袁 舟，廖新維，趙曉亮，陳志明

（中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京 102200）

砂巖油藏的儲(chǔ)層礦物一般由石英、長(zhǎng)石和填隙物等組成，由于注入地層的CO2會(huì)與地層水和巖石發(fā)生強(qiáng)烈的地化反應(yīng)，導(dǎo)致儲(chǔ)層物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生重大變化［1-2］，CO2酸性流體對(duì)儲(chǔ)層的溶蝕作用使得儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率增大，進(jìn)而影響CO2驅(qū)的最終采收率［3-7］。

LUQUOT 等進(jìn)行了一系列儲(chǔ)層條件下的CO2巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明碳酸鹽巖都產(chǎn)生了強(qiáng)烈的溶蝕現(xiàn)象［8］。LZGEC 等研究指出，由于碳酸鹽巖在溶蝕的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)非常多的蚓孔，極大改善了巖石內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致巖石滲透率增加［9］。RAISTRICK 等也通過(guò)碳酸鹽巖的CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)證明了溶蝕作用所帶來(lái)的儲(chǔ)層物性的改善［10］。

REYNOLDS 等通過(guò)砂巖的兩相滲流實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)巖心的滲透率在實(shí)驗(yàn)初期表現(xiàn)為減小的趨勢(shì)，但隨著驅(qū)替的進(jìn)行，又逐漸增大。其原因是CO2酸性流體和巖心內(nèi)部膠結(jié)物之間的互相作用：初始階段表現(xiàn)出膠結(jié)物的溶蝕導(dǎo)致黏土礦物阻塞了巖石孔喉；而后續(xù)滲透率的恢復(fù)則是隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，CO2的酸性影響逐漸減弱的結(jié)果［11］。

肖娜等通過(guò)不同條件下的浸泡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)壓力升高的過(guò)程中，巖石的孔隙度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。其原因是在這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，巖心中溶蝕作用和沉淀作用是同時(shí)存在的［12］。在壓力增加初期，溶蝕作用占據(jù)主導(dǎo)地位，隨后沉淀作用逐漸取代溶蝕作用，從而導(dǎo)致巖心的孔隙度減小，同時(shí)發(fā)現(xiàn)巖心中的鉀長(zhǎng)石與溶液作用后形成了大量的高嶺石，這也是導(dǎo)致巖心孔隙度降低的原因之一。孫會(huì)珠等通過(guò)結(jié)合核磁共振的驅(qū)替實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)石和碳酸鹽巖的溶蝕，但是溶蝕過(guò)程中的反應(yīng)產(chǎn)物與黏土礦物的脫落反而導(dǎo)致孔喉堵塞，使最終采收率下降［13］。楊志杰通過(guò)CO2-地層水-巖石的浸泡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溶蝕作用主要發(fā)生在微孔孔隙，且主要溶蝕的礦物為長(zhǎng)石和方解石［14］。

綜上所述，關(guān)于CO2驅(qū)替過(guò)程中溶蝕作用的研究主要集中于對(duì)滲流特征與巖心孔滲特征的定性評(píng)價(jià)，而對(duì)地層條件下儲(chǔ)層的溶蝕程度以及如何量化的研究卻非常匱乏。針對(duì)這一問(wèn)題，采用不同壓力、不同溫度的CO2-地層水-巖石靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)與CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，定量研究CO2驅(qū)替過(guò)程中溶蝕作用的影響，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立了CO2驅(qū)替過(guò)程中溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層物性影響程度的數(shù)學(xué)表征方程，利用該方程修正數(shù)值模擬模型，并模擬CO2驅(qū)替過(guò)程中的溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層帶來(lái)的影響，預(yù)測(cè)考慮和不考慮溶蝕作用影響下的采收率。

1 溶蝕作用實(shí)驗(yàn)

