关于CO2 对储层伤害及对策的研究与应用

我国四川、大庆、新疆、长庆、吉林等油气田,有相当一部分油气井储层中都含有对储层存在严重伤害的CO₂、H₂S、等酸性气体。目前,国内外对气藏含CO₂酸性气体对储层伤害与对策研究的重视还相对较弱,文章针对含CO₂气藏性质,开展了CO₂酸气对储层的伤害机理、影响因素及对策的研究,采用了酸清洗、注入防垢剂的化学防垢方法与强磁物理防垢等方法,有效防治CO₂结垢导致的储层堵塞的伤害,从而达到了保护储层与提高油气田采出程度的目的,这对于含CO₂油气田的安全、科学、有效开发具有一定的指导意义与参考价值。     

原油对CO2腐蚀影响的模拟研究

原油在某种程度上能降低输送管线中CO2 等酸气引起的腐蚀,但目前针对原油对CO2 腐蚀影响的研究主要是定性的。采用自行设计的试验装置,选取渤海开发油田8 个有代表性的原油样品(中质油—重质油),通过大量室内模拟加速试验,研究了原油、水及CO2 多相体系中原油加入量、温度、流速、原油物性和CO2 分压等因素对全面腐蚀速率的影响规律。研究结果为进一步建立原油对CO2 腐蚀影响的预测模型和开展原油对CO2 腐蚀影响的定量研究奠定了基础。     

苏北盆地黄桥地区富CO2流体对油气储-盖系统的改造作用

查明富CO₂流体对储-盖系统的改造作用,对于研究CO₂活动与油气成藏效应、CO₂储存和CO₂驱油提高采收率有着重要意义。选取下扬子苏北盆地黄桥地区和句容地区的二叠系龙潭组储层和大隆组盖层组合,分别作为有无CO₂流体活动的对比研究对象。通过薄片观察统计、矿物成分和碳同位素分析,查明了两个地区储层的异同点。黄桥地区储层的自生矿物以石英次生加大边和高岭石充填为主,发育少量片钠铝石,句容地区不发育片钠铝石,且次生石英含量不高;黄桥地区储层孔隙度明显高于句容地区,薄片下观察到大量长石溶蚀孔隙,偶见长石溶蚀孔内生长片钠铝石雏晶,是CO₂与长石发生水岩相互作用的直接证据;黄桥地区和句容地区盖层均为黑色块状泥岩,黄桥地区盖层发育微裂隙,但裂隙均已再充填方解石脉,碳同位素数据表明方解石脉为富CO₂流体活动结果,在句容地区泥岩盖层中未见大量裂隙和矿物脉。综合研究分析表明,富CO₂流体充注引起储层砂岩中长石大量溶蚀,增加了孔隙空间,片钠铝石、次生石英和高岭石自生矿物组合序列沉淀,同时富CO₂流体的连续活动导致泥岩盖层发生方解石沉淀,充填盖层裂缝,有利于提高盖层的封盖能力。     

储层流体性质识别方法研究

据试油、录井及常规测井解释资料,并与特殊项目测井相结合,对储层的流体性质识别方法展开研究,确定各油层组的典型油水层,并对这些油水层进行分析。根据前期研究成果,目前流体性质识别方法主要有时间推移测井法、测井参数重叠法、测井交会图法、声波反算电阻率与测井电阻率重叠法及特殊测井识别法等方法。     

塔中地区深部流体对碳酸盐岩储层的改造作用

塔中地区岩石及原油的稀土元素分析、二氧化碳碳同位素分析以及储层流体包裹体测温证实了深部流体的存在。盆地基底以下的深部流体通过深大断裂及火山活动进入盆地内,通过物质和能量交换对碳酸盐岩储层进行溶蚀和交代,使碳酸盐岩储集层的孔、渗结构发生改变,从而形成深埋改造型的优质碳酸盐岩储层。塔中西部地区沿大断裂及火山活动区发现的萤石矿带是深部流体作用的产物,是塔中45油田的主要储集层类型。深部流体的来源及活动范围与深大断裂以及火山活动密切相关,深大断裂以及火山岩发育区可以作为寻找深部流体改造型储层的标志。     

孔喉结构对CO2驱储层伤害程度的影响

在CO₂驱提高采收率的过程中,CO₂与原油、基质矿物的相互作用会对储层孔喉结构造成一定的伤害。为了揭示孔喉结构对CO₂驱储层伤害程度的影响,利用高压压汞、扫描电镜结合核磁共振技术,通过室内物理模拟实验确定岩心样品的孔喉堵塞程度,评价了不同孔喉结构的岩心样品在CO₂驱过程中的伤害程度,明确了CO₂驱储层伤害机理。实验结果表明：CO₂驱过程中产生的沥青质沉积及酸化作用对储层孔隙度的影响很小,实验岩心样品的孔隙度降幅为1%左右,而渗透率受到的伤害程度较高,Ⅲ类孔隙结构岩心的渗透率降幅达20.55%,且渗透率越低、孔喉结构越差,渗透率受到伤害的程度越高;孔喉堵塞程度与孔喉结构参数成正相关关系,孔喉结构越差,中值半径越小,越容易发生孔喉堵塞;Ⅰ类孔隙结构岩心的孔喉堵塞程度较低,Ⅲ类孔隙结构岩心的孔喉堵塞程度明显增高,最高可达到34.32%。该研究结果可为CO₂驱现场高效应用提供依据。     

