渗透率对低渗油藏CO_2驱气窜的影响规律研究

为了确定低渗透油藏渗透率对CO2驱油过程气窜的影响规律,为延长油田筛选理想的油藏开展CO2驱矿场试验,通过室内实验研究了不同渗透率岩芯驱替下见气时间、气窜时间、扩散速度及不同阶段采收率的变化特点。实验结果表明:扩散速度随渗透率的增加而增加,见气时间和气窜时间随岩芯渗透率的增加而缩短,且当渗透率增加到某一值(本实验为10 mD左右)后,见气时间和气窜时间几乎都降为0。见气采收率随渗透率的增加而降低;渗透率在某一范围值内,气窜采收率和最终采收率随渗透率的增加先降低后缓幅上升。低渗透油藏CO2驱见气后仍有大幅的提高采收率空间,大量原油主要在见气后至气窜前采出。而且,一旦发生气窜,采收率进一步提高的幅度将非常有限。

注气压力对特低渗透油藏CO_2驱气窜的影响规律研究

为了确定注气压力对特低渗透油藏CO2驱气窜的影响规律,为延长油田CO2驱矿场先导试验选取合理的注入参数提供依据,通过室内实验结合矿场实际情况,设计开展了5组不同注气压差下的CO2驱替实验。分析表明,扩散速度随注气压差的增加而增大,见气时间和气窜时间随注气压差的增加而缩短。气窜时间和见气时间随注气压差的变化特点相同,且两者的时间间隔随注气压差的增大而缩小。见气前采收率随注气压差的增大先增大后减小,气驱采收率随注气压差的增大而增大,但在见气采收率发生拐点后增幅变缓。建议矿场试验实施时要选取合理的注采参数,延长见气时间,提高波及体积和见气前采收率。

水气交替注入对CO_2驱油效果的影响

延长油田靖边203区块是典型的低孔低渗油藏,该区块正在进行CO_2驱先导性试验。水气交替注入（WAG）能有效控制驱替前缘流度,抑制气窜并延长见气时间,从而改善CO_2驱油效果。通过与连续气驱对比实验,研究了WAG对CO_2驱油效果的影响,并探讨了注气速度、段塞尺寸和气水比等注入参数对CO_2驱油效果的影响规律。结果表明：对于非均质性油藏,WAG比连续气驱具有更明显的优势;渗透率级差为10~30时,WAG能有效地抑制气窜,改善驱油效果;渗透率级差过大或存在裂缝时,WAG驱油效果变差;WAG的注气速度、段塞尺寸和气水比分别为50 m L/min,0.10 PV和1∶1时,驱油效果最佳,采出程度在水驱基础上提高了20.95百分点,最终采出程度为44.70%。

油藏封存CO_2微逃逸机理研究

明确地质封存后的CO_2逃逸机理,是CCUS工程成功应用的关键。通过理论分析,提出油藏封存后的CO_2微逃逸新概念;明确了扩散逃逸、微泡逃逸和渗流逃逸等逃逸方式,并给出了其力学控制方程。

延长油田CO_2-岩石-地层水相互作用规律

为明确实施CO_2驱油和地质封存可能引起的物理化学变化,利用扫描电镜、X射线衍射仪、电感耦合等离子体发射光谱仪和离子色谱仪分析了延长油田储层的矿物组成,研究了CO_2-岩石-地层水之间相互作用的规律。结果表明,延长油田储层岩石主要组成为:18.7%石英、18.2%钾长石、30.1%斜长石、0.5%方解石、4.4%浊沸石和28.1%黏土矿物。地层水平均矿化度为71.34 g/L,p H值为5.5,水型为CaCl_2型。岩石-CO_2-地层水发生作用后,随着CO_2分压的增大,岩石表面的溶蚀现象愈来愈明显。在油藏温度44℃下,反应压力由0增至20 MPa时,岩石表面C元素含量呈波动上升,Na、K元素含量逐渐降低,地层水矿化度由95210增至107063 mg/L,地层水中Na^+、K^+、Ca^(2+)、HCO_3^-质量浓度呈增加趋势。反应压力由5增至20 MPa时,岩石片溶蚀率先增加后降低,压力为10 MPa时的溶蚀率最大(0.72%)。压力越大,CO_2在水中的溶解度越大,溶蚀率越高;温度和矿化度越高,CO_2溶解度越低。随着反应压力的升高,CO_2对砂岩中的钾长石和斜长石的溶蚀作用逐渐增强。

