深层低渗透砂砾岩油藏注CO2吞吐提高采收率实验研究

深层低渗透砂砾岩油藏地层天然能量较低,压裂后产能递减较快,并且由于地层水敏性以及非均质性较强,采取注水开发的效果较差,采出程度较低。为进一步提高此类油藏的开发效率,开展了注CO₂吞吐提高采收率实验研究,分析了生产压力、焖井时间、吞吐周期以及岩心渗透率对吞吐采收率的影响,并结合核磁共振分析实验研究了CO₂吞吐微观孔隙动用特征。结果表明：生产压力越低、焖井时间越长,吞吐采收率越高;随着吞吐周期的增加,周期吞吐采收率和换油率均逐渐降低;岩心的渗透率越大,不同周期的吞吐采收率就越高;注CO₂吞吐的最佳生产压力为26 MPa,最佳焖井时间为8 h,最佳吞吐周期为5次。岩心的孔隙结构对CO₂吞吐过程中原油的微观动用特征影响较为明显,大孔隙发育较少、物性较差的岩心,吞吐初期主要动用大孔隙中的原油,而吞吐后期采收率的贡献主要来自小孔隙,此类岩心整体采出程度较低;而对于大孔隙发育较多、物性较好的岩心,大孔隙中原油的动用程度一直高于小孔隙,并且总体采出程度较高。S-1Y井实施注CO₂吞吐措施后,日...     

混相压力调节剂提高CO2驱采收率室内研究

中原油田部分区块属于高压低渗透油藏,油层温度高、矿化度高、注入压力过高、注水开发困难。为改善CO_2气驱开发效果,达到混相驱替,选取混相压力调节剂降低最小混相压力。实验测试不同浓度调节剂降低最小混相压力的效果,优选出混相压力调节剂浓度为0.3%(质量浓度),最佳调节剂注入段塞为0.1孔隙体积,最佳注入方式为(当总注入量)大段塞注入。结果表明,混相压力调节剂能明显改善气驱开发效果,为提高类似油藏气驱采收率提供依据。     

任11碳酸盐岩油藏注CO2提高采收率研究

许多碳酸盐岩油藏进入高含水开发期,如何挖潜,进一步提高采收率是目前的主要工作方向。目前任11碳酸盐岩油藏存在单井产油量低,注入水利用系数低,水驱效率越来越差的问题。因此需要探索新途径,以便进一步发挥油藏生产潜力。分析了任11油藏注CO2提高采收率的机理,开展了任11油藏注CO2提高采收率的数值模拟研究。针对研究区块的地质及开发特点,建立了相应的三维数值模型,在水驱历史拟合的基础上,应用数值模拟技术从注气强度、注气方式、注气部位,生产气油比控制等方面进行了优化研究。油藏注CO2方案模拟计算20年,产油量显著上升,采用注CO2可比目前开发方式提高采收率3.5%左右。     

低渗透油藏CO2混相驱油机制及影响因素

依据CO2降低原油黏度以及CO2在原油中的传质扩散混相机制,建立考虑吸附现象的低渗透油藏CO2混相驱油数学模型,模拟CO2混相驱油过程。采用Barakat-Clark有限差分格式对模型进行数值求解,分析Peclet数、注入压力、孔隙度、原油黏度等因素对CO2在流出端的浓度分布以及降黏效果的影响。结果表明:Peclet数越小、注入压力和孔隙度越大,CO2突破流出端的时间越早,同时改变油藏原油黏度的时间越早;初始原油黏度越大,CO2降低原油黏度的效果越明显。     

CO2/N2稀释对H2/CH4层流火焰传播特性的影响

利用本生灯-纹影系统实验研究含有CO₂,N₂的掺氢天然气层流预混火焰传播速度,并应用GRI-3.0机理模拟计算不同组分预混燃气绝热火焰温度、敏感性系数及重要自由基浓度等,详细讨论CO₂,N₂的稀释效应.研究表明,GRI-3.0机理能较好地预测掺氢天然气层流预混火焰传播速度;CO₂,N₂稀释组分会显著抑制掺氢天然气层流预混火焰速度及其绝热火焰温度;与N₂相比,CO₂不仅具有较强的热力学效应,且随着CO₂稀释比的增加,火焰中重要自由基H浓度显著减少,抑制氧化反应H+O₂O+OH对燃烧的主导促进效应,使预混燃料的层流火焰传播速度显著降低.     