當(dāng)CO2溶于水形成碳酸后，會(huì)釋放出大量的H+，溶液的pH 值會(huì)逐漸降低，其酸化程度與CO2在水中的溶解度呈正比［15］。除石英以外，絕大多數(shù)長(zhǎng)石類礦物與巖屑中的長(zhǎng)石基質(zhì)在酸性條件下，非常容易被溶蝕［16］，進(jìn)而影響儲(chǔ)層物性。利用室內(nèi)靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)前后巖心表面形貌、元素組成、孔隙度、滲透率的變化，以研究CO2驅(qū)替過(guò)程中溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響。

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用水為長(zhǎng)慶油田H3 區(qū)塊地層水，為CaCl2型，總礦化度為63 220 mg/L。其中，金屬離子主要成分為Ca2+和Mg2+，其質(zhì)量濃度分別為9 059 和2 960 mg/L，非金屬離子除Cl-以外，以HCO3-質(zhì)量濃度最高，為170 mg/L。

實(shí)驗(yàn)用油為長(zhǎng)慶油田H3區(qū)塊脫氣原油。

對(duì)長(zhǎng)慶油田H3區(qū)塊的7個(gè)巖心數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ)層巖石礦物以石英和長(zhǎng)石為主，其中石英、長(zhǎng)石、巖屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為31.00%，29.64%和19.48%，其他碎屑（主要為云母）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.26%；填隙物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.59%，以高嶺石質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為3.58%。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)

靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1。模擬儲(chǔ)層溫度和壓力，進(jìn)行CO2-地層水-巖石靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)，將巖心靜態(tài)放置在飽和CO2的地層水中，可使礦物沉淀物不易遷移到孔喉中，從而定性研究不同時(shí)間尺度、不同溫度、不同壓力條件下CO2-地層水-巖石相互作用引起的巖石表面形貌變化。

圖1 靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)裝置Fig.1 Static immersion experiment device

實(shí)驗(yàn)步驟為：①將已提前飽和地層水的巖心切片，并浸入裝滿地層水的高溫高壓反應(yīng)裝置。②注入足量CO2后升高壓力至目標(biāo)壓力（8，10，12 和16 MPa），將恒溫箱溫度調(diào)整至所需溫度（20，30，50 和80 ℃）。③靜置1～5 d。④迅速泄壓，并對(duì)巖心切片進(jìn)行巖心成分測(cè)試與電鏡掃描。⑤反復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試溫度和壓力對(duì)巖心的影響。

1.2.2 CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)

CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖2。按照正交實(shí)驗(yàn)原理，分別進(jìn)行不同溫度和壓力條件下的CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，以研究巖心物性的變化規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)步驟為：①巖心飽和地層水。②油驅(qū)水，飽和原油后老化原油。③CO2驅(qū)替，出口端壓力保持不變，設(shè)置為16 MPa。按照不同溫度（20，30，50和80 ℃）與不同入口端壓力（19，20，21，22 MPa）注入CO2，驅(qū)替直至出口端不出油為止。④實(shí)驗(yàn)結(jié)束后清洗巖心并測(cè)試孔隙度和滲透率。

圖2 CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)流程Fig.2 Experimental flow chart for CO2 flooding

1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

1.3.1 靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)

時(shí)間的影響 進(jìn)行為期5 d 的靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)，在80 ℃和16 MPa 的條件下，當(dāng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間僅為1 d時(shí)，可以觀察到巖心切片開(kāi)始出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象。隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，溶蝕作用越來(lái)越明顯，并形成了溶蝕坑（圖3）。

溫度的影響 在壓力為16 MPa的條件下，由不同溫度下巖心切片的溶蝕情況（圖4）可見(jiàn)，當(dāng)溫度為20 ℃時(shí)（圖4a），長(zhǎng)石巖心表層溶蝕作用已經(jīng)非常劇烈，形成了寬度約為10μm 的溶蝕坑。長(zhǎng)石表面逐漸形成鋸齒狀溶蝕現(xiàn)象。隨著實(shí)驗(yàn)溫度的升高，CO2酸性流體對(duì)巖心切片的溶蝕作用越來(lái)越顯著，當(dāng)溫度達(dá)到80 ℃時(shí)（圖4d），巖心溶蝕量更大，巖心表面幾乎全部被溶蝕，中間形成了一個(gè)寬度達(dá)150μm 的溶蝕坑。且溶蝕作用使得巖心切片中間區(qū)域產(chǎn)生了2個(gè)溶孔，形成次生孔隙，極大地增加了巖石的孔隙度和滲透率，使流體的通過(guò)能力得到加強(qiáng)。

