注 CO2前置段塞 +N2顶替提高采收率机理

摘要：SJ 油田为一低渗透油藏,天然能量低。受 CO2气源不足以及油井管柱抗腐蚀能力差的限制,持续的CO2–EOR 不适合 SJ 油田的实际情况。鉴于此,一个改进的对策是用 N2推动的 CO2前置段塞驱代替持续的 CO2驱油。本文根据 SJ 油田先导试验区的流体特征,对比了连续注入 CO2驱油和 N2推动的 CO2前置段塞混相驱油的效果和机理。在注 CO2、N2细管驱替效率及最小混相压力实验测试基础上,通过注 CO2、N2与地层原油多级接触混相驱机理相态模拟,长细管前置 CO2混相驱替 + 后续 N2段塞顶替驱替机理一维数值模拟研究,分析了前置 CO2段塞 + 后续 N2顶替驱油时原油与注入气的互溶情况、气驱界面张力变化规律、气驱过程中 C2—C6的中间烃组分在油气两相中的分布、气驱过程中油气两相的黏度以及密度变化。结果表明 SJ 油田实施前置 CO2段塞 + 后续 N2顶替驱油时,后续的 N2与前置的 CO2段塞不会出现严重的扩散弥散,注气前缘仍能保持 CO2的富集并实现稳定的混相驱油即在注气总量相同的情况下,N2推动的 CO2前置段塞驱可以获得与持续的 CO2驱相同的驱油效果;同时减少了 CO2的注入量,从而可减缓 CO2长期注入对油井管柱产生的腐蚀。所得认识对 CO2驱提高采收率技术的改进和发展具有一定的启发作用     

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。     

阿尔及利亚某油田富气混相驱长岩芯物理模拟

结合长岩芯（细管）实验结果，利用长岩芯驱替实验评价了富气混相驱注入时机、注入方式以及注入量对混相驱效果的影响。在油藏条件下，液化石油气与天然气摩尔比为36:64时，混相流体与地层原油能完全混相，与水驱相比，提高采收率在15%以上。在注入工艺参数中，早期注入有利于提高采油速度，交替注入有利于控制气窜，注入量对驱替效果和后续水驱压差影响较大，建议用数模方法优化注入段塞大小。     

草舍油田CO2驱中沥青质沉淀分析及防治措施

CO2驱油容易引发地层原油中的沥青质沉淀,使渗透率降低、润湿性反转,造成地层伤害,降低注气采油效率。针对草舍油田泰州组油藏CO2驱实际,开展了CO2混相驱过程中沥青质沉淀条件、沉淀机理及其危害的研究,探讨了CO2注入参数与沥青质沉淀的热力学关系,获取了沥青质沉积前缘与注气前缘一致,在注入端、泡点压力附近沥青质沉淀最多,低驱替压差比高驱替压差对应的沥青质沉淀量高的实验结论。利用P-X相图表征第二液相与沥青质沉淀的关系,建立了油气多次接触过程中沥青质沉淀的相态预测模型,指出较低的CO2注入压力和较高的驱替压差或注入芳烃类溶剂有利于减少沥青质在近井地带沉淀,提高CO2驱替增油效果。     

发展注气提高采收率技术

提高采收率(EOR或IOR)研究是油气田开发永恒的主题之一。当今世界,蒸汽驱仍占主导地位。近几年由于油价低,化学驱下降,而注气驱则连续增加。中国东部油田的储层属陆相沉积,非均质严重,原油粘度又比较高,含水上升很快,水驱采收率比较低,约33%。近期发现的石油储量又多属低渗透及高粘度等难采储量,发展提高采收率技术已成为陆上石油工业继续发展的一项迫切战略任务。1998年,全国开展了三次采油潜力的二次评价工作,据初步统计,适合于注气(CO2)混相驱的地质储量在10.57×108t以上。综合研究国外经验,结合我国三采潜力分析和评价,认为目前我国东部油区有条件的油田要侧重发展注非烃气驱,而西部则侧重发展注烃气驱技术。发展非烃气驱的关键在气源,要重视寻找天然CO2气源。探索发展制N2、注N2、脱N2和制CO2等技术。注意发展国产的压缩机装备。抓好注气驱先导试验和富含凝析油的凝析气藏回注干气的试验。加强注气提高采收率的理论和实验研究,作好技术储备,培养好人才。     

