不同油藏压力下CO2驱最小混相压力实验研究

CO2-原油体系的最小混相压力是影响CO2驱开发效果的关键因素。随油藏开发阶段的不断深入,当油藏压力低于原始饱和压力后,溶解在原油中的溶解气会部分脱出。油藏流体组分及其高压物性也会发生变化,影响CO2-原油体系的最小混相压力,利用原始地层流体样品测试得到的最小混相压力不再适用。为此,以中国西部某油田8个典型区块为例,进行细管实验测试和多组分数值模拟,对不同油藏压力下的最小混相压力进行系统研究。与其他油田相比,研究区各油藏油样的C1摩尔含量较高,为31.12%~51.69%,平均为43.25%;C2-C6摩尔含量较低,为8.0%~18.48%,平均仅为11.3%。细管实验和数值模拟结果表明,在原始地层压力下,CO2均与8个典型区块地层原油样品发生混相驱替,但不同区块CO2驱最小混相压力差异很大,其值为17.60~41.18 MPa。当油藏压力低于原始饱和压力后,CO2驱最小混相压力主要呈微小幅度下降的趋势。随脱气压力进一步降低,油相组分构成中,C1N2摩尔含量呈递减趋势、C7+和C24+组分呈递增趋势,而中间组分(C2和C3+)摩尔含量变化较小。在各级脱气压力下,脱出气体以C1为主,中间组分摩尔含量仅在最后一级脱气压力下急剧升高。CO2-原油混相带出现在注入CO2波及前缘靠近注入端的位置,混相带随着驱替的进行而逐渐变宽。

利用数字露头模型技术对曲流河三角洲沉积储层特征的研究

数字露头模型技术(DOM)是利用三维可视化技术虚拟露头表面,建立由一系列结构多边形构成的初步模型体,进而在模型体上叠加露头剖面所有数字化地质信息,包括三维地面激光雷达数据、遥感图像、高精度灰度照片、探地雷达数据等露头地质剖面所有地质学信息数字化数据,实现多种地质特征综合解释与测量的数字露头模型技术,已在野外露头剖面上沉积体系三维储层建模、岩性分类、构造断裂精细解译等方面研究发挥作用。本文为准确刻画沉积体系砂体与储集层空间分布特征,尝试利用数字露头模型技术,对鄂尔多斯盆地延长组曲流河三角洲平原河道砂体空间分布特征精确测量与描述,实测不同位置河道砂体储集性能,并利用探地雷达数据预测露头区域地下砂体形态特征,综合建立砂体三维空间分布模型,为储层精细对比研究提供依据。数字露头模型显示:(1)潭家河剖面河道形态明显,砂体呈顶平底凸的透镜体,横向延伸192 m,最厚处约14 m,河道与围岩切割关系明显,内部为4期沉积充填,整体表现为复合正韵律;(2)曲流河三角洲平原的分支河道砂体呈孤立状,砂体侧向迁移,垂向多期叠加,砂体在探地雷达剖面上反射特征表明,地面之下曲流河三角洲平原的分支河道砂体也呈孤立状,横向迁移频繁;横向上不同期次砂体宽度分别为192.4 m、32.54 m、41.83 m以及79.97 m,厚度对应为14 m、4.52 m、3.85 m以及5.66 m,宽厚比平均为12∶1;(3)典型砂体储集物性解剖认为,三角洲平原分支河道砂体储集物性较差,储集物性空间分布特征表现为河道砂体内每期砂体下部物性优于上部,中间优于两翼,单期河道砂体最厚位置处储集性最好,孔隙度最高可达-32。

污水配制聚合物溶液黏度降低的影响因素研究

系统考察了污水中多种因素对聚合物溶液黏度的影响。在25℃时,污水中使聚合物化学降黏的主要成分为铁、钙、镁,其影响顺序为:Fe2+>Fe3+>Ca2+≈Mg2+;在65℃时,污水中使聚合物化学降黏的主要成分为铁、硫、钙、镁,其影响顺序为:Fe2+>Fe3+>S2->Ca2+≈Mg2+。在25℃、65℃时,生物影响聚合物黏度的主要菌种为铁细菌(FeB)、硫酸盐还原菌(SRB)和腐生菌(TGB),其影响顺序为FeB菌>SRB菌>TGB菌。确定了采油用污水配制聚合物溶液时各影响因素的限度指标:铁离子<0.1 mg/L、S2-<1 mg/L、Ca2+<100 mg/L、Mg2+<50 mg/L、FeB菌<100个/mL、TGB菌<10000个/mL、SRB菌<10000个/mL。此时的聚合物溶液黏度损失小于30%。当污水中这些成分高于该指标时,将引起聚合物溶液黏度大幅降低,必须采取有效方法抑制。

