■喬長(zhǎng)發(fā)

（中油遼河油田公司遼寧盤錦124114）

低滲油藏注CO2相態(tài)模擬研究

■喬長(zhǎng)發(fā)

（中油遼河油田公司遼寧盤錦124114）

遼河油田杜家臺(tái)油層為低滲透儲(chǔ)層，非均質(zhì)性嚴(yán)重，開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，含水率高，注水困難，為了改善杜家臺(tái)油層開發(fā)效果，擬進(jìn)行CO2驅(qū)開發(fā)。本文通過原油相態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)獲得原油的基本性質(zhì)，評(píng)價(jià)原油膨脹能力；模擬注CO2膨脹實(shí)驗(yàn)獲得原油溶解CO2后性質(zhì)的變化，評(píng)價(jià)原油溶解CO2的能力；模擬注CO2向前接觸實(shí)驗(yàn)得到平衡氣組成的變化，以及對(duì)MMP的影響；為CO2驅(qū)油藏方案編制提供指導(dǎo)。本項(xiàng)目研究結(jié)果能有效改善杜家臺(tái)油藏開發(fā)效果，對(duì)同類油藏的開發(fā)調(diào)整具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

相態(tài)模擬膨脹溶解

0 前言

油田經(jīng)過一次開發(fā)后，還有近2/3的的原油殘余在地層中。國(guó)外CO2驅(qū)油技術(shù)日趨成熟，已得到工業(yè)化推廣應(yīng)用。國(guó)內(nèi)90%以上油田采用注水開發(fā)，長(zhǎng)期大量注水，主要老油田已處于高含水開發(fā)階段，二氧化碳驅(qū)油具有較大的應(yīng)用潛力。另外，對(duì)于我國(guó)63.2億噸的低滲儲(chǔ)量，特別是對(duì)于接近低滲油藏總儲(chǔ)量50%以上未投入開發(fā)的低滲儲(chǔ)量，CO2驅(qū)比注水開發(fā)更具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。CO2驅(qū)油不僅能滿足油田開發(fā)的需要，還可以保護(hù)環(huán)境，抑制溫室效應(yīng)，解決二氧化碳的儲(chǔ)存問題[2]。

大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定了適合CO2驅(qū)油油藏的基本條件，杜家臺(tái)油層儲(chǔ)存條件適合開展二氧化碳-水段塞驅(qū)油。

1 區(qū)塊概況

區(qū)塊注水開發(fā)30年，面臨以下主要開發(fā)難題：（1）2006年以來注入井?dāng)?shù)增加，油藏注水量增加，但開井率依然較低，水驅(qū)效果不能得到有效發(fā)揮；（2）生產(chǎn)井日產(chǎn)油水平低（圖4-1），盡管注水有效緩解產(chǎn)量遞減，但從注水效果看，進(jìn)入注水開發(fā)后期，亟待調(diào)整；（3）區(qū)塊采出程度僅為25.11%，可以進(jìn)一步提高采收率。

2 原油相態(tài)模擬研究

通過相態(tài)軟件，根據(jù)擬合后的特征化流體參數(shù)模擬閃蒸實(shí)驗(yàn)[3]，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，地層原油經(jīng)過單次脫氣，氣油比是77.8m3/m3，地層原油粘度為 2.28mPa.s，地層原油密度為0.7589g/cm3，體積系數(shù)為1.004m3/m3。表明杜家臺(tái)油層地層原油粘度比較低，密度處于中等水平，比較容易流動(dòng)。地層原油C1含量為40.203%，C2-C6含量分別為21.598%，C7+含量分別為36.984%，原油主要由中質(zhì)流體組成，非烴類成分比較少。

多級(jí)脫氣實(shí)驗(yàn)中原油粘度從泡點(diǎn)開始隨壓力下降而增大，0.1MPa時(shí)最高，為17.511mPa.s，為地層壓力下的7.68倍；溶解氣油比隨壓力的降低而降低；原油的密度從 0.7589g/cm3增大到0.8426g/cm3。溶解氣油比82.9 m3/m3，這比閃蒸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的氣油比高，是因?yàn)槊摎夥绞讲煌?，符合?shí)驗(yàn)規(guī)律；表明如果采取衰竭式開采，地層膨脹能力一般，溶解氣驅(qū)能量中等；粘度低、原油較易流動(dòng)。

