長(zhǎng)慶油田CO2驅(qū)采出流體性質(zhì)的仿真模擬

謝媚

摘要：本文借助 Unisim 軟件，模擬試驗(yàn)井的采出流體，得出 CO2驅(qū)井口采出流體的物性參數(shù)，再對(duì)采出液進(jìn)入氣液分離器前的地面工藝流程進(jìn)行模擬，最終得出采出流體在分離器工況下的物性參數(shù)。

關(guān)鍵詞：CO2驅(qū)采出流體物性參數(shù)仿真模擬

1 引言

研究表明，采用CO2 驅(qū)油可以改善油藏性質(zhì)，提高原油采收率。在我國(guó)，吉林油田經(jīng)過(guò)多年研究，在對(duì) CO2 驅(qū)產(chǎn)出流體集輸處理和產(chǎn)出氣循環(huán)注入等領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，但由于長(zhǎng)慶油田的油品性質(zhì)與吉 林油田油品性質(zhì)差異較大，要研究出相應(yīng)的地面集輸工藝就必須先了 解流體的性質(zhì)。長(zhǎng)慶油田的 CO2 驅(qū)油項(xiàng)目現(xiàn)在處于試注階段，目前還沒(méi)有實(shí)際開采出來(lái)的原油，因此在前期，我們先通過(guò)Unisim軟件模擬試驗(yàn)井的采出流體，最終得出采出流體在分離器工況下的物性參數(shù)。 由于CO2驅(qū)采出流體中含有大量的CO2氣體，過(guò)多的氣體會(huì)對(duì)集輸系統(tǒng)造成危害，同時(shí)CO2溶于原油與水中，具有腐蝕性，會(huì)損害設(shè)備， 因此要對(duì)采出流體盡早進(jìn)行氣液分離，越早分離越好。

2 流體物性參數(shù)的模擬

2.1 原油及水的飽和模擬

采用 CO2 進(jìn)行驅(qū)油，當(dāng)大量 CO2 注入地層后，二氧化碳會(huì)溶于地層中的原油與水中，地層中的原油可能會(huì)被 CO2 飽和。因此，我們需要用 CO2 對(duì)原油與水進(jìn)行飽和。由于地下的參數(shù)情況比較復(fù)雜，因此在模擬時(shí)，原油與水的質(zhì)量流量均采用在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)出來(lái)的井口處的數(shù)據(jù)。下表為試驗(yàn)井在注入 CO2 前的各參數(shù)。

將未注入CO2 的試驗(yàn)井中采出的原油運(yùn)用氣相色譜分析儀對(duì)脫氣原油進(jìn)行全組分分析，將所得到的組分輸入進(jìn) Unisim 軟件中得到脫氣原油的組分。

如圖 2-1，Oil-1 表示未被二氧化碳飽和的脫氣原油，對(duì)其組分進(jìn)行編輯：輸入所測(cè)得脫氣原油組分，溫度、壓力均為井口處的數(shù)值， 質(zhì)量流量按井口產(chǎn)量輸入；CO2-1 表示對(duì)原油進(jìn)行飽和的 CO2，其組分選擇軟件自帶的 CO2，設(shè)置組分含量為 100%；MIX-2 為混合器，運(yùn)用混合器對(duì)脫氣原油與 CO2進(jìn)行混合，模擬地層下的混合，改變 1-2 處的質(zhì)量流量，V-100 為氣液分離器，該裝置在此處并不是為了進(jìn)行氣液分離，而是在對(duì)油進(jìn)行飽和時(shí)，監(jiān)測(cè)氣相出口，當(dāng)氣相出口有氣體排出時(shí)，即表示油被飽和，確定 1-2 處的質(zhì)量流量，認(rèn)為此時(shí) 3 處的二氧化碳含量即為飽和原油中所含的 CO2的量。運(yùn)用上述原理對(duì)井口的水進(jìn)行飽和，得出 CO2飽和水中的 CO2含量。

2.2 CO2含量對(duì)采出流體物性的影響

如圖，建立井口至分離器的工藝流程。

采用水驅(qū)油時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)原油伴生氣中CO2 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不到 1%。。根據(jù)研究預(yù)測(cè)采用 CO2 驅(qū)油時(shí)，到后期采出流體中的 CO2 的體積分?jǐn)?shù)為伴生氣含量的 80%。

在實(shí)際情況下，一般油田上采用水驅(qū)油時(shí)，采出流體進(jìn)入站場(chǎng)時(shí)的溫度為 3—20℃，壓力為 0.2—1MPa。當(dāng)采用 CO2 驅(qū)油時(shí)，由于采出流體中以二氧化碳為主的氣體含量遠(yuǎn)大于水驅(qū)時(shí)的含量，因此進(jìn)站壓力會(huì)增大，本文模擬中選擇進(jìn)站壓力為 3.5MPa。在進(jìn)站溫度為 3℃， 模擬 CO2 體積分?jǐn)?shù)不同的情況下，對(duì)比 CO2 含量對(duì)采出流體物性的影響。

2.3 分離器工況下的流體物性模擬

如圖 2-2 所示，在 co2 選項(xiàng)中輸入圖 2-1a 中 3 處及圖 2-1b 中 5 處所得的CO2的質(zhì)量流量之和，oil選項(xiàng)中的質(zhì)量流量及組分與圖2-1a中的 Oil-1 相同；gas 選項(xiàng)的流量及組分來(lái)源于對(duì)試驗(yàn)井的測(cè)量；H2O 選項(xiàng)中的質(zhì)量流量與圖 2-1b 中 H2O-2選項(xiàng)一致。對(duì)軟件流程進(jìn)行其他參數(shù)設(shè)置后進(jìn)行調(diào)試、運(yùn)行，模擬確定圖 2-2 中 1 處的流體參數(shù)即為預(yù)測(cè)的采用 CO2驅(qū)的采出流體的進(jìn)站參數(shù)。

3 結(jié)論

1） 在相同工況下，CO2驅(qū)采出流體液相密度增大與水驅(qū)相比，密度增大，粘度減小；

2） 隨著 CO2在伴生氣中的體積分?jǐn)?shù)增加，采出流體液相密度隨之減少、液相粘度越來(lái)越低、氣液兩相之間的表面張力也隨之減少。

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