无碱表面活性剂羧基甜菜碱表/界面性能研究

研究了自制的含双键羧基甜菜碱BC的表面性能和无碱条件下与大庆原油间的界面性能。45℃时,BC的临界胶束浓度(C_(cmc))为1.02×10^(-5)mol/L,γ_(cmc)为29.603 mN/m。油水来源为大庆一厂时,在BC质量分数为0.05%~0.20%时,BC一元体系、BC/0.09%部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)二元体系采出水溶液与原油和模拟原油间的界面张力均达到10^(-3)mN/m数量级,单一活性剂体系与模拟原油间界面张力降幅大于相应的原油结果,二元体系达到超低界面张力的时间比一元体系长。油水来源为大庆三厂时,BC一元体系采出水溶液与原油达到超低界面张力,且45℃老化160 d的界面张力仍保持在10^(-3)数量级,稳定性较好。

CCUS全球进展与中国对策建议

碳捕集利用与封存(CCUS)是CO2深度减排以应对气候变化的重要途径。近十余年,全球特别是中国CCUS技术和产业取得重要进展。基于多年来CCUS研究与实践经验,阐述了CCUS技术类型划分情况和中国CCUS发展部署,着重分析了全球重点地区驱油类CCUS(CCUS-EOR)技术发展历程和项目情况、不同CO2驱替类型与特点及中国特色CCUS-EOR配套技术,系统分析了CCUS-EOR可持续发展的主要影响因素;在此基础上,对比了中美CO2驱油技术发展条件,指出了中国CO2驱油技术发展决策的难点,最后从发展基础、主要任务、优先区域、项目运作和政策法规等方面,提出了中国CCUS-EOR产业可持续发展的具体建议,为CCUS政策制定部门提供必要的决策参考。

泡沫油运动形态的可视化研究

委内瑞拉Orinoco地层油复杂的"泡沫油"流动特征在油藏开发及实验室研究中受到高度重视,不同压力下的泡沫油微观形态研究对探寻渗流机理尤为重要。低于泡点压力时泡沫油表现出复杂的形态变化,实验利用可视化模型观察和分析了气泡的形成、生长过程、合并和分裂现象,并发现气泡通过孔隙时具有独特的运移特征:当气泡接近和通过孔喉时,运移速度明显加快。不同直径的气泡伴随有变形、翻转和吸附等形式。对模型表面粗糙度、孔隙大小、气泡尺寸等因素进行分析后,发现气油比是影响气泡数量的关键因素,但其不是气/液界面相互作用的主要因素。气泡的产生及运动过程受压降和重质组分的双重作用,高沥青质、胶质含量决定了泡沫油的渗流特征。

琼东南陆坡深水水道主控因素及勘探应用

结合全球海平面变化、气候变化、物源供给特征和地形条件,深入地分析和研究了发育在琼东南盆地陆坡区上新世和更新世地层中水道的形成主控因素及其在深水油气勘探中的应用价值和前景。提出琼东南陆坡上新世水道的主要因素是物源供给,包括来自红河和海南岛的物源,构造活动是关键诱发因素,上新世早期莺歌海盆地发育的大规模滑塌体与该水道的形成关系密切;给出更新世水道形成模式,其形成与第四纪冰期海平面的大幅度下降有关,地震活动诱发了中南半岛的小型山脉河流复苏,并对南海西部陆坡直接供给形成了该期水道。深水水道对于全球海平面变化、陆坡区物源供给情况和陆坡层序界面具有指示作用,并可作为良好的深水油气勘探目标,具有重要的深水油气勘探意义。

