F區(qū)塊CO2驅注入速度對驅油效果的影響

趙明國，蔡 亮，陳 棲

（1. 東北石油大學 提高采收率教育部重點實驗室， 黑龍江 大慶163318； 2. 中國石油四川銷售分公司， 四川 成都 610000）

F區(qū)塊CO2驅注入速度對驅油效果的影響

趙明國1，蔡 亮1，陳 棲2

（1. 東北石油大學 提高采收率教育部重點實驗室， 黑龍江 大慶163318； 2. 中國石油四川銷售分公司， 四川 成都 610000）

為解決低滲透油藏吸水能力差，注水開發(fā)比較困難等問題，在模擬F低滲透油藏條件下，通過CO2驅替室內(nèi)實驗，以不同注入速度下CO2驅替的采收率、生產(chǎn)氣油比和注入壓力為評價指標，探索了CO2注入速度對驅油效果的影響。結果表明,CO2驅替對于開采該油藏具有非常好的效果，但其效果與注入速度有關。注氣量達到0.6～1.21 PV后，CO2開始突破。隨著CO2注入速度增大，CO2突破時機延后，最終采收率增加。當注入速度達到2.28 cm3/min后，注入壓力接近CO2/油最小混相壓力，驅替方式轉變?yōu)镃O2混相驅，此時最終采收率明顯高于其它注入速度下的最終采收率。根據(jù)實驗結論，建議本區(qū)塊CO2驅注入速度為2.28～ 2.56 cm3/min。

低滲透油藏；CO2驅替；注入速度；室內(nèi)實驗

隨著我國優(yōu)質油氣資源儲量和產(chǎn)量逐年減少，低滲透油藏已然成為了我國油氣增儲上產(chǎn)的主要資源[1,2]。由于低滲透油層存在滲流阻力大、吸水能力差和注水井附近地層壓力上升快等問題，因此低滲透油藏油藏注水開發(fā)比較困難，水驅采收率較低[3-6]。目前，對于該類油田國內(nèi)外普遍采用注煙道氣、N2和CO2等氣體進行開發(fā)，并取得了很好的開發(fā)效果[7-10]。

在現(xiàn)場實施前，為了進一步認識注CO2在F低滲透油藏開發(fā)中的實際應用效果，本文以室內(nèi)物理模擬實驗為基礎，在改變CO2的注入速度的條件下，通過分析其對CO2驅替效果的影響，優(yōu)化了注入速度，并確定了CO2驅油在該低滲透油藏開發(fā)中的可行性。

1 實驗條件

油：F區(qū)塊脫氣原油與油層采出氣配制的模擬油 ，在地層溫度85.9 ℃，地層壓力21 MPa條件下，模擬油參數(shù)見表1。

表1 地層模擬油高壓物性參數(shù)Table 1 Formation oil PVT simulation parameters

水：模擬水。礦化度4 845.68 mg/L。

巖心：天然巖心。將4塊滲透率相近的巖心連接為長巖心模型。巖心模型長28.13 cm，直徑2.52 cm，滲透率1.63×10-3μm2，孔隙度13.19%。

2 實驗設備及流程

實驗設備包括：雙缸恒速恒壓泵、活塞容器、壓力傳感器、手動泵、巖心夾持器、回壓調節(jié)器、恒溫箱、油氣分離器、氣體質量流量計及氣體增壓泵等。

3 實驗方案及過程

為與F區(qū)塊注采參數(shù)保持一致，實驗總共設計了0.228、0.57、1.14、1.71、2.28和2.56 cm3/min等六種注入速度的CO2驅油實驗方案。巖心出口端回壓控制在21 MPa。

首先將抽提、烘干的巖心飽和地層水；在控制出口端回壓21 MPa下，將巖心飽和模擬油，計算束縛水飽和度；將CO2按一定流量注入巖心中進行CO2驅油實驗，直至巖心出口端沒有油流出為止。在此過程中計量驅出油、氣體體積及累計注入CO2體積。

4 CO2驅油實驗效果分析

4.1 采收率

由圖1可見，隨著CO2注入量增加，CO2驅累積采收率增加。當注氣量達到2.8 PV后，CO2驅累積采收率增加幅度非常小。在相同注氣量條件下，隨著CO2注入速度的增加，采收率增加。當注入速度為0.228、0.57、1.14、1.71、2.28和2.56 cm3/min時，最終采收率分別為63.49%、65.83%、73.97%、74.34%、79.02%和81.26%。可見，注氣速度越大，最終采收率越高。這是由于注入速度增大時，注入壓力隨之增大，進而引起地層油中CO2溶解量增加，地層原油粘度、油氣界面張力大幅度降低以及地層原油體積膨脹[5]。同時這為CO2和原油混相提供了更有利的條件，進一步降低了CO2在原油中的指進程度，且壓力越大驅替方式越接近混相驅，最終采收率也越高[6]。

4.2 生產(chǎn)氣油比

由圖2可見，注入CO2后，生產(chǎn)氣油比基本穩(wěn)定在原始溶解油氣比，當注氣量達到0.6～1.21 PV后，CO2開始突破，氣油比明顯增加。當注入速度為0.228、0.57、1.14、1.71、2.28、2.56 cm3/min時，CO2突破時的注氣量分別為0.647、0.234、0.770 3、0.804 3、0.862 7和1.208 2 PV。CO2突破時累積采收率分別為17.48%、18.02%、21.32%、23.49%、35.16%和46.15%（見圖1）。由此可見，CO2注入速度越大，CO2突破越晚，突破時CO2注入量和累積采收率越大。

