化子坪长6储层长岩心CO_(2)驱替实验及数值模拟评价

二氧化碳驱提高石油采收率(CO_(2)-EOR)在我国大部分低渗透、低孔隙度油藏中的应用越来越重要。鉴于国家净零排放目标,在采用二氧化碳驱提高采收率时,二氧化碳封存是另一个重要考虑因素。针对低渗油藏,开展天然岩心长岩心CO_(2)驱替试验,并利用TOGA(TOUGH Oil,Gas,Aqueous)软件建立岩心尺度数值模型开展模型的识别与验证,对模型的有效性及物性参数进行敏感性分析,结果表明,1)根据出口气油比可将二氧化碳驱油与封存划分为未见气(0~100)、极少量气(100~1 000)、气体突破(1 000~10 000)、大量气窜(>10000)四个不同阶段;2)孔隙度、渗透率及非均质性对模拟结果影响较大,在后续实际场地模型中应予以重点关注。研究结果可为实际场地规模模型提供参数依据。

二氧化碳混相驱的长岩心物理模拟

为优化胜利油区拟进行CO2混相驱先导性试验区大芦湖油田樊124断块的注气工艺参数,利用长岩心物理模拟流程,针对该断块的地层原油,在30MPa、116℃条件下,研究了CO2混相驱的驱油效果、驱替特征以及CO2注入时机、注入方式、注入量对混相驱效果的影响。实验表明:对于樊124断块,在30 MPa条件下可以实现CO2混相驱,提高采收率16％以上。在均质长岩心模型中,CO2的注入时机、注入方式对混相驱采出程度影响不大,但早期注入可延长无水采油期,提高采油速率,气水交替注入可有效抑制因地层非均质性而造成的气窜现象,因此,现场还是早期实施CO2与水的交替注入较好,CO2注入量应在0.25倍孔隙体积以上。

长岩心注天然气驱油物理模拟实验

根据室内实验验证天然气驱油是否适合冀东油田,并评价其效果。根据冀东油田的地层特征,配置地层原油和地层水,根据油藏的渗透率优选岩心,根据岩心排列规律,排成一长岩心,在美国产CFS-100多功能综合驱替系统中,分别进行水驱、气水交替驱、气驱3种驱替实验,并对实验结果进行分析和评价。实验结果表明:水驱采出程度最低,气水1∶3交替驱采出程度最高。注入的气体体积越大,越有利于提高驱油效率。

长岩心注二氧化碳驱油物理模拟实验研究

所研制的长岩心驱替实验装置 ,考虑了相似条件对岩心长度的需要 ,以及多次接触混相其物理化学过程的阶段性和机理的复杂性。该装置可以在油藏条件下实施多种驱替实验 ,这些实验包括 :水驱或气驱二次采油实验 ;利用注入溶剂 (如氮气、碳氢化合物、二氧化碳等 )或注入聚合物、胶态分散凝胶等化学驱油剂开展三次采油动态室内模拟实验研究。该装置岩心长为 2m ,其工作压力、温度分别为 60MPa、15 0℃。利用该实验装置成功地进行了注二氧化碳驱替实验 ,得到了文 184块油藏流体在水、二氧化碳交替驱油过程中的压力、采收率和相态变化等重要参数。

马36长岩心气水交替驱替试验数值模拟研究

马 3 6井区长岩心气 (氮 )水交替非混相驱替试验主要用于对比和确定注水、注气(氮 )交替驱替方式下的驱油效率和驱油效果。在完成油藏流体相态拟合之后 ,利用多组分模型软件[1～ 3] ,对马 3 6井区的 2组长岩心气水交替驱替试验数据进行了数值模拟研究 ,取得了良好的拟合效果。数值模拟研究的主要目的是根据试验数据 ,对相对渗透率曲线和毛管压力曲线[4] 等参数进行修正 。

轮南古潜山碳酸盐岩油藏长岩心驱替实验成果

全面模拟油藏实际条件,对轮南古潜山碳酸盐岩油藏进行了衰竭驱替物理模拟实验。在国内首次人工制造出了同时符合油藏储渗层渗流空间形态要求和渗透率要求的网状裂缝(洞)岩心,并在四高,即压力高、温度高、矿化度高、粘度高的模拟油藏实际条件下成功应用人工制造网状缝岩心完成了轮古地区长岩心驱替实验。实验结果为确定轮南古潜山碳酸盐岩油藏岩石物理特性、流体性质及驱油速度对驱油效率(采收率)的影响提供了有效的实验支持和实验基础数据。