壓力的影響 在溫度為80 ℃的條件下，由不同壓力下巖心切片的溶蝕情況（圖5）可見(jiàn)，在8 MPa的壓力下，CO2酸性流體開(kāi)始溶蝕巖心，巖心表面形貌逐漸發(fā)生變化。長(zhǎng)石表面沿解理方向逐漸產(chǎn)生鋸齒狀溶蝕現(xiàn)象，致密的巖心表層開(kāi)始出現(xiàn)大量寬度為10～20μm 的溶蝕坑。隨著壓力的升高，CO2-地層水-巖石的反應(yīng)速率提高，CO2與巖心的溶蝕作用越強(qiáng)，溶蝕坑越大且越多，港灣狀溶蝕開(kāi)始出現(xiàn)并隨著壓力的增加越發(fā)明顯。表明巖心孔喉連通性增強(qiáng)，滲透率和孔隙度得到極大提高。

礦化度的影響 靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)前后巖樣中Al，Si，Mg，F(xiàn)e 元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都有不同程度的減小，分別從15.29%，18.48%，11.46% 和7.51% 減小到10.37%，11.3%，11.02%和6.72%，C 和O 元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有增加，從19.27%和28.99%增加至21.51%和39.08%。礦物元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化是CO2-地層水-巖石之間反應(yīng)的結(jié)果。CO2在地層水中的溶解會(huì)產(chǎn)生H2CO3，導(dǎo)致地層水的pH 值大幅降低，從而使礦物質(zhì)溶解。

通常認(rèn)為，隨著地層水礦化度的增加，長(zhǎng)石的溶蝕越發(fā)明顯［14］。然而地層水中成垢離子（Ca2+與Mg2+）含量大，使得巖心雖然整體呈現(xiàn)溶蝕狀態(tài)，但是CO2-地層水-巖石相互作用產(chǎn)生的方解石（Ca?CO3）與白云石（MgCO3）會(huì)對(duì)其產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。

另一方面，CO2驅(qū)替過(guò)程中可形成大量MgH?CO3+，CaHCO3+，CaOH+，MgOH+等離子對(duì)［17］，反而提高了方解石和白云石的溶解度。實(shí)驗(yàn)并未發(fā)現(xiàn)Ca?CO3和MgCO3等沉淀物，這是由于礦物的溶解-沉淀過(guò)程是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)平衡的過(guò)程，且由于生成的CaCO3和MgCO3屬于微溶無(wú)機(jī)鹽，只要未過(guò)飽和，就不會(huì)析出。

圖3 巖心切片表面形貌隨時(shí)間的變化Fig.3 Variation of surface morphology of slabbed core with time

圖4 不同溫度下巖心切片表面形貌Fig.4 Surface morphology of slabbed core at different temperatures

圖5 不同壓力下巖心切片表面形貌Fig.5 Surface morphology of rock core slice at different pressures

溶液中HCO3-的濃度在不同礦化度地層水中的變化趨勢(shì)有很大差異。其不僅受到地層水pH 值的影響，也受HCO3-含量高的巖石礦物的影響，如鐵方解石、片鈉鋁石和菱鎂礦等。

Mg2+的減少推測(cè)是伊利石溶蝕導(dǎo)致，這是由于地層水中大量Mg2+與CO2-H2O 反應(yīng)生成MgCO3，雖然由于未達(dá)到過(guò)飽和度而沒(méi)有沉淀，但是其反應(yīng)過(guò)程中消耗大量Mg2+，促進(jìn)了伊利石的溶蝕。

礦化度的影響是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程，其影響的不僅是砂巖基質(zhì)，也對(duì)填隙物產(chǎn)生了重大影響，這也是未來(lái)研究中應(yīng)當(dāng)著重注意的方向。