延长油田特低渗油藏注CO_2对储层物性影响研究

CO2地质封存技术作为CO2减排重要方法之一已得到国际社会普遍认可。CO2-EOR技术利用CO2提高原油采收率的同时又能解决CO2排放问题,实现CO2地质封存,达到生产"绿色石油"目的。以延长油田靖边特低渗油藏储层岩石为研究对象,研究了注CO2前后储层物性变化规律,包括岩石孔隙度、渗透率和润湿性。实验结果表明:压力升高,岩心孔隙度增大;温度、压力升高,岩心渗透率呈增大趋势;CO2—岩石—地层水作用后,岩石表面亲水性增强;岩石—CO2—地层水相互作用后储层岩石及其胶结物发生了溶蚀,同时伴随碎屑颗粒物在多孔介质中的运移,综合作用导致储层岩石的孔隙结构和渗透率发生了改变。

延长油田致密砂岩油藏CO_2驱油机理研究

CO_2驱是提高低渗透油田产量、缓解温室效应的有效途径。针对鄂尔多斯盆地油藏压力系数低、原油轻质组分含量高的特点,通过PVT和最小混相压力等测试分析方法,揭示了低压、低孔、低渗油藏CO_2驱提高采收率主要机理。开展了CO_2注入储层与无机、有机物作用后的沉淀研究,表明CO_2在无机盐溶液中不会形成沉淀堵塞孔隙,CO_2与有机质作用后沉积点高于油藏压力,且注入压力越高,CO_2在地层原油中的溶解能力越强,目标区块CO_2注入后不易形成沥青质沉淀。物模驱替实验结果表明,均质岩心的采出程度明显高于非均质岩心,且随着岩心非均质性的增加,水驱采出程度、气驱采出程度及最终采出程度均明显下降。

沥青质沉积对轻质油藏CO_2驱的影响

为了解沥青质沉积对轻质油藏CO_2驱的影响,以CO_2及延长轻质原油为介质,在不同压力、不同CO_2与原油物质的量比的实验参数下,研究了CO_2对沥青质的沉积规律以及沥青质沉积对油水界面性质、原油组成、储层渗透率及采收率的影响。研究结果表明:当压力从0 Pa升至20 Pa时,沥青质沉积量从0.17%增至6.27%;沥青质沉积导致的储层渗透率损害程度从1.87%增至13.64%,油水界面张力原来的2.40 mN/m增至16.80 mN/m。压力在25 MPa时原油采收率最大,达到11.83%。

高压悬滴法测定CO_2-原油最小混相压力

CO2-原油体系的最小混相压力是CO2驱油技术研究中的一个重要参数。采用高压悬滴法测定了延长油田特低渗油藏原油在44℃油藏温度下CO2-原油体系界面张力随压力的变化。实验结果表明:CO2-原油两相间的界面张力随体系压力的升高而呈近线性下降趋势。根据外推法得出两相体系界面张力为0时的最小混相压力为23.56 MPa。利用该方法既可以较精确地得到CO2-原油体系最小混相压力数据,又可以直接地观察到CO2-原油混相互溶时的状态。实验操作时间较短,且简单易行,对同类实验的测定方法具有一定的参考价值。

延长油田化子坪油区长6油层CO_2驱油与封存潜力分析

为进一步探索CO_2捕集、利用与封存技术(CCUS)在延长油田化子坪油区长6油层应用的可行性,通过细管和长岩心驱油实验,分析了CO_2在长6油层的驱油潜力,从孔喉特征、渗流特征和力学特征三个方面对长4+5盖层的密封性进行综合评价的基础上,利用相关模型对CO_2封存潜力进行了分析。CO_2驱油和盖层密封性评价实验结果表明:延长油田化子坪油区长6油层CO_2驱为非混相驱,其在水驱基础上可进一步提高驱油效率28.83%,其中微孔隙、小孔隙、中孔隙和大孔隙的驱油效率分别提高33.25%、27.09%、26.71%和23.86%;长4+5盖层主要表现出中-小孔细喉道,束缚水饱和度极高,气相相对渗透率极低,突破压力和抗压强度高的特征,对CO_2地质封存具备良好的密封性。CO_2封存潜力分析结果表明:延长油田化子坪油区长6油层的CO_2有效封存量可达7.43×10~6t。

