特低渗透油藏CO2驱室内实验及数值模拟研究

特低渗透油藏CO2驱室内实验及数值模拟研究

论文摘要

随着我国油气勘探开发程度的不断提高,优质油气田的储量和产量逐年减少,低渗透油气田的储量和产量所占比例则逐年增大,已成为当前以及今后我国油气增储上产的主要资源。由于低渗透储层物性差,孔隙喉道细小,具有拟启动压力梯度等特点,注水压力高,吸水能力差,油井注水开发见效慢。油井见水后,产油和产液指数下降快,这给油田的稳产和增产造成了很大困难,如何有效开发特低渗透油藏是目前国内外面临的主要问题。本文针对大庆龙虎泡油田高台子特低渗透油藏,利用室内实验及数值模拟,开展特低渗透油藏CO2驱可行性研究。在模拟地层条件下,利用室内实验测定和相态方程计算相结合,研究了CO2驱后油气相态变化规律,随CO2注入量增加,地层油溶解油气比、饱和压力、体积系数、收缩率、平均溶解系数和膨胀系数增大,粘度和密度降低,泡点压力、露点压力、临界压力升高,临界温度降低,相态图两相区面积增大,等液量线的间隔增大。利用细管法测定原油与CO2的MMP为20.3MPa。在此基础上,进行了水驱、CO2混相驱和非混相驱油实验,结果表明:随着CO2注入压力增加, CO2突破时采收率、最终采收率、CO2换油率、CO2注入能力逐渐地增大;CO2突破后,生产气油比增加,压力越高,生产气油比越大;CO2混相驱采收率高于水驱,非混相驱采收率低于水驱;注气能力与注水能力之比为16.463以上。利用一系列实验研究了高台子地层CO2驱油机理,定量提出了某些机理对驱油效率的贡献值。将CO2注入油层后,原油及束缚水中溶解大量的CO2,在地层条件下,原油粘度降低36.73%,原油体积膨胀20.53%,束缚水体积增加5.97%;当地层压力降低后,CO2形成游离气,产生膨胀能;随着CO2注入压力增加,油层条件下的气驱时油气界面张力下降;根据驱替压差和驱出流体体积的曲线,确定特低渗透油藏多相流时水驱启动压力梯度为CO2驱的2.9倍,注入CO2可降低地层的启动压力;CO2驱后,岩石孔隙结构发生变化,渗透率提高4%13%,岩石亲水性增强;改善相对渗透率,气相端点相对渗透率比水相端点渗透率低2.58倍以上,气油两相区范围高于水油两相区。根据龙虎泡油田高台子油层试验井区地质特征、井网状况及开发现状,应用PETREL地质建模软件建立了相控地质模型。采用Eclipse中的组分模型对CO2注入方式、井网部署、注采压力、注采方式等进行了模拟。推荐方案为:井网加密方式采用井间加密,反九点法同步连续注气;注气压力为30MPa以上;采油井流压控制在23MPa左右。推荐的CO2驱方案模拟10年内采收率可达到33.07%,较水驱方案可提高20%以上。可见,大庆龙虎泡油田高台子特低渗透油藏采用CO2驱是可行的。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 创新点摘要
  • 第一章 概述
  • 1.1 低渗透油田分类及特征
  • 1.1.1 低渗透油田分类
  • 1.1.2 特低渗透油藏的基本特点
  • 1.1.3 特低渗透油藏开发技术
  • 2 驱开发的研究与实践'>1.2 国内外应用CO2驱开发的研究与实践
  • 2 驱开发的研究与实践'>1.2.1 国外应用CO2驱开发的研究与实践
  • 2 驱开发的研究与实践'>1.2.2 国内应用CO2驱开发的研究与实践
  • 1.3 研究内容
  • 第二章 地层油相态实验研究
  • 2.1 龙虎泡油田高台子油层流体性质
  • 2.2 地层油高压物性实验研究
  • 2.2.1 实验仪器及设备
  • 2.2.2 实验用油气
  • 2.2.3 地层油高压物性参数的测定
  • 2.2.4 注入气对地层油高压物性的影响
  • 2.3 注气后地层油相态研究
  • 2.3.1 实验过程
  • 2.3.2 地层油相态图的理论计算
  • 2 相态特征'>2.3.3 高台子油层地层油注入CO2相态特征
  • 2.4 本章小结
  • 2最小混相压力研究'>第三章 原油与CO2最小混相压力研究