气驱开发油藏井网密度数学模型

井网密度对气驱开发效果有决定性影响。首次提出了考虑当前采出程度和混相程度的气驱采收率计算公式。以气驱采收率计算为基础,从技术经济学观点考察了注气项目在评价期内的投入产出情况。建立了气驱井网密度与净现值之间联系。利用驻点法求极值方法得到了气驱开发油藏的经济最优井网密度和经济极限井网密度的数学模型。研究成果对于注气潜力评价和油藏注气开发实践有重要指导意义。

英东萨尔图油藏水驱开发效果评价

吉林油田英东萨尔图油藏已处于特高含水开发阶段。在稳定并提高单井产量的背景下,综合应用油藏精细描述、室内实验分析、生产动态分析和油藏数值模拟等技术手段,对储层敏感性、井网加密潜力、剩余油分布、水驱采收率以及油藏动静态的关系等重要方面进行了客观评价。并首次提出了"小层储量集中度"和"砂体储量集中度"两个开发地质学概念,分别用于量化开发矛盾的转移和实践中对高渗段进行封堵的地质倾向性。研究成果对于正确认识英东萨尔图油藏的注水开发工作和明确下一步挖潜思路,提高开发效果意义重大。

膨润土对采油泡沫稳定性影响研究

本文以十二烷基硫酸钠与磺酸盐型醇醚阴非离子表面活性剂FP1688作为发泡剂,钠基膨润土和钙基膨润土作为稳泡剂进行泡沫性能测试实验。研究结果表明,磺酸盐型醇醚阴非离子表面活性剂FP1688的发泡性能优于十二烷基硫酸钠,钠基膨润土的稳泡性能优于钙基膨润土。当FP1688的浓度为0. 40%、钠基膨润土的浓度为5%时,稳泡时间大于6000s,发泡体积高于800mL。膨润土对泡沫稳定性影响研究对膨润土稳定泡沫配方体系的研制提供了有益的技术指导,对在低油价下推广应用泡沫驱技术意义重大。

注气开发低渗透油藏见气见效时间预报方法

气驱开发油藏见气时间预报油藏工程完备理论尚未见报道。首次提出应用完全非混相驱替、一次萃取和一次溶解膨胀三个步骤,即"三步近似法"简化真实气驱过程。引入"特征流管"概念研究波及区域完全非混相驱含气饱和度分布。结合相态理论和实验成果量化一次萃取和一次溶解引起的油藏流体膨胀。利用物质平衡原理和气驱增产倍数概念描述见气见效时的"油墙"规模。分别计算了见气见效时游离态、溶解态和成矿固化态三种赋存状态的注入气体占据的烃类孔隙体积,得到低渗透油藏见气见效时间预报普适理论模型。给出了CO2驱油藏见气时间计算简化公式,用于十个注气项目的平均相对误差为8.3%。发现见气见效时间对见气前的阶段地层压力及其接近最小混相压力的程度、注入气地下密度和和理论体积波及系数较为敏感。指出提高见气前的阶段地层压力和增加体积波及系数是延迟见气的两项基本技术对策。研究成果对编制气驱方案、把握注气动态并及时制定生产调整对策有重要指导意义。

低渗透油藏混相驱合理注气时机研究

注气时机是气驱开发方案设计的一项重要内容。根据油藏工程基本原理,提出了气驱采收率计算公式;结合气驱增产倍数概念给出了气驱采收率、油藏最终采收率以及气驱提高采收率幅度计算方法,并利用微积分方法研究了三个采收率相关指标随开始注气时水驱采出程度的变化规律;从数学上证明低渗透油藏注气越早,三个采收率相关指标越好;所得结论与物理模拟结果一致,并从微观层面解释了气驱提高采收率幅度随转驱时水驱采出程度增加而下降的原因。最晚注气时机确定方法通过技术经济学评价方法给出。研究成果对注气决策有普遍指导意义。

泡沫阻力因子与残余阻力因子预测模型研究

泡沫阻力因子及残余阻力因子是表征泡沫驱调剖封堵效果的重要参数,但受到岩心渗透率、孔隙度以及泡沫注入量等诸多因素的影响,需要通过大量的室内评价实验才能得到有效的泡沫阻力因子及残余阻力因子。通过SPSS分析软件,用逐步回归的方法拟合泡沫阻力因子和残余阻力因子与各因素之间的关系式,得出了各因素对泡沫阻力因子的影响规律,分析了各因素之间存在的相互作用并得到预测模型,再利用实验数据进行验证,确定预测模型的精度达80%以上,研究可为室内评价实验计算泡沫阻力因子与残余阻力因子提供参考。