二元复合低界面张力泡沫驱油体系研究

通过评价不同起泡剂在无油和含油30％条件下的泡沫高度、半衰期和泡沫综合指数，筛选出了起泡和稳泡性能良好的起泡剂FC-2和TC-12。加入能够降低界面张力的表面活性剂BS和稳泡剂HPAM，优化得到了二元复合低界面张力泡沫体系：0.12％FC-2＋0.08％TC-12＋0.1％BS＋1500 mg/L HPAM。该泡沫体系具有很好的配伍性和耐油性；当含油30％、气液比3：1时，具有良好的起泡和稳泡性能；油水界面张力达到38.3×10-3 mN/m；双管并联岩心实验结果显示，水驱后，泡沫注入量越大（0.1～0.4PV），高渗岩心对应低渗岩心的采收率越高；渗透率级差越大，对应的低渗岩心的采收率则越低。说明该泡沫体系具有一定的封堵和调剖作用，能够调整流量分配，提高波及体积，从而改善驱油效果。

泡沫驱提高采收率技术研究新进展

泡沫驱提高采收率技术研究新进展主要集中在:①气-液-固三相泡沫驱,包括纳米颗粒泡沫、膨润土泡沫和粉煤灰泡沫;②微泡沫驱;③自生气泡沫驱,包括自生CO2泡沫和自生N2泡沫;④泡沫复合驱,包括泡沫-凝胶深部调驱、冻胶泡沫强化封堵;⑤泡沫-物理法复合技术提高采收率,包括泡沫-振动波综合调驱、泡沫-热力采油。就以上技术展开综述,介绍了研究进展、作用机制和存在问题,并对下一步研究进行了展望。

延长油田CO_2驱储层物性变化规律

CO_2驱油可有效动用低渗透、特低渗透油藏,目前延长油田已经开展了CO_2驱矿场先导试验,并取得了一定的成果。文中根据延长油田储层物性特征,针对CO_2注入储层引起孔隙度、渗透率及润湿性等物性特征的变化,进行了CO_2驱储层物性变化规律的实验研究。结果表明:延长油田靖边CO_2试验区储层矿物中,不同程度的含有斜长石、石英、钾长石、浊沸石、方解石及黏土矿物,其中以斜长石和黏土矿物为主,其次是石英和钾长石,还有少量的浊沸石和方解石;在一定的压力范围内,随着注入压力增大储层孔隙度变化率先升高后降低;随着CO_2与储层反应时间的增加,储层渗透率恢复值是增大的;随着注入压力的不断增大,储层渗透率降低;CO_2与储层接触后储层的亲水性增强,有利于提高原油采收率。

低渗透油藏周期注CO_2驱油室内实验

针对靖边油田乔家洼区块203井区的特点,开展室内CO2驱油实验研究,对周期注气的驱油潜力进行评价,并对注气段塞尺寸和注气速度进行优化。实验结果表明:周期注CO2在目标井区具有较大的驱油潜力,可在连续气驱的基础上将采收率提高15.29百分点,并且比连续注气多注入0.8 PV时才发生气窜,延缓气窜效果明显;经优化的最佳注气段塞尺寸和最佳注气速度分别为0.05 PV和1.2 m L/min。研究成果为目标区块开展CO2注气试验提供理论支持和技术参考。