低渗透油藏CO2非混相驱前缘移动规律研究

低渗透油藏CO₂非混相驱不同流体间相互作用复杂,前缘描述困难。为此,基于改进的CO₂驱相对渗透率模型,并考虑CO₂在原油中溶解及油相启动压力梯度的影响,推导出低渗透油藏CO₂驱分流量方程;引入渗流阻滞系数,对B-L方程进行修正,确立CO₂驱替前缘移动速度及饱和度剖面计算方法。通过与CO₂驱实验数据获取的含气饱和度剖面相对比,验证了计算方法的准确性。分析CO₂溶解作用、不同原油黏度及注入压力对CO₂驱前缘移动规律的影响,结果表明,考虑CO₂在原油中的溶解,前缘移动速度降低幅度超过50%;原油黏度越高,前缘移动速度越大;前缘移动速度随注入压力的增大而减小,并在最小混相压力处出现拐点。针对吉林、胜利与延长油田典型CO₂驱试验区,通过对比3者含气饱和度剖面分布,对3个区块CO₂驱的适应性进行了评价。     

特低渗透油藏CO2驱室内实验研究

针对大庆外围油田特低渗透油藏剩余油潜力大、井网加密效益差、水驱采收率低等问题,提出了特低渗透油藏CO2驱技术。通过细管实验和天然岩芯CO2驱油实验,确定了CO2与高台子油田原油的最小混相压力,评价了特低渗透砂岩油藏CO2驱油效果。实验结果表明,CO2驱可以应用于高台子油田,并取得较好的驱油效果。当天然岩芯空气渗透率为0.58 mD时,在水驱基础上,气驱可以进一步提高采收率8%以上,特低渗透油藏实施CO2驱油技术是可行的。     

Zn掺杂对Ni-MOF-74的CO2/N2吸附分离性能的影响

为了探究Zn掺杂对Ni-MOF-74的CO₂/N₂吸附分离性能的影响,以Zn、Ni为中心原子,采用水热法合成了一系列双金属Zn_xNi_1-x-MOF-74材料,并通过XRD、TG-DSC、SEM等对其在不同金属掺杂比例下的材料物化性能进行了研究,探究双金属协同作用对材料结晶度、热稳定性、晶体尺寸和形貌的影响。在热力学温度为273、298 K、压力为0～100 kPa的条件下测试一系列Zn_xNi_1-x-MOF-74的CO₂吸附等温线。结果表明：Zn_0.5Ni_0.5MOF-74吸附性能最佳,当273 K、100 kPa时,对CO₂的吸附量最大,可达149 cm³/g;当热力学温度为298 K、压力为100 kPa时,根据理想吸附溶液理论(ideal adsorption solution theory)估算CO₂/N₂     

塔河油田强底水砂岩油藏CO2/N2驱提高采收率机理

塔河油田强底水砂岩油藏开发后期,受强非均质性和底水锥进影响,大部分水平井出现了点状水淹,导致低产低效井增多,油藏含水率不断上升,井间剩余油动用难,且该油藏具有高温、高盐特点,常规提高采收率技术难以取得较好开发效果。因此,本文主要通过高温高压三维物理模型进行油藏的模拟,采用注CO2/N2（体积比为7:3）混合气提高强底水砂岩油藏采收率。一方面,CO2与原油易混相,能够大幅度地提高驱油效率;另一方面,N2具有较好的压锥效果,在一定程度上抑制了强底水快速锥进,提高油藏的波及系数。这样使“驱油”与“压锥”进行有机结合,大大提高了油藏采收率。同时,对比不同注气方式、不同注气速度和不同注采部位等驱油条件,优选注气参数。实验结果表明：注入CO2/N2后地层原油体积膨胀了21%,粘度降低了24.9%;CO2/N2混合气与原油的最小混相压力为39.62 MPa;优选出了最佳的注入参数：注气速度为1 mL/min（提高采收率幅度为14.25%）、注气方式为水气交替注入（提高采收率幅度为15.8%）、注采部位为高注低采（提高采收率幅度为14.5%）。研究结果为塔河油田强底水砂岩油藏CO2/N2混合气驱先导试验提供可靠实验依据。     