天然气驱长岩心室内实验研究

低渗透油藏注水开发效果差、采收率低,而采用气驱技术是动用此类难采储量的有效方法之一。本文利用长岩心实验模型,进行了物理模拟研究,得到了该油藏在纯气驱、纯水驱、完全水驱后气水交替驱、原始状态下气水交替驱和油藏目前注水倍数下气水交替驱等方式下的采收率和压力等变化情况,为油藏选择合理的开采方式提供了依据,并且为进一步的数值模拟工作提供了基础数据。

致密砂岩气藏长岩心压力损失及渗透率损害评价实验

致密砂岩气藏具有低孔、低渗、孔隙结构复杂、孔隙连通性差等特点,易受到水锁效应严重损害。为此,根据致密砂岩气藏的水锁机理以及储层条件,选择对应储层的长岩心,开展了不同储层条件、不同水锁程度下的压力损失评价和渗透率损害评价实验,并提出了压力损失和渗透率损害率2个概念,表征水锁效应对压力传播过程和储层渗透率的损害程度。结果表明:在气田开发过程中,水锁效应对物性较差、气测渗透率较低的储层损害最大,应提前实施预防措施;物性较好、气测渗透率较高的储层可根据其压力损失和渗透率损害率决定是否需要采取优化措施。针对不同储层,合理地实施解除水锁工艺对于气井的生产以及经济效益具有重要意义。

强碱三元复合驱长岩心模拟实验中成垢离子变化规律

利用强碱三元复合驱替液对长岩心进行驱替实验,根据驱替液中离子质量浓度及岩心中元素质量浓度变化结果,分析三元复合驱过程中成垢离子的变化规律,讨论强碱三元复合驱替液与岩心矿物的物质交换和化学反应对成垢离子变化规律的影响.结果表明:在碱性条件下,驱替液中Ca2+、Mg2+的质量浓度迅速降低至2.000×10-3mg/L以下,岩心中的Ca2+、Mg2+再次经历溶出和沉淀的过程;驱替液中Si4+的质量浓度经历迅速上升和稳中有降过程;随着驱替过程的不断进行,驱替液中的OH-质量浓度逐渐增加,直至达到饱和值.

一种物性参数可控的人造长岩心制作技术与影响因素分析

在天然气水合物等非常规能源勘探过程中,获取不同地层和不同岩性的完整天然岩心不仅存在一定的技术难题,同时还需要较高的经济成本。因此,利用人造岩心模拟已知物性参数的原位地层来替代天然岩心已成为非常规能源领域内的一种研究趋势。针对现有人造岩心技术存在的长度较小、难以满足特殊实验需求,长岩心均匀压实较难以及对原位地层物性参数模拟的准确性不足等问题,研发了一种人造长岩心制作仪器与工艺。根据均匀性试验和正交试验等测试结果,得出一种可靠的均匀人造长岩心制作方法,提出了一种准确模拟目标地层物性参数的试验思路,同时从微观角度分析了多种因素对岩心物性参数的影响机理,并量化研究了多因素及交互作用对岩心渗透率的影响规律。研究结果表明,研发出的岩心制作仪器与工艺的可靠性与可重复性较高,所制岩心均匀密实。密度、渗透率和孔隙度随长度的变化均控制在3.3%以内,且可制作物性参数分段差异的岩心,既简单实用又成本低廉,而且,该人造岩心制作方法能准确模拟冻土区水合物地层的孔隙度和渗透率,孔隙尺寸空间分布也与天然岩心较为相近,仿真程度较高。

水驱砂岩气藏型地下储气库长岩心注采实验研究

水驱砂岩气藏型地下储气库通过注气驱水扩容,但是受储层非均质性以及水侵等因素的影响,实际运行过程中的库容量和工作气量大多低于设计值。为进一步优化气库注采效果,开展了多轮次的长岩心注采实验,分析注采过程中压力场分布及库容动用特征,研究影响扩容效果的因素。研究结果表明:随着注采轮次增加,注气排驱难度加大,排驱效果逐渐变差,趋于最大库容量;远井地区储层不能有效参与气库运行,注气后气库平衡压力低于上限压力,采气后气库平衡压力高于下限压力,导致实际库容量和工作气量达不到设计值;受储层孔喉分布非均质性、气驱压力梯度的限制以及采气循环边水的影响,排驱扩容增加的库容有限,注采模拟结束后,库容动用率仅为30%,工作气量占比也仅有21.6%。研究结果为水驱砂岩气藏储气库方案设计提供技术支持。