CO2封存泄漏大气扩散规律及监测方案——以延长油田CO2-EOR工程为例

针对延长油田CO2-EOR项目的潜在泄漏问题,根据当地气象环境条件,利用重气扩散模型研究了CO2泄漏运移特征,并以此为依据,讨论了该工况条件下CO2泄漏的大气监测方案。结果表明：CO2喷射泄漏后先上升后下降,并沿着下风向运移;在研究区优势风速2.7 m/s条件下,喷射高度与最大CO2体积分数点高度随泄漏速度增加而上升;CO2顺风向运移距离大于侧风向运移距离,且泄漏的地表影响范围随泄漏速度增加呈近似线性增加;泄漏速度3 kg/s时开始出现危险区域,且大于该泄漏速率时,地表危险区面积随泄漏速度增加呈抛物线变化;监测点应位于距离泄漏源下风向50～80 m处,在监测高度0～4 m范围内,CO2监测半宽相对稳定且较大,约为12 m,当监测高度大于4 m时,监测范围明显减小;考虑到监测点预警功能,认为研究区大气监测需要在潜在泄漏源的西北和正南方向50 m处、高度为0～4 m范围内各设置1个CO2大气监测点,该监测方案可根据现场最大泄漏量预估值及监测预警要求,适当减小与潜在泄漏源的距离。

CO_2驱油与封存的地面注入工艺技术

延长油田靖边乔家洼油区开展了CO2驱油与封存先导试验,初步建成单井CO2注入能力为10~20 t/d的地面注入系统。该系统主要由低温储罐、屏蔽泵、注入泵、水浴式汽化器及阀门仪表组成,储罐为系统连续供液,屏蔽泵为注入泵预增压,水浴式汽化器为储罐增压。运行初期发现储罐充液速度慢,注入泵进口压力低、预冷周期长、易气阻。通过工艺改造和操作优化,该系统逐步实现了正常注入,为低渗油藏中小规模CO2注入工艺积累了经验。

延长石油煤化工CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)工程实践

全球应对气候变化刻不容缓,CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)作为最具潜力的碳减排技术已在中国得到初步探索。针对陕北煤化工碳减排压力大与油田开发水资源匮乏问题,延长石油在陕北鄂尔多斯盆地开展了煤化工CCUS一体化工程实践。结果表明:低温甲醇洗工艺捕集煤化工产生的CO_(2)成本低廉;CO_(2)非混相驱油是提高低渗超低渗油田原油采收率可行的手段;CO_(2)驱油的同时实现了地质封存,且封存安全有效,鄂尔多斯盆地适宜开展地质封存。该工程实践不仅带来显著的经济效益和环境效益,也开创了绿色低碳、循环利用的能源发展新模式。

采油厂空气泡沫注入站自控系统的设计与应用

对甘谷驿采油厂丛34注泡沫站和丛34注水站的自控系统进行统一规划和建设,通过对注空气、注泡沫站自控系统的开发,实现气动阀和泵的远程控制,压力流量液位的自动检测,水处理系统、加药系统的数据采集与自动控制,现场视频信息的实时监控。

空气泡沫驱油技术在低温特低渗油藏中的应用——以甘谷驿油田唐80井区为例

针对陕北油区特低渗油藏地质特征,以甘谷驿油田唐80井区为例,通过室内实验和现场试验研究了空气泡沫驱油技术在低温特低渗油藏中应用的可行性。通过评价不同起泡剂在无油和含油30%条件下的泡沫高度、半衰期和泡沫综合指数,筛选出起泡和稳泡性能良好的起泡剂,优化得到了低界面张力泡沫体系（0.12%FC-2＋0.08%TC-12＋0.1%BS＋1500mg/L HPAM）。模拟得到试验井区最佳泡沫干度为0.7、最佳注入压力为18~22MPa、注入速度为10m3/d、注入周期在30天左右。结果表明,空气泡沫驱油技术在30℃的低温特低渗油藏中应用安全可行,现场试验8个井组累计增油4898t,阶段投入产出比为1∶2.57,增产效果明显,可大幅度提高油田采收率,对同类油藏的增油控水具有一定的借鉴作用。

榆林煤化工CO_(2)捕集系统典型风险分析与评价

在对榆林煤化工CO_(2)捕集系统危害因素进行分析的基础上,进一步对CO_(2)分离器发生的典型风险之分离器泄漏发生其他爆炸进行了分析。结合分析结果,通过事故树评价得出了可能导致其他爆炸风险的最小割集和最小径集,并结合结构重要度进行量化处理,找到预防事故的关键管控因素和对策方案,为企业预防和控制事故发生提供可靠依据,为企业安全生产提供技术支持。