低滲油藏注CO2相態模擬研究

■喬長發

（中油遼河油田公司遼寧盤錦124114）

低滲油藏注CO2相態模擬研究

■喬長發

（中油遼河油田公司遼寧盤錦124114）

遼河油田杜家臺油層為低滲透儲層，非均質性嚴重，開發時間長，含水率高，注水困難，為了改善杜家臺油層開發效果，擬進行CO2驅開發。本文通過原油相態模擬實驗獲得原油的基本性質，評價原油膨脹能力；模擬注CO2膨脹實驗獲得原油溶解CO2后性質的變化，評價原油溶解CO2的能力；模擬注CO2向前接觸實驗得到平衡氣組成的變化，以及對MMP的影響；為CO2驅油藏方案編制提供指導。本項目研究結果能有效改善杜家臺油藏開發效果，對同類油藏的開發調整具有較強的指導意義。

相態模擬膨脹溶解

0 前言

油田經過一次開發后，還有近2/3的的原油殘余在地層中。國外CO2驅油技術日趨成熟，已得到工業化推廣應用。國內90%以上油田采用注水開發，長期大量注水，主要老油田已處于高含水開發階段，二氧化碳驅油具有較大的應用潛力。另外，對于我國63.2億噸的低滲儲量，特別是對于接近低滲油藏總儲量50%以上未投入開發的低滲儲量，CO2驅比注水開發更具有技術優勢。CO2驅油不僅能滿足油田開發的需要，還可以保護環境，抑制溫室效應，解決二氧化碳的儲存問題[2]。

大量的現場試驗確定了適合CO2驅油油藏的基本條件，杜家臺油層儲存條件適合開展二氧化碳-水段塞驅油。

1 區塊概況

區塊注水開發30年，面臨以下主要開發難題：（1）2006年以來注入井數增加，油藏注水量增加，但開井率依然較低，水驅效果不能得到有效發揮；（2）生產井日產油水平低（圖4-1），盡管注水有效緩解產量遞減，但從注水效果看，進入注水開發后期，亟待調整；（3）區塊采出程度僅為25.11%，可以進一步提高采收率。

2 原油相態模擬研究

通過相態軟件，根據擬合后的特征化流體參數模擬閃蒸實驗[3]，從實驗數據可以看出，地層原油經過單次脫氣，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，體積系數為1.004m3/m3。表明杜家臺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。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%，原油主要由中質流體組成，非烴類成分比較少。

多級脫氣實驗中原油粘度從泡點開始隨壓力下降而增大，0.1MPa時最高，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，這比閃蒸實驗數據中的氣油比高，是因為脫氣方式不同，符合實驗規律；表明如果采取衰竭式開采，地層膨脹能力一般，溶解氣驅能量中等；粘度低、原油較易流動。

根據原油井流物等數據模擬計算的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膨脹實驗是指將不同比例CO2溶入原油中，按照一定的實驗方法模擬注CO2混相驅過程中注入CO2后原油性質（原油泡點變化、氣油比變化、注氣體積膨脹能力等）的變化，從而評價注入CO2對原油采收率的影響。

實驗結果表明：

（1）注入49%CO2時泡點為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，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。

根據注CO2膨脹模擬實驗所得數據，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，包絡線變寬，臨界點也向左上方偏移。表明注CO2后原油粘度降低，密度降低，氣油比增大，原油性質向好的方向轉變，對提高油藏采收率有利。

4 注CO2向前接觸模擬研究

向前多次接觸實驗是為了模擬注CO2混相驅過程中，注入CO2前緣與原油進行多次接觸發生的相間傳質過程，主要監測氣體組分變化，分析前緣平衡氣對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有關。模擬結果表明，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。

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

5 結論

（1）相態研究對CO2驅提高油藏采收率意義重大。當有新的氣體注入油氣體系時，油氣體系的物理化學性質（如氣液相組分和組成、界面張力、密度、體積系數、粘度等）都會發生一定的變化。

（2）通過原油相態模擬研究，獲得原油溶解CO2后性質的變化、得到平衡氣組成的變化以及對MMP的影響等。對混相驅替機理研究、驅替可行性評價、驅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油機理數值模擬 [J].油氣地質與采收率，2012，19（3）：67.

[2]舟丹.二氧化碳驅油技術 [J].中外能源，2012，（12）：47.

[3]廉黎明等.二氧化碳驅數學模型研究進展及發展方向 [J].油氣地質與采收率，2013，20(2)：77~78.

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-347-1

喬長發，男，2005年長江大學畢業，學士，工程師，研究方向為油田開發地質。