长岩心酸化流动试验对优化砂岩酸化设计的作用

以往研究砂岩基质酸化最常用的方法是短岩心酸化流动试验，本文提供了一种长岩心酸化流动试验研究新方法。长岩心酸化流动试验结果表明：采用前置盐酸和低浓度氢氟酸有利于提高酸化效果，残酸离子分析证实高温地层酸化极易形成Si（OH）4沉淀。但短岩心酸化流动试验结果为：加大酸液浓度和用酸强度有利于提高酸化效果。对比短岩心和长岩心酸化流动试验结果表明：只有模拟就地条件下的长岩心酸化流动试验才能更好地优选酸液体系，达到优化酸化设计的目的，经现场应用取得显著效果。

裂缝—孔洞型凝析气藏不同开发方式的长岩心实验

柴达木盆地塔中Ⅰ号气田裂缝孔洞型碳酸盐岩储层表现出“双孔双渗”特征，凝析油反蒸发机理不同于砂岩凝析气藏，国内外对如何提高裂缝孔洞型凝析气藏采收率的研究还比较少。为此，首先取得无裂缝的碳酸盐岩岩心进行孔隙度和渗透率测试（平均孔隙度6．5％，平均渗透率1mD），然后进行造缝（裂缝渗透率5～10mD），并将岩心组合成长岩心（105．8cm），最后采用塔中Ⅰ号气田凝析气（凝析油含量533g／m3）进行了注气、吞吐和脉冲注气实验，优选出提高凝析油采收率的开发方式。实验结果表明：露点压力以上注气凝析油采收率最高，其次是最大凝析油饱和度下注气或脉冲注气；与低渗透砂岩凝析气藏不一样，注气吞吐提高凝析油采收率效果最差。该实验对裂缝孔洞型储层高含凝析油型的凝析气藏的合理开发提供了技术支撑。

长岩心CO_(2)非混相驱中注气速率对重力超覆的影响

针对室内难以模拟真实油气运移中重力超覆的问题,课题组自主研制了一种二维高温高压气驱超覆物理模型,通过上下层产出流体差异对超覆程度进行表征,开展不同注气速率下长岩心CO_(2)非混相驱实验,利用岩心上、下层气体突破时采收率比值、最终采收率及岩心剖面剩余油分布等评价重力超覆程度,并分析注气速率对重力超覆的影响机理。研究结果表明,以0.1 mL/min的低注入速率注入时,岩心下层几乎不产油,上层采收率所占比重高达97.5%,岩心整体波及效率低,最终采收率仅为49.49%,重力超覆严重;注气速率逐渐增加至1 mL/min,岩心上层采收率所占比重由97.5%逐渐降至50.9%,最终采收率高达60.26%,岩心剖面剩余油随注气速率增加而减少,重力超覆减弱。随注气速率的增加,CO_(2)水平黏性力增大,对油气密度差引起的垂向重力抑制作用增强,重力超覆减弱,岩心整体波及效率得到改善。实验结果可为低渗油藏CO_(2)驱注气参数优化提供理论依据。图11表1参15.

无机凝胶在18 m长岩心内的传输运移能力

为了实现海上高盐油田高效低成本开发,满足深部液流转向技术需求,本文开展了无机凝胶药剂浓度优选及18 m超长岩心内传输运移能力实验研究。结果表明,目标储层注入水中Ca^2+和Mg^2+含量分别为0.569 g/L和0.229 g/L,二者不足以与主剂Na2SiO3溶液反应生成大量无机凝胶,需选用外加CaCl2溶液作为助剂,选择主剂与助剂浓度均为3.7 g/L。随“软化水+Na2SiO3溶液+软化水+CaCl2溶液”交替注入轮次增加,18 m长岩心上各个长度区间压力梯度呈现逐渐升高趋势。多轮次交替注入结束后无机凝胶波及岩心区域达到总长度86.7%,岩心前后相邻两个长度区间压力梯度比值分别为3.85、2.03、1.16、1.19和1.24,各个长度区间压力梯度比值差不大,无机凝胶调剖剂具有良好传输运移和深部液流转向能力。后续水驱结束时,岩心各个长度区间封堵率在19.97%数72.26%,表明无机凝胶在孔隙内具有较强耐冲刷和持久液流转向能力。