1.3.2 CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)

CO2-地層水-巖石相互作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響 CO2驅(qū)替過(guò)程中的CO2-地層水-巖石相互作用是一系列復(fù)雜反應(yīng)的結(jié)合，不僅是巖石的溶蝕作用，也有因?yàn)槿芪g作用導(dǎo)致的巖屑和填隙物中不易溶解物質(zhì)的運(yùn)移。對(duì)于孔隙度和滲透率相對(duì)小的巖心，一方面由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，比表面相對(duì)大，受毛管力的作用，其進(jìn)氣量相對(duì)較少，影響CO2-地層水-巖石的相互作用，而實(shí)驗(yàn)條件的改變，在溶蝕作用的影響下巖石會(huì)產(chǎn)生一些次生微孔隙，從而導(dǎo)致巖心的孔滲性變好，增強(qiáng)巖心的流通性；但另一方面，因?yàn)殚L(zhǎng)石類礦物溶蝕所導(dǎo)致的巖屑顆粒的運(yùn)移，以及CO2-地層水反應(yīng)生成的CaCO3在巖石孔隙中的沉積，又堵塞了已經(jīng)很小的孔喉，進(jìn)而影響到巖心的滲透率。對(duì)于孔隙度和滲透率相對(duì)較大的巖心，初始孔隙度大意味著流體通過(guò)能力更強(qiáng)，孔隙體積更大，且隨著CO2注入速度的加快，使得反應(yīng)速度增加，CO2-地層水-巖石的反應(yīng)更充分，溶蝕程度更強(qiáng)，巖屑顆粒更容易通過(guò)而不至于堵塞孔喉。

由實(shí)驗(yàn)前后巖心孔隙度和滲透率的對(duì)比（表1）可見(jiàn)，CO2驅(qū)替過(guò)程中的溶蝕作用非常明顯，所有巖心都呈現(xiàn)孔隙度和滲透率變大。

表1 CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)前后巖心滲透率與孔隙度測(cè)試數(shù)據(jù)Table1 Test data of core permeability and porosity before and after CO2 flooding experiments

由初始滲透率-滲透率變化率與初始孔隙度-孔隙度變化率的關(guān)系（圖6）可見(jiàn)，兩者之間都呈指數(shù)遞增的規(guī)律，即初始值越小，變化率越??；初始值越大，變化率越大。這反映出巖心溶蝕程度與初始孔隙度和初始滲透率都成正相關(guān)，且為指數(shù)形式遞增。大部分滲透率為0.12～0.13 mD的巖心，滲透率變化率僅為1%～2%；大部分孔隙度為8%～9%的巖心，孔隙度變化率也未能超過(guò)5%，甚至多數(shù)孔隙度變化率僅為1%～2%。可見(jiàn)滲透率和孔隙度較小的巖心，溶蝕程度相對(duì)較輕。

圖6 初始滲透率和初始孔隙度與其變化率的關(guān)系Fig.6 Relationship between initial permeability and initial porosity and their change rates

圖7 滲透率變化率和孔隙度變化率與溫度的關(guān)系Fig.7 Relationship between permeability change rate/porosity change rate and temperature

溫度的影響 由巖心的滲透率變化率和孔隙度變化率受溫度的影響（圖7）可見(jiàn)，滲透率變化率-溫度與孔隙度變化率-溫度的關(guān)系基本一致，皆以指數(shù)形式遞增。在20 ℃時(shí)滲透率變化率為5.63%，30 與50 ℃時(shí)滲透率變化率變化不大，在80 ℃時(shí)滲透率變化率為30.50%。巖心的孔隙度變化率在20 ℃時(shí)僅為1.79%，在低溫的環(huán)境下，CO2酸性流體對(duì)長(zhǎng)石的溶蝕作用并未顯著增強(qiáng)，孔隙度平緩增加；但是到了80 ℃，孔隙度變化率激增，達(dá)30.90%。