CO2吞吐对储层结垢趋势的影响研究

在采用CO2吞吐采油过程中,由于CO2的注入,对储层可能造成结垢伤害。室内实验表明:在地层高压条件下,产生CaCO3垢的可能性较小,在温度有明显升高的部位可能形成CaCO3垢;随着水中溶解的CO2减少,pH值升高,CaCO3结垢的趋势增大;高矿化度油田水能促进CaCO3溶解,可抑制CaCO3垢的生成;CaCO3优先于MgCO3,CaSO4成垢。用东辛地层水试验表明,CO2的注入对其三口井岩心的渗透率影响不大。     

渤海XX29-2油田中深层优质储层成因分析

为研究XX29-2油田沙河街组中深层储层特征,运用薄片镜下观察、岩心描述、物性分析、扫描电镜等手段对其岩性、物性进行精细分析。结果表明,XX29-2油田沙河街组中深层储层砂岩类型以含砾中-粗粒岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,孔隙类型以粒间孔为主,储集性好,为中孔高渗优质储层。按一般的理论分析,中深层的储层因受成岩作用影响,物性多为低一中孔渗,为了解这种中深层优质储层的成因,从影响中深层优质储层成因的七个因素对其做了分析,最后得出CO₂热流体和粗粒砂岩是形成该区优质储层的主控因素。这一成果为下步渤海中深层有利目标的勘探提供了科学依据。     

CO2和N2对页岩气开采效果的影响

面对全球能源短缺问题,页岩气作为一种新兴的非常规资源成为研究热点。以鄂尔多斯盆地延长组页岩为例,采用数值模拟手段建立三维地质模型,研究不同CO_2或CO_2/N_2混合气体注入速率及混合气体中N_2占比对页岩气产量的影响。研究结果表明,以0.05,0.5和1 kg/s的速率注入CO_2或CO_2/N_2混合气体均能提高页岩气产量,注入混合气体效果优于单纯的CO_2。仅以0.05 kg/s的速率注入CO_2,30 a后甲烷生产井中不会出现气体突破现象,页岩气产量可提高13.21%。以0.05 kg/s的速率注入CO_2/N_2混合气体,甲烷生产井中会出现N_2突破现象,N_2质量分数越大,突破时N_2含量越多。实际工程中为了防止甲烷生产井中气体突破含量超过10%的限制值,需要严格控制CO_2或CO_2/N_2混合气体的注入速率以及混合气体中N_2的质量分数。     

页岩储层超临界CO2压裂液滤失规律实验研究

压裂施工过程中,压裂液的滤失量是影响压裂裂缝几何形态和压裂效果的主要因素,但目前中国还没有对页岩储层超临界CO₂压裂液滤失规律实验方面的报道。因此,结合中国典型页岩气储层特征,研究了非线性滤失条件下,不同初始相态的CO₂压裂液在地层岩心中的滤失规律,在此基础上分析了CO₂压裂液滤失规律的主要影响因素,以及不同实验条件下CO₂压裂液的滤失机理。实验结果表明,CO₂压裂液的滤失规律受注入压力、压差、裂缝开启度及压裂液黏度等因素的影响,随着注入压力、压差、裂缝开启度的增大,CO₂压裂液滤失速率增大;不同滤失实验条件下,影响CO₂压裂液滤失规律的主导因素不同,当CO₂压裂液处于超临界状态(7.38 MPa,31.1℃)时,由于黏度较大,超临界CO₂压裂液的滤失系数相对较小。      

二氧化碳泡沫压裂液性能研究

对低压、低渗、水敏地层采用CO2泡沫压裂技术,起到增产增注效果。泡沫压裂由于具有地层伤害小、返排迅速、滤失低、粘度高、摩阻低以及携砂能力强等优点,因而在以上储层的改造中得到了广泛应用。研究了影响CO2泡沫压裂液性能的主要因素,如泡沫质量、温度、压力、稠化剂、酸性交联剂,并对CO2泡沫压裂液性能进行了评价。     

超深裂缝性碎屑岩储层天然裂缝激活研究

针对塔里木油田白垩系巴什基奇克组超深裂缝性碎屑岩储层天然裂缝激活方法不明确的问题,根据摩尔-库伦破坏准则,对研究区储层天然裂缝发生剪切激活和张性激活条件进行分析,模拟测试了水力压裂和酸化压裂中的裂缝导流能力.研究结果显示:水力压裂中存在相互错动的裂缝导流能力是无错动裂缝的100～1000倍,无错动裂缝加砂后导流能力超过...     

