低滲透油藏C02混相驅(qū)提高采收率試驗(yàn)

張海曦 潘航 李霞 楊燕軍

摘要：很多低滲透油藏在開發(fā)注水效果方面都沒有得到較好的效果，想要對CO2的混相驅(qū)在這一油藏中的適用性進(jìn)行驗(yàn)證， 促進(jìn)其采收率不斷提高，本文將以油田作為基礎(chǔ)，分析原油細(xì)管試驗(yàn)和微觀試驗(yàn)等，對CO2油田原油最小的混相壓力進(jìn)行確定，為我國石油企業(yè)的發(fā)展做好基礎(chǔ)保障。本文將對低滲透油藏CO2混相驅(qū)提高采收率試驗(yàn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏；CO2混相驅(qū)；提高采收率

我國在開發(fā)低滲透油藏的時(shí)候出現(xiàn)了很多問題，比如自然產(chǎn)能比較低和地層能量缺乏等導(dǎo)致的采收率較低的現(xiàn)象，想要對這些問題進(jìn)行處理，就要通過混相氣驅(qū)對其進(jìn)行解決，就我國EOR技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析，CO2混相驅(qū)有助于滲透油藏的采收率提高。

一、對CO2和原油最小的混相壓力進(jìn)行確定的試驗(yàn)分析

（一）實(shí)驗(yàn)中需要準(zhǔn)備的設(shè)備

就細(xì)管試驗(yàn)而言，這是指一維人造模型基礎(chǔ)上的一種溶劑驅(qū)替物的理模擬試驗(yàn)，目的在于原油和CO2最小的混相壓力的確定，該試驗(yàn)的開展是在長10m和內(nèi)徑是3.8mm的緊密中填充純凈石英砂，需要注意的是充填層孔隙度是39%，此時(shí)的溫度為90℃，CO2的純度是99.9%，選擇的原油是油田地層的原油。

（二）試驗(yàn)開展的具體步驟

這一裝置在操作中的主要步驟是指，2h細(xì)管恒溫，并且需要在試驗(yàn)壓力基礎(chǔ)上對原油進(jìn)行飽和，之后通過RUSKA高壓泵對CO2進(jìn)行勻速注入，利用回壓閥對系統(tǒng)壓力有效控制，出口氣液總是會在常壓分離器當(dāng)中出現(xiàn)閃蒸分離，平均每半個(gè)小時(shí)記錄一次，還要在試驗(yàn)中對流出物的顏色進(jìn)行觀察，并對1.2PV的溶劑進(jìn)行注入，之后結(jié)束，利用試驗(yàn)曲線的壓力采收率改變折點(diǎn)，并對其進(jìn)行全面觀察。

（三）試驗(yàn)的結(jié)果

壓力不同，采收率的曲線也是不同的，折點(diǎn)位置的壓力一般是20MPa，細(xì)管試驗(yàn)中需要對氣體突破的瞬間圖像進(jìn)行觀察，由17MPa未混相的圖像中能夠看出，對沒有混相時(shí)進(jìn)行驅(qū)替，如果氣體突破的話，所流過的流體就是氣液交替的兩相流動(dòng)，之后再將其改變成為氣相中間邊緣的原油流動(dòng)，此時(shí)的原油顏色沒有發(fā)生任何變化，可以從20MPa混相圖像中觀察到混相過程中的氣體突破流過液體手電是從黑色向棕紅色改變，然后再向淺黃色進(jìn)行變化，和未混相存在很大的差異。與曲線折點(diǎn)以及觀察窗現(xiàn)象結(jié)合，可以確定最小的混相壓力應(yīng)該是20MPa 。

二、混相驅(qū)促進(jìn)采收率提高的微觀試驗(yàn)

（一）試驗(yàn)的具體方法和實(shí)際步驟

在試驗(yàn)過程中運(yùn)用的流體和天然巖心的試驗(yàn)運(yùn)用的流體存在一定的差異，如果溫度為90℃恒溫，模型內(nèi)外就會向混相壓力為20MPa和22MPa進(jìn)行增壓，確保試驗(yàn)是在混相壓力20MPa的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，試驗(yàn)的步驟為，首先是抽空對地層油進(jìn)行飽和，之后是對流體驅(qū)油進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)，然后是全面有效觀察現(xiàn)象。