内源微生物激活剂在人造长岩心中的分布规律

为了明确油藏微生物激活剂组分在油藏中的分布规律,以5 600 mm的人造岩心为物理模型,研究了沾3现场激活剂配方在长时间水驱过程中的动态变化规律,分别在不含微生物消耗和含微生物消耗的情况下,拟合出内源微生物激活剂组分的长距离运移衰减方程。研究表明:长岩心运移实验中,硝酸盐、磷酸盐、玉米浆3种组分随运移距离增加都呈现出衰减趋势,峰值浓度和衰减速度不断降低。长岩心对于激活剂各组分的吸附能力有一定的差别,吸附能力由小到大依次是N、P、玉米浆,微生物对于激活剂各组分的消耗比例由小到大依次是玉米浆、N、P。在开始注入阶段,带微生物消耗的激活剂运移损耗巨大并出现色谱分离现象,当激活剂运移到2.5 m的位置时,基本消耗殆尽。因此,常规注入方式很难使激活剂有效进入到油藏深处。

长岩心流动实验评价酸液酸化效果

通过长岩心流动实验,结合酸化前后岩石抗压强度分析,对比评价了常规土酸(12%HCl+3%HF)和新研制的有机缓速酸体系对大庆外围东部葡萄花油层高含长石储层岩心的酸化效果,表明有机缓速酸体系具有一定的缓速能力,能够处理地层深部伤害;将长岩心酸化流动模拟实验与岩石抗压强度实验相结合,可优选酸液类型、浓度和用量,有利于提高砂岩基质酸化的有效率。

WS17-2低渗砂砾岩油藏注水/注气长岩心驱替效果评价及方案优选

岩心实验分析证实WS17-2低渗砂砾岩油藏储层具有微观非均质性强和水敏性强等特点,实施注水开发能否取得预期效果是开发方式选择的重要问题。分别采用短岩心拼接组合而成的组合长岩心、岩屑充填压实填砂管长岩心、组合全直径长岩心三种形式长岩心模型,开展了WS17-2油田流三段低渗砂砾岩油藏地层高温高压条件下注海水、注伴生气开发效果物理模拟及评价。结果表明,三种长岩心模型在水驱时均表现出较强的水敏伤害,导致注水压力过大;短岩心拼接模型和组合全直径模型注海水时均表现出突破较快,突破后驱油能力弱,提压效果差,最终采出程度低等特征,且驱油效果低于填砂管长岩心模型;相同长岩心模型下,注海水与注伴生气最终采出程度接近,但相同的注入量下注海水效果更好;海水驱后转注气驱可有效利用注入气的增溶膨胀、抽提、降黏、低张力作用,使原油采出程度在水驱基础上增加8~16个百分点;转注伴生气效果好于干气。实验结果可为此类海上低渗砂砾岩油藏的开发提供技术参考。

长岩心注二氧化碳驱油模拟实验研究——以台兴油田阜宁组三段储层为例

根据台兴油田阜宁组三段储层油藏特征和开发现状,利用长岩心驱替实验装置,对长岩心注二氧化碳驱油进行了室内模拟实验,得到了阜三段油藏流体在水驱后三个注CO2气驱压力点下的采收率和相态变化的重要参数,为下一步确立台兴油田合理开发方案提供了依据。

涠洲油田低渗储层长岩心驱替实验研究

中海油在南海西部海域的涠西南凹陷发现低渗透油气田。目前,该油田开发面临的主要问题包括:特低渗(渗透率小于10×10-3μm2)油藏储量所占比例大,如何提高低渗透储层产能,如何有效动用储量,以及注水开发可能存在注入能力低等。由于地层原油黏度低,油质较轻,注气开发是提高低渗透油藏采收率的有效手段;此外,该油田开发过程中将产生大量伴生气,有足够的气源。因此,采用油田伴生气回注是值得探索的提高采收率的方法。为此,有必要通过长岩心驱替实验,对低渗透油气田的注入方式进行评价优选,为编制海上低渗透油田开发方案提供依据。选取涠洲某油田流沙港组低渗透储层,通过室内长岩心驱替实验研究,综合评价了衰竭、水驱、气驱、气/水交替驱替时的驱油效率和渗流特征,从而为注水、注气驱提高采收率开发方式的选择提供实验数据支持和参考。实验结果表明:衰竭式开采方式效果最差,注水比注气效果要好,注液化气前置段塞+外输气驱的方式,能够达到最好的驱替效果。