圖1 CO2采收率曲線Fig.1 CO2flooding recovery curve

圖2 CO2驅生產(chǎn)氣油比曲線Fig.2 CO2flooding GOR curve

4.3 注入壓力

由圖3可見，隨著CO2注入量增加，CO2注入壓力增加，當CO2突破后，CO2注入壓力明顯降低。當注入量一定時，隨著注入速度增加，CO2注入壓力增大。從注入壓力結果分析可以看出，注入速度為2.28和2.56 cm3/min時，最高注入壓力分別為28.5和31.4 MPa，CO2突破前平均壓力分別為27.16 MPa和29.76 MPa，接近最小混相壓力（該區(qū)塊最小混相壓力為29 MPa[7]），從而實現(xiàn)CO2混相驅。

圖3 CO2驅壓力變化曲線Fig.3 CO2flooding pressure curve

從圖1和2可以看出在這兩個注入速度下，累積采收率相差非常小，而且遠高于其它注入速度的累積采收率；CO2突破時機較其它注入速度晚，CO2突破后氣油比上升速度明顯加快，實驗現(xiàn)象符合混相驅特征[8]。

通過對比不同注入速度CO2驅效果可以發(fā)現(xiàn)，CO2注入速度越高，驅油效果越好。從本實驗看，注入速度為2.28～ 2.56 cm3/min時達到混相驅?；煜囹尯?，繼續(xù)提高注入速度，采收率增幅變化非常小，且壓力容易超過該區(qū)塊破裂壓力（34 MPa）,造成地層破裂，形成CO2氣竄。因此，本區(qū)塊進行CO2驅時，建議注入速度選擇2.28～ 2.56 cm3/min。

5 結 論

（1）隨著CO2注入量增加，CO2驅累積采收率增加。當注氣量達到2.8 PV后，CO2驅累積采收率增加幅度非常小。相同CO2注入量下，注氣速度越大，最終采收率越高。

（2）注氣量達到0.6～1.21 PV后，CO2開始突破。CO2注入速度越大，CO2突破越晚，突破時CO2注入量和采收率越多。

（3）隨著注入速度的增加，CO2注入壓力增加。注入速度達到2.28 cm3/min后，注入壓力接近最小混相壓力，可實現(xiàn)CO2混相驅。建議本區(qū)塊進行CO2驅注入速度為2.28～2.56 cm3/min。

［1］ 李星濤，郭肖王，萬彬.滲透油藏注CO2提高采收率技術探討[J].重慶科技學院學報,2010，12(1)：7-29.

［2］ 李兆敏，張超，李松巖，等．非均質油藏泡沫與交替驅提高采收率研究[J]．石油化工高等學校學報,2011,24（6）:1-5.

［3］ 沈平平，江懷友，陳永武.CO2注入技術提高采收率研究[J].特種油氣藏, 2007, 14(3):1-4+11.

［4］ 張德平. CO2驅采油技術研究與應用現(xiàn)狀[J].科技導報,2011，29（13）:75-79.

［5］ 張龍力，王善堂，楊國華，等．稠油二氧化碳降粘的化學機制研究[J].石油化工高等學校學報,2011,24（2）:1-5.

［6］ 郭平,李苗.低滲透砂巖油藏注 CO2混相條件研究[J].石油與天然氣地質,2007,28(5): 687-692.

［7］ 趙明國,陳頂峰.低滲透油藏提高原油采收率的實驗研究[J] .石油實驗地質，2007，29(3):311-314.

［8］ 武毅,司勇. 歡26塊地層油與 CO2最小混相壓力研究[J]. 科學技術與工程,2011，11（26）:6440-6442

Effect of CO2Injection Rate on Oil Displacement Efficiency of Low Permeability Reservoir in F Block

ZHAO Ming-guo1，CAI Liang1，CHEN Xi2
（1. Enhanced Oil and Gas Recovery Key Laboratory of Ministry of Education, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China; 2. PetroChina Sichuan Sales Branch, Sichuan Chengdu 610000, China）

In order to solve the problem that water absorbing capacity of reservoir with low permeability is worse, water-flooding is tough, under simulated condition of F reservoir with low permeability, by means of indoor experiment of CO2flooding, regarding recovery efficiency, produced oil-gas ratio and injection pressure at different injection rate as evaluation index, the influence of CO2injection rate on oil displacement efficiency has been investigated. The results show that，CO2flooding has good effect on this reservoir，and its effect is relative to injection rate. When the injection volume reaches 0.6～1.21 PV, CO2starts to break through. With the increase of CO2injection rate, the time for CO2to break through delays, which can increase the recovery efficiency. When injection rate reaches 2.28 cm3/min, injection pressure approaches the minimum miscible pressure of CO2/oil, displacement mode turns to CO2miscible displacement. At this point, ultimate recovery is the highest. Based on the experiment conclusions, it’s pointed out that rational injection rate of CO2in this block is 2.28～ 2.56 cm3/min.

Low permeability reservoir; CO2flooding; Injection rate ; Indoor experiment

TE 347.45

： A

： 1671-0460（2015）11-2537-03

2015-06-24

趙明國（1963-），男，黑龍江大慶人，教授，博士，2009年畢業(yè)于大慶石油學院油氣田開發(fā)專業(yè)，研究方向：提高原油采收率。E-mail：zhaomingguo63@163.com。

蔡亮（1990-），男，在讀研究生，研究方向：提高原油采收率。E-mail：648916537@qq.com。