（二）試驗(yàn)開展的結(jié)果

如圖一所示，為無水驅(qū)替的系列圖，其中，a是在非混相壓力基礎(chǔ)上的驅(qū)替后圖，b圖是加壓至20 MPa的混相壓力之后的混相瞬間圖，c圖則是未形成剩余油，可以看出，混相驅(qū)能夠促進(jìn)驅(qū)替效率的提高，從微觀上分析，已經(jīng)達(dá)到了100% ；例如圖2是在20MPa基礎(chǔ)上的水氣交替的注入系列圖，a圖指的是0.05 PV的交替水氣驅(qū)，不能觀察到局部的混相，b圖是指0.1PV大段塞時(shí)所觀察到的局部混相，受到水的影響，存在一定的剩余油，和圖1中的c圖比較，驅(qū)替效率有一定的降低，然而水氣的交替驅(qū)能夠?qū)w積進(jìn)行擴(kuò)大，進(jìn)而對水的混相影響進(jìn)行一定的彌補(bǔ)，在一定程度上提高采收率。

三、天然巖心分驅(qū)油試驗(yàn)分析

（一）實(shí)驗(yàn)開展的主要裝置分析

CO2混相驅(qū)屬于多接觸的混相，因此，在開展試驗(yàn)的過程中需要選擇長巖心的模擬器，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的儀器是由自行設(shè)計(jì)的一些長巖心夾持器、數(shù)字壓差計(jì)等組成的，此時(shí)試驗(yàn)開展的溫度為90℃。

（二）流體和巖心的分析

在整個(gè)試驗(yàn)當(dāng)中，運(yùn)用的原油都是油田井口的取油和天然氣的復(fù)配而成，并對地層原油進(jìn)行一定的模擬，用水需要按照油田地層的水化驗(yàn)的實(shí)際結(jié)果進(jìn)行配置，水型則是碳酸氫鈉型。

（三）程序的分析

必須在夾持器當(dāng)中放入拼接之后的巖心，之后再進(jìn)行環(huán)壓，飽和配置鹽水，并且測水相的滲透率，等到溫度為90℃時(shí)，保持這一溫度24h，在24h之后要進(jìn)行驅(qū)油試驗(yàn)。在整個(gè)試驗(yàn)當(dāng)中，主要進(jìn)行了20MPa壓力的水驅(qū)，和5MPa以及15MPa的水氣交替的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。

（四）分析CO2驅(qū)油的試驗(yàn)結(jié)果

各個(gè)壓力基礎(chǔ)上，氣體突破之后一直到試驗(yàn)完成為止，采收率數(shù)據(jù)得到一定提高，為10.2%，在15MPa的時(shí)候采收率提高26.2%，在20MPa的時(shí)候，提高31.5%，此時(shí)則是最大，可以看出，氣體突破之后采收率升高有助于采收率主要力量的提高，主要原因在于氣體突破之后的CO2可以萃取剩余油輕質(zhì)成分和混相壓力基礎(chǔ)上的剩余油。

四、分析數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)

（一）建立模型

想要提高細(xì)管的試驗(yàn)結(jié)果正確性，就要選擇三維三相的組分模型進(jìn)行，模擬細(xì)管驅(qū)替，在模擬過程中，選擇了200個(gè)網(wǎng)絡(luò)塊，為了更好地考察CO2混相的驅(qū)替工藝效果，為實(shí)際油藏展開數(shù)值模擬，選擇的是油田三維地質(zhì)的模型建立，在模型當(dāng)中選擇的是五點(diǎn)井網(wǎng)，并且運(yùn)用三維三相的多組分的模型進(jìn)行研究，因?yàn)檫@一模擬區(qū)的塊層比較多，加之，很多層數(shù)油都出現(xiàn)一定的零星分布，想要對問題進(jìn)行更加方便的研究，就要對其實(shí)施部分合并，對地質(zhì)模型進(jìn)行建立。

（二）分析模擬實(shí)驗(yàn)的具體結(jié)果

從細(xì)管驅(qū)替數(shù)值模擬的結(jié)果中可以看出，擬合度是非常好的，驅(qū)替技術(shù)優(yōu)化效果的數(shù)值模擬中，模擬CO2混相驅(qū)當(dāng)中對20MPa進(jìn)行注入，水驅(qū)和對應(yīng)水氣的交替注入技術(shù)的長巖心試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了6組方案，所得到的試驗(yàn)結(jié)果的擬合程度非常好。

結(jié)束語

綜上所述，CO2混相驅(qū)能夠促進(jìn)低滲透油藏的采收率提高，從相關(guān)實(shí)驗(yàn)中可以得出這一結(jié)果，因?yàn)樗畾饨惶娲嬖诓煌姆桨福胍獠墒章实奶岣叱潭纫彩谴嬖诓町惖?，比較好的方案就是在注水之前進(jìn)行注氣，同時(shí)還要具備比較適合的氣體的大段塞，如此一來，能夠降低水對于混相產(chǎn)生的不利影響，促進(jìn)低滲透油藏CO2采收率的提高。

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