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本文概述了碎屑岩中常见粘土矿物的产状、类型及特征,X-射线衍射分析,以及粘土矿物对储集层物性、油气生产的影响,并用实例进行了验证。     

莺歌海盆地深层高含CO2高含水气藏气相渗流机理

南海莺歌海盆地深层气藏具有高温、高压、高含水和高含CO₂等典型特征,其渗流机理十分特殊。为揭示该类气藏渗流特征,剖析产气能力的影响因素,通过搭建超高温高压长岩心驱替实验系统来模拟实际储层的温压条件,开展不同含水条件及不同CO₂含量下的气相渗流实验。研究表明:该类气藏渗流特征可划分为产生启动压力、低速非达西渗流、达西渗流和偏离达西渗流4个阶段;束缚水会引起低速非达西渗流,可动水会导致启动压力产生,且束缚水在高压差下会转为可动水,导致气相渗流偏离达西渗流,形成或加剧气水两相流动,降低高压差下气相渗流能力;气组分中CO₂不仅会导致低速非达西渗流阶段时间延长,高含量下还会促进束缚水转为可动水,形成启动压力,并使高压差下偏离达西渗流阶段提前到来。因此,此类气藏含水饱和度和CO₂含量的增加均会抑制产气能力,应严格控制气藏生产压差,避免低速非达西渗流和高压差下偏离达西渗流产生。研究结果可为该类气藏的高效开发提供理论依据。     

裂缝性致密油藏二氧化碳吞吐基质-裂缝间流体渗流特征研究

为深入探究裂缝性致密油藏CO2吞吐过程中基质-裂缝间流体渗流机理,采用自主设计的高压无磁岩心夹持器开展脉冲式注CO2吞吐岩心实验.基于核磁共振T2谱测试原理,对CO2吞吐过程中的岩心进行在线扫描,研究CO2吞吐过程中基质内孔隙中原油的微观动用特征和基质-裂缝间流体的渗流特征.结果表明:CO2进入裂缝后,沿着裂缝驱替原油...     

济阳坳陷CO2气藏勘探有利区带分析

对气藏的形成和火成岩及断裂活动关系进行了研究,结果表明新近纪以后形成的碱性橄榄玄武岩具有较有利的气源条件,CO2气藏具有晚期成藏的特点。郯庐断裂以及埕南断层、齐广断层等是济阳坳陷内CO2气藏的成气断裂,高青-平南断层、商店-平方王断层、王判镇断层以及白桥断层等可能是对气藏的形成有较大控制作用的输气断层。埕南断裂带和王判镇-高青-平方王构造带是下一步勘探的有利区带。     

CS油田CT复杂断块低渗透油藏CO2驱动态调整研究

旨在探讨CS油田复杂断块低渗透油藏CO2驱油矿场试验过程中的动态跟踪及调整方法,利用数值模拟手段,采用"方案-实施-跟踪-调整方案-再实施-再跟踪-再调整"的方法,将理论与实际有机地结合起来。随着现场方案的实施,对注气后井口注入压力、吸气剖面、原油组分和米采油指数等指标的变化规律进行了分析,通过数模的不断模拟跟踪,适时调整注入参数。现场实际注入CO2段塞尺寸逐渐加大,累计注CO2(液态)从初期的12×104t增加到15×104t,再追加到目前的18×104t,在保持较好的增油效果和有效地控制大面积气窜的情况下,探讨低渗油藏CO2注入量和压力对混相带的影响,评价CO2混相驱的开发效果。通过上述方法使方案优化的注入参数更趋科学合理,更有效地指导矿场应用。     

层内自生 CO2吞吐机理数值模拟研究

层内自生CO2技术是一种新的增油方式。在所建立的真实油藏单井径向模型的基础上,通过数值模拟研究,得出层内自生CO2吞吐可以降低原油粘度、膨胀原油体积、抽提原油中的轻质组分;生气剂注入速度过快会形成生气剂溶液对原油的驱替,不利于吞吐的进行,而焖井时间越长,吞吐的效果越好。因此,在自生CO2吞吐过程中应适当降低生气剂注入速度和延长焖井时间。     

低渗油藏CO2驱气水段塞比优化

根据吉林油田某区块的油藏条件,运用数值模拟方法,研究不同注入方式下的驱油效果。数模结果显示,与水驱和连续注气方式相比,气水交替驱能大幅提高原油采收率。在气水交替驱过程中,在一定井底控制压力下,最佳气水段塞比是变化的,它与渗透率、注气速度和井底压力等因素有关。最佳气水段塞比对渗透率的变化比较敏感,注气速度其次,井底控制压力再次。随着渗透率的增加,最佳气水段塞比逐渐减小,而采收率也逐渐减小。渗透率在一定范围内,渗透率越低,气水交替驱的效果越好。这也从理论上证明,与中高渗透油藏相比,气水交替驱更适合低渗透油藏。它为油田CO2驱油技术提供了理论基础。