率,所以获得了较高的采收率,因此对于水驱稠油提高采收率的首要指标是提高驱油剂的波及效率。