塔里木盆地奥陶纪层序岩相古地理

通过大量钻井取芯及露头沉积相观察、地震层序解释及地震相分析,结合蛇绿混杂岩带及板块构造演化等区域地质资料,首次编制了层序地层格架下的8张塔里木盆地奥陶纪岩相古地理图,发现了塔里木板块内部存在5个孤立碳酸盐台地(塔北台地、巴楚—塔中台地、罗西台地、塘南台地及库鲁克塔格台地)及其"台—盆"相间的古地理格局,对塔里木盆地海相油气勘探具有重要指导意义。最初发生于早震旦世及早寒武世的塔里木板块北缘大陆裂谷运动及震旦纪—中奥陶世的张裂构造环境控制了塔里木板块内部多个孤立碳酸盐台地及其间深水沉积区的形成,而晚奥陶世发生于板块南缘的阿尔金岛弧及库地岛弧与塔里木板块的碰撞挤压运动及其产生的大量陆源碎屑物源,则导致了板块内部多个孤立碳酸盐台地的逐步消亡及板块南部浊流盆地群的形成。

准噶尔盆地石炭纪火山岩岩石地球化学特征及其构造环境意义

准噶尔盆地石炭纪发育区域性的火山岩建造,火山岩岩性以中基性为主,主要为玄武岩、玄武安山岩,同时发育少量酸性的流纹岩,基本属于钙碱性系列。样品全碱(Na_2O+K_2O=2.99%～8.07%)和TiO_2(0.30%～2.57%)含量较高,K_2O含量(0.13%～3.29%)较低,稀土元素含量(∑REE)中等。球粒标准化的REE配分表现轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)富集((La/Yb)_N=2.47～7.45)、轻重稀土分异的特征,部分样品的Eu和大部分样品的Ce显示轻微的负异常(δEu=0.543～1.088,δCe=0.787～0.987)。微量元素具有大离子亲石元素(LILE)富集及高场强元素Nb、Ta亏损的特征,大部分样品(Rb/Yb)_N均远大于1。这些特征结合元素相关环境判别图解表明,准噶尔盆地石炭纪火山岩是原始岩浆经历了一定程度分异作用后的产物,以板内大陆环境为主,兼具有部分岛弧特征,形成于俯冲碰撞造山期后伸展背景下,火山岩所具有的岛弧特征是碰撞前混染弧组分的继承。

中新生代天山隆升及其南北盆地分异与沉积环境演化

明确中生代以来天山隆升的时间顺序、隆升范围,及其与南北两侧盆地的沉积环境演化之间的关系,是天山两侧准噶尔盆地、吐哈盆地与塔里木等盆地原型恢复研究的重要需求。通过分析天山南北主要盆地类型、沉积充填、古气候变化,物源属性、边缘相带迁移反映的物源区远近变化与古水流特征,以及大量磷灰石裂变径迹测年数据认为,中新生代天山主要存在晚三叠世—早侏罗世、晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世—始新世、中新世—第四纪的四期阶段隆升。在此基础上,编制了早侏罗世早期—第四纪的天山隆升范围及其南北盆地的沉积环境演化图,表明天山的四阶段隆升控制了北疆与南疆盆地由早、中侏罗世统一泛湖盆至晚侏罗—早白垩世盆地开始分异,再到新近纪以来彻底分割成独立盆地的沉积演化过程。同时,明确了天山南北两侧各盆地储层、烃源岩及盖层的重要形成期与天山隆升的关系,对有效拓展油气勘探范围有所启示。