致密油藏注CO2增能效果及参数优化

为了研究致密油藏注CO2增能效果,利用长庆油田陇东P区块致密砂岩岩心开展核磁共振实验、扫描电镜实验,分析CO2对储层孔隙结构的影响规律;通过相态计算,分析CO2注入对原油体积系数及饱和压力的改变。运用有限差分方法和三维有限元方法,建立三维动态地应力与油藏双向耦合模型,分析储层渗透率变化规律及井底附近压力分布特征;通过建立目标区块储层注CO2增能图版,评价注CO2增能效果,优化注入参数。结果表明,室内实验表明CO2主要通过溶解、冲蚀作用使岩心大孔隙数目增加;注入10%-45%不同摩尔分数的CO2可使原油体积膨胀至1.19倍,原油饱和压力增加86%;注CO2对目标区块储层增能效果明显,目标区块的最佳注气体积为700 m³,最佳注入速度为4 m³.min^-1。     

CO2和N2惰化条件下合成气可燃下限实验研究

利用自主搭建的可燃极限实验系统,对含有CO₂和N₂的合成气可燃下限进行实验研究,并对Le Chatelier公式进行校核.结果表明,合成气可燃下限随含氢量的增加而降低,由于反应控制机理的影响效应,少量氢气的加入对混合物可燃下限具有显著影响;合成气可燃下限随N₂和CO₂比例的增加近似线性升高,而CO₂较强的热效应及化学效应使其对混合物可燃下限的影响更显著;由于Le Chatelier在推导过程中对化学反应作用的简化及忽视,使其对含氢量较低及惰化比例较高的合成气可燃下限的预测准确性较差,且计算结果不能区分不同惰性气体对合成气可燃下限的影响差异.     

海上CO2驱研究进展及潜力评价

 概括了国内外海上CO₂驱技术研究成果和已开展项目实施经验,总结了海上CO₂驱方案设计、实施工艺和监控措施等方面获得的技术突破与经验。在此基础上运用油藏工程、数值模拟技术手段,设计了目标油田的CO₂驱方案,并评估了提高采收率与埋存的潜力。研究表明,该技术在提高海上油藏采收率的同时可提高天然气资源利用率。     

焖井时间对CO2吞吐开发低渗油藏影响机理研究

CO_2吞吐开发低渗透油藏具有投资少、见效快、见效时间长等优点,在开发复杂低渗断块油藏方面,其效果可与压裂法相媲美。影响CO_2吞吐采油效果的因素复杂,焖井时间就是其中一个重要参数。为此,针对室内实验存在最佳焖井时间这一现象,从CO_2移动前缘和开井生产时压力波传播前缘的相对位置关系分析了室内存在最佳焖井时间的原因;即CO_2移动前缘和开井生产时压力波传播前缘的相对位置不同,导致最终采收率及周期换油率不同,从而确定了最佳焖井时间。最佳焖井时间的确定对于提高低渗油藏开发效果具有重要作用。     

浅层稠油油藏CO_2吞吐控水增油机理研究

针对低稠油油藏和稠油油藏注水开发中后期含水上升快、原油采收率的低等问题,开展了CO2吞吐控水增油的室内物理模拟实验和单井CO2吞吐控水增油的数值模拟。为了研究CO2吞吐控水增油的机理及可行性,在室内分别开展了CO2与地层原油/地层水配伍性实验和CO2吞吐控水增油长岩芯实验。CO2与地层原油/地层水配伍性实验结果表明:CO2对原油有增容膨胀和降黏作用;一定温度下,随着压力的降低,饱和CO2的地层水的体积膨胀,CO2在地层水中的溶解度降低,CO2吞吐过程中,地层水遇到狭小孔隙受阻,产生贾敏效应,控制水的产出。长岩芯实验也表明,CO2吞吐有明显的控水增油的作用。单井CO2吞吐控水增油的数值模拟结果同样证实了CO2吞吐具有良好的控水增油显著。     

CF4/N2混合物替代SF6/N2的可行性研究

SF6具有良好的绝缘强度,但其全球温室效应指数(GWP)是二氧化碳的23 900倍,因此有必要寻找一种环境友好的绝缘气体替代SF6。从绝缘性能、协同效应和GWP三方面研究了CF_4/N_2混合物替代SF6气体的可行性。研究结果表明:CF_4/N_2混合物的工频击穿电压随气压的升高出现饱和现象;80%CF_4/N_2混合物为最佳混合比例,其绝缘性能约为同条件下纯SF6击穿电压的65%;CF_4/N_2混合物具有协同效应,协同系数在0.2~0.59之间,和SF_6/N_2的协同系数接近;CF_4/N_2混合气体的GWP值随着气体的混合比呈线性关系,80%CF_4/N_2混合物的GWP值比SF_6/N_2低很多。因此,综合考虑绝缘性能、协同效应和GWP,80%CF_4/N_2混合物有希望替代SF_6/N_2气体用于气体绝缘。     