溫度對(duì)CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)影響大，溫度越高意味著CO2-地層水-巖石三者之間的反應(yīng)速率越快。這是由于長(zhǎng)石礦物與CO2酸性流體的反應(yīng)由2 種主控因素決定：H+活度與長(zhǎng)石礦物的溶解平衡常數(shù)。二者皆與溫度呈正比關(guān)系，雖然在低溫條件下，CO2與水反應(yīng)生成了更多的H2CO3，但是長(zhǎng)石礦物的溶蝕作用并不明顯。隨著溫度的升高，長(zhǎng)石礦物會(huì)逐漸被溶蝕。這里需要注意的是，鈉長(zhǎng)石能夠自行溶解，而鉀長(zhǎng)石則需要溫度升高才能溶解。因此，在壓力相同的條件下，溫度越高，長(zhǎng)石礦物更易與酸性流體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)［18］。

壓力的影響 由巖心的滲透率變化率和孔隙度變化率受壓力的影響（圖8）可見(jiàn)，滲透率變化率-壓力與孔隙度變化率-壓力的關(guān)系基本一致，同樣皆以指數(shù)形式遞增。

圖8 滲透率變化率和孔隙度變化率與壓力的關(guān)系Fig.8 Relationship between permeability change rate and porosity change rate and pressure

壓力的增大促進(jìn)了CO2與水形成更多的酸性流體，這就意味著相同溫度時(shí)，CO2分壓與CO2酸性流體的活度呈正比，pH 值降低，形成的H+對(duì)長(zhǎng)石礦物的溶蝕非常有利。通常來(lái)說(shuō)，地層中長(zhǎng)石礦物溶解伴生的礦物是以高嶺石這類自生黏土礦物為主［1］。CO2溶于水后所形成的H2CO3因?yàn)樘峁┝舜罅康腍+，使高嶺石進(jìn)一步溶解［19］。實(shí)驗(yàn)產(chǎn)出液中Al2+的減少也證明了這一點(diǎn)。

1.4 數(shù)學(xué)表征方程

由圖7 和圖8 可以看出，巖心孔隙度和滲透率的變化率與溫度和壓力等成指數(shù)關(guān)系，借助Excel的數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行數(shù)學(xué)回歸，建立指數(shù)方程為：

將曲線進(jìn)行直線化處理，對(duì)方程兩端取對(duì)數(shù)，則有：

展開(kāi)并取平均數(shù)，得：

分別對(duì)Q求a和b的偏導(dǎo)數(shù)，令偏導(dǎo)數(shù)為0，得出a和b的求解方程分別為：

對(duì)表1 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按照上述方法回歸，得到表2，其中標(biāo)準(zhǔn)誤差表明誤差值非常小，說(shuō)明參數(shù)精度較高。故可得到數(shù)學(xué)表征方程為：

因溶蝕作用引起的孔隙度變化值為：

表2 驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)學(xué)回歸參數(shù)Table2 Mathematical regression parameters of flooding experiment results

孔隙度-滲透率的關(guān)系引用Kozeny-Carman 方程表述為［11］：

將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入（8）式，得到n=1。

將（7）式代入（8）式，則得到溶蝕作用導(dǎo)致的滲透率變化值為：

2 溶蝕作用對(duì)采收率的影響

在理論分析和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Eclipse數(shù)值模擬軟件建立數(shù)值模型，模擬巖心CO2驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。運(yùn)用軟件中Chemical Reaction 模型模擬CO2驅(qū)替過(guò)程中的溶蝕現(xiàn)象。

長(zhǎng)慶油田H3 區(qū)塊儲(chǔ)層平均孔隙度為10%，滲透率為0.1～0.3 mD，孔喉整體分選較好，孔隙結(jié)構(gòu)類型為小孔微細(xì)孔喉，地層水的礦化度高達(dá)60 000 mg/L。油藏埋深為2 700～2 900 m，地層壓力為21 MPa，地層溫度為80 ℃，油藏含水率為55%。該區(qū)塊為直井反九點(diǎn)井組，在模擬開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用CO2連續(xù)氣驅(qū)開(kāi)發(fā)。