天然岩芯化学驱采收率机理的一些认识

用牛顿流体驱替一定的均质多孔介质系统结果显示，驱油效率由驱替液的毛管数决定。用化学液驱替天然岩芯时，除毛管数以外，还有很多其他因素影响驱油效率。天然岩芯，即使在宏观上是均匀的，在微观上也不均匀；驱替时所得到的效率一般被称为驱油效率，实质上是微观波及效率和驱油效率的乘积。牛顿流体没有弹性，驱替时，体系的润湿性不发生变化，不出现渗吸作用，不形成乳液，孔隙的几何形状不发生变化。但是，用化学液驱替天然岩芯时，由于化学液为粘弹性，体系有润湿性的改变，会出现乳化现象，渗吸作用也会出现。上述因素都会影响驱油效率，尤其是当多种因素同时作用时。分析了极限采收率和经济采收率的区别。很多文章都论述极限采收率，但经济采收率对油田的作用更大。化学驱应考虑上述因素，这对设计、开发、筛选化学剂以及确定驱油体系会是有益的，将深化我们对化学驱机理的认识，促进这方面更深入的研究。     

缝洞型油藏注水驱油可视化物理模拟研究

采用可视化物理模拟方法直观研究了缝洞油藏的注水驱油机理,考察了不同注入流体、注入方向、注入角度等多方面因素对注水效果的影响,直观了解了缝洞油藏注水驱油前后的油水分布,并进行了注气提高采收率实验。结果表明：缝洞位置对水驱效果产生明显的影响;重力分异在缝洞模型中具有重要的作用;对于缝洞型油藏,剩余油的形成和分布主要受缝洞通道不规则性和重力捕集的影响,水驱后剩余油主要分布在上部溶洞和下部溶洞顶部难以驱替的“阁楼空间”内,这部分剩余油也是注气驱替的主要驱替空间;实验发现,水驱油过程中一旦形成水流通道,孔洞中的剩余油就难以被驱替,改变注水方式或注入介质（如注气）等,有可能进一步驱替孔洞中的剩余油,提高采出程度。后续注气实验证明通过改变注气方式可以明显驱出“阁楼空间”中的剩余油。     

生物酶与鼠李糖脂发酵液复配驱油实验研究

针对生物酶在高渗透油层驱油应用中表现出的没有提高吸水指数的技术问题,通过模拟地层采油驱油实验和界面张力实验,利用鼠李糖脂发酵液中的大分子胶团具有调驱作用的机理,用质量分数0.8%的生物酶与鼠李糖脂发酵液复配制剂驱油,得出采收率并观察驱油时的阶段含水率、阶段压力、阶段采收率的曲线变化。通过驱油结果和界面张力对比,结果表明：鼠李糖脂发酵液与生物酶复配驱油不仅具有很好的协同作用,而且在高渗透油层明显提高了原油的采收率。     

阿尔及利亚某油田富气混相驱试验研究

针对油田储层物性和流体特性,选择了具代表性的试验井组系统地开展了注富气混相驱提高采收率技术研究。室内研究结果表明,油藏适合开展混相驱提高采收率技术,长细管实验确定的液化石油气和天然气最小混相组成（MMC）在实验条件下能与地层原油混相;长岩芯流动实验结果表明在水驱含水98%后,实施混相驱可提高采收率15%以上。通过长细管模拟,确定油藏条件下（温度83.9℃,压力10.2MPa）,液化石油气与天然气最小混相组成为37.1∶ 62.9。利用数值模拟对注入方式、注入量、注入速度及注入层位进行了敏感性分析,推荐方案为EOR 1井组为交替注入,注入量0.10PV,注入速度600m3/d（地下体积）,注Ⅱ、Ⅲ层,采Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层;EOR 2井组为连续注入,各井组注入量为0.30PV,注入速度600m3/d（地下体积）。推荐方案预测可提高采收率14%~15%。从矿场实施先期效果来看,EOR 1井组有明显的超覆现象发生,混相效果变差,建议采取适当措施抑制气窜;EOR2井组混相效果理想。     