  • 2/油最小混相压力测定方法综述'>3.1 CO2/油最小混相压力测定方法综述
  • 3.1.1 升泡仪法确定MMP
  • 3.1.2 蒸汽密度法确定MMP
  • 3.1.3 界面张力法确定MMP
  • 3.1.4 细管方法确定MMP
  • 3.1.5 测量最小混相压力方法的比较
  • 3.2 细管实验测定最小混相压力
  • 3.2.1 实验材料
  • 3.2.2 实验设备及流程
  • 3.2.3 实验过程
  • 3.2.4 气体驱油的结果与分析
  • 2 最小混相压力预测'>3.3 原油与CO2最小混相压力预测
  • 2 最小混相压力预测方法综述'>3.3.1 原油与CO2最小混相压力预测方法综述
  • 2 最小混相压力预测'>3.3.2 龙虎泡油田高台子油层原油与CO2最小混相压力预测
  • 3.4 本章小结
  • 2驱油启动压力及相对渗透率曲线研究'>第四章 CO2驱油启动压力及相对渗透率曲线研究
  • 2 驱油启动压力'>4.1 CO2驱油启动压力
  • 4.1.1 实验材料
  • 4.1.2 实验仪器及流程
  • 4.1.3 实验原理
  • 4.1.4 实验过程
  • 4.1.5 实验结果及分析
  • 4.2 气油相对渗透率曲线测定
  • 4.2.1 实验条件
  • 4.2.2 实验仪器及流程
  • 4.2.3 实验过程
  • 4.2.4 气驱相对渗透率实验数据处理
  • 4.2.5 相对渗透率曲线特征
  • 4.3 本章小结
  • 2驱油实验'>第五章 CO2驱油实验
  • 5.1 实验条件
  • 5.2 实验仪器及流程
  • 5.3 实验过程
  • 2 驱效果分析'>5.4 CO2驱效果分析
  • 5.5 水、气驱替效果对比
  • 5.6 本章小结
  • 2 驱油机理研究'>第六章 CO2驱油机理研究
  • 6.1 原油粘度降低
  • 6.2 原油膨胀
  • 6.3 溶解气驱
  • 6.4 抽提作用
  • 6.5 增加束缚水饱和度
  • 6.6 混相效应
  • 6.7 降低界面张力
  • 6.7.1 界面张力的测定原理
  • 6.7.2 测定方法
  • 6.7.3 实验结果
  • 6.8 降低地层启动压力
  • 6.9 改变岩石孔隙结构
  • 6.9.1 实验条件
  • 6.9.2 实验方法
  • 6.9.3 实验结果
  • 6.10 岩石润湿性变化
  • 6.10.1 实验条件
  • 6.10.2 实验过程
  • 6.10.3 润湿性的计算和评价
  • 6.10.4 实验结果
  • 6.11 本章小结
  • 2驱油数值模拟研究'>第七章 CO2驱油数值模拟研究
  • 7.1 试验区选择
  • 7.1.1 试验区选择原则
  • 7.1.2 试验区的选定
  • 7.2 试验区概况
  • 7.2.1 地质概况
  • 7.2.2 开发简况
  • 7.3 试验区地质特征
  • 7.3.1 地质特征
  • 7.3.2 储集层物性特征
  • 7.3.3 储层非均质性
  • 7.3.4 流体性质
  • 7.3.5 温压系统
  • 7.3.6 储量计算
  • 7.4 油藏模型建立
  • 7.4.1 高台子油层相控地质模型
  • 7.4.2 数值模型
  • 7.4.3 流体PVT 参数及拟合结果
  • 7.4.4 历史拟合
  • 7.5 剩余油分布
  • 7.6 油藏工程设计
  • 7.6.1 井网加密方式
  • 7.6.2 注气方式
  • 7.7 注采参数设计
  • 7.7.1 注气井和采油井工作制度
  • 7.7.2 注采方式
  • 7.8 气驱后剩余油分布
  • 7.9 推荐方案及其开发指标预测
  • 7.10 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间完成的科研工作及发表的学术论文
  • 致谢
  • 详细摘要
  • 相关论文文献

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