盆地内大面积砂体分布的一种成因机理——干旱气候下季节性河流沉积

我国西部新疆地区侏罗系—下白垩统大面积、厚层状砂岩油气勘探获得了重大发现,大面积厚层状砂体及泥岩红层沉积的成因机理受到长期关注。结合现今准噶尔南缘多条季节性河流的沉积体系、砂体展布特征分析,并对比郝家沟—头屯河剖面、玛纳斯河剖面上侏罗统齐古组、喀拉扎组的岩相组合、岩石颜色、砂泥岩沉积构造、沉积序列与古环境分析,认为干旱气候下头屯河组上部—喀拉扎组的季节性曲流河—季节性辫状河沉积是上侏罗统大面积厚层状砂砾岩体及厚层状泥岩红层沉积的重要成因机理,进而建立了季节性河流的砂体构型和成因模式。准噶尔盆地南缘季节性河流沉积砂体构型和成因模式的建立,对进一步认识我国古代季节性河流沉积提供了有益参考。

干旱气候环境下季节性河流沉积特征——以库车河剖面下白垩统为例

通过对库车河剖面下白垩统巴西改组—古近系库姆格列木群底部的沉积露头实测,分析砂岩岩性组合、沉积构造特征、砾岩特征及沉积古环境,并结合现代天山南北季节性河流沉积特征,认为干旱气候条件下发育的季节性河流及季节性河流三角洲是白垩纪库车坳陷发育的重要沉积体系。下白垩统巴什基奇克组砂岩特征与现今广泛发育的季节性河流沉积特征极为相似,既有较为典型的河流相正韵律砂体大面积沉积,河道底部内碎屑泥砾与厚层块状的大型交错层理等砂岩,又显示出高能细砂岩和高能粉砂岩沉积,并具有较低的成分成熟度和较高的结构成熟度基本特征。在此基础上,建立了库车河剖面下白垩统巴西改组—巴什基奇克组沉积相模式:巴西改组沉积时期,库车坳陷发育面积较大的宽浅型湖泊,天山前发育的季节性河流进入湖泊后形成季节性河流三角洲;巴什基奇克组沉积时期,古天山前出现了多个小型湖泊,古天山山前发育大量的季节性辫状河与多个小型季节性辫状三角洲沉积。

塔里木盆地寒武系层序地层格架

通过露头、钻测井及地震层序地层特征综合分析,建立了塔里木盆地寒武系三级层序地层格架,将寒武系划分出6个可全盆地追踪与对比的三级层序。结合反映全球海平面相对变化的全岩碳同位素旋回与反映沉积古水深相对变化的沉积旋回的对比分析,可将塔里木盆地寒武系三级层序分为主要受全球海平面变化控制形成的全球海平面层序(层序CSQ2、CSQ4、CSQ5、CSQ6)及主要受地区性构造沉降作用控制形成的构造层序(层序CSQ1、CSQ3)2类。塔北轮南地区寒武系台地边缘总体呈现由早寒武世的缓坡向中—晚寒武世的镶边台地的演变以及由西向东的进积叠置型式,推测主要与寒武纪全球海平面总体微弱下降及塔里木盆地基底沉降速率总体稳定且较小有关。

浅水三角洲动态生长过程模型与有利砂体分布——以鄱阳湖赣江三角洲为例

浅水三角洲是湖盆内大面积砂体分布的重要成因,但大面积砂体的非均质性较强,预测并寻找有利砂体(甜点)是现今油气勘探的重要需求。通过开展现代赣江三角洲上平原-下平原及河口区多个沉积部位探坑挖掘工作,对探坑中沉积物岩性与沉积相序进行了描述、取样以及沉积特征对比,并且对顺直河道中心的沉积物样品进行了采集与分析化验后,认为浅水三角洲上平原河道内沙洲的洲头与洲尾、堤岸近河端,下平原上游、下游的堤岸近河端,入湖河口区的水下分流河道、纵向坝、横向坝是有利砂体的发育区及有利砂体类型。由于赣江浅水三角洲的河道主要为顺直型,正韵律的分流河道砂体不发育,赣江浅水三角洲垂向上具有早期湖泊相泥-反韵律河口沙坝-下平原与上平原堤岸相沙泥质互层的沉积演化特征。结合鄱阳湖枯水期与洪水期的水文地质特征,建立了赣江浅水三角洲的动态生长过程模型,其动态成因演化过程可分为先期枯水期湖泊沉积,湖平面上升至最大洪泛期和再次枯水期三角洲进积等3阶段。该模型既为浅水三角洲沉积由静态描述向动态过程演化研究奠定了基础,又为湖盆内大面积砂体中甜点预测提供了有益参考。