低滲透油藏C02混相驅提高采收率試驗

張海曦 潘航 李霞 楊燕軍

摘要：很多低滲透油藏在開發注水效果方面都沒有得到較好的效果，想要對CO2的混相驅在這一油藏中的適用性進行驗證， 促進其采收率不斷提高，本文將以油田作為基礎，分析原油細管試驗和微觀試驗等，對CO2油田原油最小的混相壓力進行確定，為我國石油企業的發展做好基礎保障。本文將對低滲透油藏CO2混相驅提高采收率試驗進行分析。

關鍵詞：低滲透油藏；CO2混相驅；提高采收率

我國在開發低滲透油藏的時候出現了很多問題，比如自然產能比較低和地層能量缺乏等導致的采收率較低的現象，想要對這些問題進行處理，就要通過混相氣驅對其進行解決，就我國EOR技術的應用現狀分析，CO2混相驅有助于滲透油藏的采收率提高。

一、對CO2和原油最小的混相壓力進行確定的試驗分析

（一）實驗中需要準備的設備

就細管試驗而言，這是指一維人造模型基礎上的一種溶劑驅替物的理模擬試驗，目的在于原油和CO2最小的混相壓力的確定，該試驗的開展是在長10m和內徑是3.8mm的緊密中填充純凈石英砂，需要注意的是充填層孔隙度是39%，此時的溫度為90℃，CO2的純度是99.9%，選擇的原油是油田地層的原油。

（二）試驗開展的具體步驟

這一裝置在操作中的主要步驟是指，2h細管恒溫，并且需要在試驗壓力基礎上對原油進行飽和，之后通過RUSKA高壓泵對CO2進行勻速注入，利用回壓閥對系統壓力有效控制，出口氣液總是會在常壓分離器當中出現閃蒸分離，平均每半個小時記錄一次，還要在試驗中對流出物的顏色進行觀察，并對1.2PV的溶劑進行注入，之后結束，利用試驗曲線的壓力采收率改變折點，并對其進行全面觀察。

（三）試驗的結果

壓力不同，采收率的曲線也是不同的，折點位置的壓力一般是20MPa，細管試驗中需要對氣體突破的瞬間圖像進行觀察，由17MPa未混相的圖像中能夠看出，對沒有混相時進行驅替，如果氣體突破的話，所流過的流體就是氣液交替的兩相流動，之后再將其改變成為氣相中間邊緣的原油流動，此時的原油顏色沒有發生任何變化，可以從20MPa混相圖像中觀察到混相過程中的氣體突破流過液體手電是從黑色向棕紅色改變，然后再向淺黃色進行變化，和未混相存在很大的差異。與曲線折點以及觀察窗現象結合，可以確定最小的混相壓力應該是20MPa 。

二、混相驅促進采收率提高的微觀試驗

（一）試驗的具體方法和實際步驟

在試驗過程中運用的流體和天然巖心的試驗運用的流體存在一定的差異，如果溫度為90℃恒溫，模型內外就會向混相壓力為20MPa和22MPa進行增壓，確保試驗是在混相壓力20MPa的基礎上進行的，試驗的步驟為，首先是抽空對地層油進行飽和，之后是對流體驅油進行一定的設計，然后是全面有效觀察現象。

（二）試驗開展的結果

如圖一所示，為無水驅替的系列圖，其中，a是在非混相壓力基礎上的驅替后圖，b圖是加壓至20 MPa的混相壓力之后的混相瞬間圖，c圖則是未形成剩余油，可以看出，混相驅能夠促進驅替效率的提高，從微觀上分析，已經達到了100% ；例如圖2是在20MPa基礎上的水氣交替的注入系列圖，a圖指的是0.05 PV的交替水氣驅，不能觀察到局部的混相，b圖是指0.1PV大段塞時所觀察到的局部混相，受到水的影響，存在一定的剩余油，和圖1中的c圖比較，驅替效率有一定的降低，然而水氣的交替驅能夠對體積進行擴大，進而對水的混相影響進行一定的彌補，在一定程度上提高采收率。

三、天然巖心分驅油試驗分析

（一）實驗開展的主要裝置分析

CO2混相驅屬于多接觸的混相，因此，在開展試驗的過程中需要選擇長巖心的模擬器，在實驗當中的儀器是由自行設計的一些長巖心夾持器、數字壓差計等組成的，此時試驗開展的溫度為90℃。

（二）流體和巖心的分析

在整個試驗當中，運用的原油都是油田井口的取油和天然氣的復配而成，并對地層原油進行一定的模擬，用水需要按照油田地層的水化驗的實際結果進行配置，水型則是碳酸氫鈉型。

（三）程序的分析

必須在夾持器當中放入拼接之后的巖心，之后再進行環壓，飽和配置鹽水，并且測水相的滲透率，等到溫度為90℃時，保持這一溫度24h，在24h之后要進行驅油試驗。在整個試驗當中，主要進行了20MPa壓力的水驅，和5MPa以及15MPa的水氣交替的驅油實驗。

（四）分析CO2驅油的試驗結果

各個壓力基礎上，氣體突破之后一直到試驗完成為止，采收率數據得到一定提高，為10.2%，在15MPa的時候采收率提高26.2%，在20MPa的時候，提高31.5%，此時則是最大，可以看出，氣體突破之后采收率升高有助于采收率主要力量的提高，主要原因在于氣體突破之后的CO2可以萃取剩余油輕質成分和混相壓力基礎上的剩余油。

四、分析數值模擬實驗

（一）建立模型

想要提高細管的試驗結果正確性，就要選擇三維三相的組分模型進行，模擬細管驅替，在模擬過程中，選擇了200個網絡塊，為了更好地考察CO2混相的驅替工藝效果，為實際油藏展開數值模擬，選擇的是油田三維地質的模型建立，在模型當中選擇的是五點井網，并且運用三維三相的多組分的模型進行研究，因為這一模擬區的塊層比較多，加之，很多層數油都出現一定的零星分布，想要對問題進行更加方便的研究，就要對其實施部分合并，對地質模型進行建立。

（二）分析模擬實驗的具體結果

從細管驅替數值模擬的結果中可以看出，擬合度是非常好的，驅替技術優化效果的數值模擬中，模擬CO2混相驅當中對20MPa進行注入，水驅和對應水氣的交替注入技術的長巖心試驗共設計了6組方案，所得到的試驗結果的擬合程度非常好。

結束語

綜上所述，CO2混相驅能夠促進低滲透油藏的采收率提高，從相關實驗中可以得出這一結果，因為水氣交替存在不同的方案，措意采收率的提高程度也是存在差異的，比較好的方案就是在注水之前進行注氣，同時還要具備比較適合的氣體的大段塞，如此一來，能夠降低水對于混相產生的不利影響，促進低滲透油藏CO2采收率的提高。

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