页岩气藏注CO2渗透率界限及开发参数优化研究

根据页岩气井的现场生产情况,压裂水平井产量会迅速下降,注CO2技术是改造储层提高产量的有效手段。连续驱替与吞吐式注入作为注CO2提高页岩气采收率的两种常见方式,却在相同页岩气藏中驱替效果存在差异。为了对不同储层条件下注CO2开发方式进行优选,本文基于现场页岩气藏实际情况建立了双孔介质气藏机理模型,并通过建立采收率影响因素的正交试验,分析了渗透率、孔隙度、储层厚度、CH4和CO2最大吸附量以及Langmuir压力等的影响规律。将渗透率作为主控因素,划分了五个不同渗透率条件,进行直接驱替与吞吐注CO2模拟,并针对不同CO2注入驱替开发方式进行了布缝模式、井位排列、闷井时间等开发参数优化。结果表明：不同渗透率条件下两种开发方式驱替效果不同,以0.001mD为界限,渗透率低于0.001mD时,直接驱替效果更优;渗透率高于0.001mD时,选择吞吐式注CO2为宜;针对连续注气,交叉布缝模式具有更高的采收率,在多井同产同注时,应将生产井置于内部;另外,吞吐式注气应该选择较短的焖井时间来节约成本获得更好的经济效益。     

CO2-泡沫体系的高温P-V特性研究*

为满足吉林油田特低渗透区块CO2泡沫驱的要求,利用法国ST公司生产的高温高压全可视PVT测试仪,将室内静态实验筛选出的泡沫体系,进行高温P-V特性实验测定,以判断在地层的高温高压环境该泡沫体系是否能够稳定存在。实验结果表明:温度一定时,低压与高压时,PVT筒内形成泡沫的尺寸不同;低压时泡沫尺寸较大,且体系不稳定,停止搅拌立即析液;随着压力升高,PVT筒内形成的泡沫越来越细小,稳定性提高,停止搅拌析液速度减慢。通过实验观测发现,100℃时形成稳定泡沫的临界压力为30 MPa;同时该压力也是泡沫体系的P-V、P-ρ关系曲线的变化趋势变缓的转折点。最后研究发现,通过地面检测泡沫体系的密度可以判断地面发泡时是否已形成稳定的泡沫。     

CO2与压裂地层置换规律实验研究

针对致密油藏注不进,采不出的开发难题和低产量、低效益的开发现实,基于国外对致密油藏CO2驱的成功案例,提出了CO2干法压裂以及CO2置换相结合的开发思路。模拟干法压裂地层,开展了CO2置换实验,研究了焖井时间、焖井压力、返排压差等因素对CO2置换效率的影响。并借助CT扫描技术,对比实验前后岩心内流体的分布推测置换实验反应情况。实验结果表明：最佳焖井时间为12~24 h;焖井压力大于最小混相压力(20.56 MPa)时焖井后能取得较高置换效率;返排压差在6 MPa以上开发效果最佳。在压裂的致密油藏内,离裂缝距离中等的岩心部位置换效果最好,其次为靠近裂缝的岩心部位,而距裂缝最远的岩心部位置换效果最差。     

低渗透CO2驱含油饱和度变化特征研究

研究岩心CO2驱油含油饱和度的变化特征,对于优化油藏开采方式、制定提高采收率方案具有积极的指导意义。通过对长庆西峰油田西137区块取心岩心CO2驱油过程进行CT扫描,实现了CO2驱油过程中含油饱和度分布可视化;并率先推导出了该过程中含油饱和度的计算方法。在较高的精度下计算出了驱替过程中的含油饱和度。研究表明,驱油过程开始后,含油饱和度首先从入口段开始大幅度下降,直到在出口段突破;然后,整个岩心中各个截面处的含油饱和度都开始下降,最终达到一个很低的数值,驱油效率很高。进一步该项工作可以为研究低渗透储层的渗流机理提供一个新的视角,并为低渗透油藏CO2驱油开采方式的现场应用提供借鉴。