二氧化碳驱提高低渗透油藏采收率研究


  低渗透油藏广泛发育在我国各大含油气盆地中,其资源量占全国石油总资源量的30%。胜利油田已探明低渗透储量约占总地质储量的14%,2004年已探明落实未动用储量中低渗透储量占34%。气驱可能成为具有良好发展前景的低渗油藏提高原油采收率技术。相比于其他气体,在相同的条件下,CO2的膨胀系数最大,而最小混相压力却较小,具有良好发展前景。

  实验流体样品由胜利油田高89块所取井口油气样品按照饱和压力配制。油层深度2700~3100m,目前地层压力29MPa,油层温度126℃,泡点压力11.61MPa。

  1.油藏流体常规PVT分析

  利用高压PVT分析仪和美国HP气相色谱仪对配制原油进行常规PVT分析,测试所配原油在未注气时的相态行为,在分析内容上主要进行了配样原油基本物性分析、恒质膨胀实验分析,取得了常规的主要PVT参数,为数值模拟研究奠定基础。

  实验结果分析:泡点压力对气油比很敏感,是气油比的单增函数。一般泡点压力是容易得到准确数据,因此,按拟合目的泡点压力的原则,利用高89-4井脱气原油与高89-6井套管气配制本次实验所用原油基本物性。综合常规PVT实验数据,认为配制地层原油样品合格,具有代表性,完全可以作为实验用油进行注CO2膨胀实验和细管驱替实验。

  2.注CO2膨胀实验

  膨胀试验是将原始地层原油稳定在泡点压力下,在此压力下加入不同量的CO2,并进泵提高PVT井筒压力,直到达到泡点压力,从而测定加入CO2使原油的泡点压力、相对体积和原油粘度等参数的变化。膨胀试验使用的设备和常规PVT相同。

  实验结果分析:CO2溶解于原油中后,地层原油的物理化学性质发生较大变化。因此研究CO2地层原油体系相态的变化,对于研究CO2驱替过程是相当重要的。注入CO2后配制地层原油饱和压力、相对体积及原油粘度等测试数据表明,注入CO2后原油饱和压力逐渐升高,注入CO2越多,饱和压力越高。当饱和压力达到24.73MPa时,CO2在地层油中的溶解度为132.33m3/t,表明该地层原油对CO2有很强的溶解能力;相对体积系数反映了注气后,CO2对地层原油体积的膨胀能力。实验结果表明,注入CO2后,地层原油体积膨胀,随着原油中溶解的CO2越多,相对体积系数越大,当CO2在原油中的溶解度为132.33m3/t,地层压力条件下相对体积系数达到1.442,体积膨胀系数达到1.261,说明该地层原油有很强的膨胀能力,对提高产能十分有利。原油粘度是研究CO2驱替机理的重要参数,当溶解度等于132.33m3/t时,地层原油粘度由原始的1.980mPa•s下降到0.585mPa•S,降低幅度达70.45%。说明注入CO2对高89块地层原油有很好的减粘效果,能有效提高流度,有利于提高驱油效率。

  3.C02原油细管驱替实验

  细管实验是一种有效的一维流动驱替实验模型,其核心作用是给油藏原油和注入气提供一个在多孔介质中连续接触的环境,并尽可能排除不利的流度比、黏性指进、重力分离、岩性的非均质性等因素带来的影响。

  实验结果分析:CO2-原油细管驱替实验确定最小混相压力MMP。采用地层原油样品和纯CO2注入气,在地层温度126℃下共进行了五次不同驱替压力下的细管实验(注入体积1.2PV),从实验结果可见,驱替效率随驱替压力的增加而增大,采收率与驱替压力的关系曲线在压力等于28.9MPa处出现突变性的转折;而当驱替压力大于28.9MPa后,采收率大于95%,此时为混相驱替,继续增大驱替压力,采收率增加幅度不大,曲线呈现平台状。根据细管实验结果和混相判断标准,可以确定CO2气与配制地层原油发生多次接触混相的最小混相压力为28.9MPa。

  研究得出:①胜利油田某地层原油膨胀实验表明,该地层原油对CO2有很强的溶解能力和膨胀能力,注入CO2对该地层原油有很好的减粘效果;细管实验测定该地层原油MMP为28.9MPa。②相同条件下,采收率随驱替压力的增大而增大,混相驱采收率明显高于非混相驱;CO2的突破时间随驱替压力的增大而延长。③CO2驱提高采收率机理是开发前期维持地层压力,开发后期不同混相方式的优势将有所体现。