根據(jù)原油井流物等數(shù)據(jù)模擬計(jì)算的PT相圖表明，該油藏屬典型的黑油油藏。

3 注CO2膨脹模擬研究

注CO2膨脹實(shí)驗(yàn)是指將不同比例CO2溶入原油中，按照一定的實(shí)驗(yàn)方法模擬注CO2混相驅(qū)過程中注入CO2后原油性質(zhì)（原油泡點(diǎn)變化、氣油比變化、注氣體積膨脹能力等）的變化，從而評(píng)價(jià)注入CO2對(duì)原油采收率的影響。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

（1）注入49%CO2時(shí)泡點(diǎn)為16.48MPa，增加到初值的1.18倍；溶解氣油比為151m3/m3，增加到初值的1.94倍，二氧化碳在原油中的溶解性一般。

（2）注入49%CO2時(shí)，液相體積增加到初值的1.16倍，表明原油溶解CO2能力一般，注CO2后原油膨脹能力增大，具備注CO2能力。

根據(jù)注CO2膨脹模擬實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，做注不同比例CO2后的相圖變化。由相圖可知：注不同比例CO2，原油相圖發(fā)生變化。隨著注CO2比例增加，原油體積膨脹，相圖向左上方偏移，包絡(luò)線變寬，臨界點(diǎn)也向左上方偏移。表明注CO2后原油粘度降低，密度降低，氣油比增大，原油性質(zhì)向好的方向轉(zhuǎn)變，對(duì)提高油藏采收率有利。

4 注CO2向前接觸模擬研究

向前多次接觸實(shí)驗(yàn)是為了模擬注CO2混相驅(qū)過程中，注入CO2前緣與原油進(jìn)行多次接觸發(fā)生的相間傳質(zhì)過程，主要監(jiān)測(cè)氣體組分變化，分析前緣平衡氣對(duì)最小混相壓力的影響。原油與二氧化碳多次接觸后MMP的變化與地層原油性質(zhì)有關(guān)。模擬結(jié)果表明，第一次接觸后平衡氣的擬臨界溫度增大，后減小，但是變化不大，表明該油藏注CO2向前接觸后，CO2的富化度輕微變貧，MMP稍微增大。

結(jié)果表明，隨著注入CO2與新鮮原油接觸次數(shù)的增加，平衡氣組分中C1～C3的含量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)；C4以上組分含量隨著接觸次數(shù)的增加逐步上升。表明二氧化碳在不斷抽提地層原油中的輕質(zhì)成分。

5 結(jié)論

（1）相態(tài)研究對(duì)CO2驅(qū)提高油藏采收率意義重大。當(dāng)有新的氣體注入油氣體系時(shí)，油氣體系的物理化學(xué)性質(zhì)（如氣液相組分和組成、界面張力、密度、體積系數(shù)、粘度等）都會(huì)發(fā)生一定的變化。

（2）通過原油相態(tài)模擬研究，獲得原油溶解CO2后性質(zhì)的變化、得到平衡氣組成的變化以及對(duì)MMP的影響等。對(duì)混相驅(qū)替機(jī)理研究、驅(qū)替可行性評(píng)價(jià)、驅(qū)替方式研究有著舉足輕重的作用。

[1]吳忠寶等.低滲透油藏二氧化碳混相驅(qū)油機(jī)理數(shù)值模擬 [J].油氣地質(zhì)與采收率，2012，19（3）：67.

[2]舟丹.二氧化碳驅(qū)油技術(shù) [J].中外能源，2012，（12）：47.

[3]廉黎明等.二氧化碳驅(qū)數(shù)學(xué)模型研究進(jìn)展及發(fā)展方向 [J].油氣地質(zhì)與采收率，2013，20(2)：77~78.

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-347-1

喬長(zhǎng)發(fā)，男，2005年長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)，學(xué)士，工程師，研究方向?yàn)橛吞镩_發(fā)地質(zhì)。