碱、表面活性剂和聚合物为主的三元复合驱油体系相行为研究

通过研究不同浓度Na2 CO3、KPS存在的条件下复合驱油体系的相行为变化 ,找到了形成中相最佳区的条件 ,揭示了相行为与油水界面张力及表面活性剂在不同相间分配量大小的相关性 ,从临界胶束浓度变化对相态转变机理给予合理解释。     

胜利油田低渗透油藏开发技术研究

低渗透油藏是胜利油田重要的增储阵地之一,胜利油田目前在低渗透储层特征研究、小井眼和水平井钻井技术以及整体高效水力压裂技术等方面有了很大进展,在储层渗流机理、注气混相驱     

候选注气油藏筛选的指标综合权重优化新方法

从注气混相驱以及非混相驱机理入手,系统的分析了影响注气效果的各种因素,筛选出多个重要油藏参数。根据大量注气方面的文献调研,评价出各项指标的技术界限,引入正态和半正态分布函数建立起影响注气效果参数的分布评分模型,通过模糊层次分析法和综合加权评分法得到指标综合权重优化模型,给出了各个评价参数的综合权重和侯选注气油藏注气潜力综合评价方法。对三个实例油藏进行多指标的综合评价,结果表明:该方法能够成功结合主客观两方面的影响,综合分析油藏对注气适合性,客观反映侯选注气油藏集中各油藏对注气适合性的综合特征,表达油藏的注气潜力大小。     

二氧化碳气体水合物生成特性的实验研究

在小型高压水合物反应装置上研究了二氧化碳水合物的生成特性.实验结果表明,静态系统下,二氧化碳气体在纯水体系中的生成速率非常缓慢,只在气-液界面处有一薄层浆状水合物生成.通过添加适当的表面活性剂可以有效改善气-水体系的传质阻力,增加气-水接触面,显著提高水合物的生成速率.     

模拟混相驱动态的拟四组分模型

通常模拟混相驱动态采用组分模型,由于组分模型求解工作量大,计算速度慢,要求输入的参数较多,而这些参数很难取全取准,同时组分模型不易被油藏工程师所掌握。因此,介绍了一种模拟混相驱动态的模拟模型,该模型是在黑油模型基础上发展起来的拟四组分模型,它兼有黑油模型和多组分模型的某些优点,如黑油模型的稳定性好和计算速度快、组分模型的可模拟凝析气藏和混相驱等;给出了数学模型及各种物理参数以及混相流体性质的处理方法。该模型还以SPE为例进行计算,结果与SPE的结果一致,从而验证了本模型的可靠性。     

仰角式油水分离器流场的数值模拟

仰角式油水分离器是一种新型、高效的重力式油水分离设备，为了深入了解其分离机理和内部流场分布，利用Fluent 12.0 数值模拟计算软件，基于多相流欧拉分析方法，结合Realizable k–" 双方程湍流模型对油水两相在分离器内的分离过程进行了数值模拟。结果表明：所选用的数值模拟方法能够较为真实地反映分离器的分离特性和内部流场分布，与传统卧式分离器相比较，仰角式油水分离器内堰板处的“死油区”和“死水区”明显减小，油水分离效率更高，当仰角为12◦时，油水分离效率达到了最高值90.48%，提高了29.26%；仰角式分离器的结构简单，但内部流场分布较为复杂，入口分液管处的速度分布不均匀，存在不同程度的旋流，易造成油水两相在分界面处的掺混；分液管处的结构有待于进一步地改进。     

淡水泥浆侵入引起的低阻油气层实例分析

针对淡水泥浆侵入对地层电阻率的影响,分析了造成油气层高侵的成因。认为在淡水泥浆打井时,泥浆矿化度与地层水矿化度差异较大的情况下,由于泥浆大量侵入地层,造成冲洗带混合液淡化对地层电阻率的影响大于含油饱和度降低对地层电阻率的影响,越靠近井壁现象越明显,从而在油气层段表现出高侵特征。指出用淡水泥浆打井,在井况差、泥浆比重大的情况下,由于泥浆大量侵入地层,而在油气层段形成高侵。