通過(guò)巖石變形作用模擬CO2驅(qū)替過(guò)程中的溶蝕現(xiàn)象，設(shè)定壓力與滲透率之間的關(guān)系；并對(duì)傳導(dǎo)系數(shù)進(jìn)行修正，最終得到孔隙體積變化系數(shù)的分布及溶蝕作用對(duì)采收率的影響。修正傳導(dǎo)系數(shù)的表達(dá)式為：

利用數(shù)值模擬結(jié)果擬合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確保模型的準(zhǔn)確性，擬合結(jié)果見(jiàn)圖9，確定傳導(dǎo)系數(shù)為0.095 3。

圖9 滲透率變化率計(jì)算結(jié)果Fig.9 Calculation results of permeability change rate

由模擬30 a 的生產(chǎn)情況（圖10）可以看出，區(qū)塊整體發(fā)生了溶蝕作用，越靠近注氣井的地方，孔隙體積變化系數(shù)越大，說(shuō)明溶蝕程度越高；越靠近生產(chǎn)井，孔隙體積變化系數(shù)越小。其原因是注氣井附近壓力相對(duì)較高，與巖石反應(yīng)加劇，導(dǎo)致儲(chǔ)層巖石發(fā)生溶蝕作用。

對(duì)比采收率，可獲得CO2驅(qū)替過(guò)程中儲(chǔ)層溶蝕作用對(duì)油田開(kāi)發(fā)的影響。由考慮與不考慮溶蝕作用的采收率對(duì)比（圖11）可見(jiàn)，當(dāng)油田生產(chǎn)到第5 a時(shí)，二者差值并不明顯，隨著開(kāi)發(fā)的不斷進(jìn)行，溶蝕作用引起儲(chǔ)層孔隙度增大，采收率提高。在油田生產(chǎn)進(jìn)行至第30 a 時(shí)，考慮溶蝕作用的原油采收率為26.08%，不考慮溶蝕作用的原油采收率為21.03%。

圖10 CO2驅(qū)替30 a后孔隙體積變化系數(shù)分布Fig.10 Distribution of pore volume change coefficient after CO2 flooding for 30 years

圖11 考慮與不考慮溶蝕作用的采收率對(duì)比Fig.11 Comparison of recovery with and without considering dissolution

3 結(jié)論

CO2驅(qū)替過(guò)程中，CO2注入地層水中形成的酸性流體會(huì)對(duì)砂巖油藏產(chǎn)生較強(qiáng)的溶蝕作用。驅(qū)替過(guò)程中，巖心的溶蝕程度隨壓力和溫度的升高而增大，且呈指數(shù)型增長(zhǎng)。利用驅(qū)替實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)儲(chǔ)層巖心溶蝕程度進(jìn)行了量化研究，建立了溶蝕作用下的巖心孔隙度和滲透率變化率與壓力、溫度之間的數(shù)學(xué)表征方程。并利用該數(shù)學(xué)表征方程對(duì)CO2驅(qū)的數(shù)值模擬模型進(jìn)行擬合修正。數(shù)值模擬結(jié)果顯示，研究區(qū)塊靠近注氣井區(qū)域孔隙體積變化系數(shù)越大；越靠近生產(chǎn)井孔隙體積變化系數(shù)越小。區(qū)塊整體發(fā)生了溶蝕作用，改善了儲(chǔ)層物性，考慮溶蝕作用的油田采收率為26.08%，不考慮溶蝕作用的油田采收率為21.03%，差值達(dá)5.05%。

符號(hào)解釋

a——系數(shù)；

b——系數(shù)；

K——實(shí)驗(yàn)后滲透率，mD；

K0——初始滲透率，mD；

Kmult——傳導(dǎo)系數(shù)；

n——系數(shù)；

p——壓力，MPa；

Q——a與b的函數(shù)；

T——溫度，℃；

X——各影響因素（自變量）；

Y——溶蝕程度（因變量）；

φ——實(shí)驗(yàn)后孔隙度，%；

φ0——儲(chǔ)層初始孔隙度，%；

φ1——孔隙度變化值，%；

φ2——溶蝕作用影響下的孔隙度變化值，%。