不同滲透率對超臨界二氧化碳驅(qū)油效果的影響研究

劉顏南

摘 要：當(dāng)氣體處于超臨界狀態(tài)時，成為性質(zhì)介于液體和氣體之間的單一相態(tài)，對物料有較好的滲透性和較強的溶解能力。利用溫度和壓力的變化，把超臨界二氧化碳作為一種溶劑溶解入原油，降低原油黏度，可提高采收率。本次研究在不同滲透率情況下，稠油黏度、溫度、壓力和注入量對超臨界二氧化碳驅(qū)油效果的影響。

關(guān)鍵詞：超臨界;二氧化碳;滲透率;黏度

中圖分類號： TE34 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2016）30-183-2

0 ?引言

稠油開采難度大，目前廣泛采用的技術(shù)是熱力開采技術(shù)，如蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)。CO2具有臨界溫度和臨界壓力低的特點，處于超臨界狀態(tài)時性質(zhì)隨之發(fā)生巨大變化。密度接近液體，但黏度卻與氣體相類似，擴散系數(shù)是液體的100倍，因而具有極強的溶解能力，可提高蒸汽的吞吐效果。[1]

本次研究通過實驗數(shù)據(jù)，找到地層滲透率同溫度、壓力、原油黏度等因素交互作用對超臨界二氧化碳驅(qū)油效果的影響趨勢。

1 ?超臨界二氧化碳驅(qū)替實驗研究

1.1 實驗方案設(shè)計

1.1.1 ?實驗方法選取

實驗采用正交設(shè)計法。正交設(shè)計法是一種高效率、快速、經(jīng)濟的實驗設(shè)計方法，通過從全面實驗中挑選出部分有代表性的點進(jìn)行實驗，這些有代表性的點具備了“均勻分散，齊整可比”的特點。[2]

1.1.2 ?實驗稠油選取

選取稠油油樣，并進(jìn)行黏度測定，見表1。

1.1.3 實驗巖心選取

選取稠油4種不同滲透率的巖心16塊，按照標(biāo)準(zhǔn)方法，對其特性進(jìn)行了分析，其結(jié)果見表2。[3]

表1 ?實驗用稠油性質(zhì)

[序號＼&油樣＼&黏度＼&實驗取值＼&1

2

3

4＼&1#

2#

3#

4#＼&5080

10100

24500

49200＼&5000

10000

25000

50000＼&]

表2 實驗用巖心性質(zhì)

[序號＼&長度（cm）＼&直徑（cm）＼&孔隙度＼&滲透率（mD）＼&實驗取值（mD）＼&1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16＼&3.50

3.50

3.51

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50＼&2.54

2.53

2.54

2.52

2.54

2.53

2.54

2.52

2.54

2.53

2.54

2.52

2.54

2.53

2.54

2.52＼&23.6

23.4

23.5

26.4

26.6

26.4

26.5

23.4

28.6

28.4

28.5

28.4

29.6

26.4

28.5

27.4＼&50.3

49.6

49.8

49.6

250.3

245.6

243.8

516.6

1250.3

1209.6

1204.8

1235.4

2550.

2504.6

2499.2

2469.6＼&50

50

50

50

250

250

250

250

1200

1200

1200

1200

2500

2500

2500

2500＼&]

1.1.4 ?實驗方案的制定

采用正交設(shè)計方法，進(jìn)行超臨界CO2 驅(qū)油實驗。選擇5因素，4水平進(jìn)行實驗。[4]

表3 正交設(shè)計表

[因素水平＼&滲透率

（md）＼&黏度

（mPa.s）＼&溫度

（℃）＼&壓力

（MPa）＼&注入量

（PV）＼&水平1

水平2

水平3

水平4＼&50

250

1200

2500＼&5000

10000

25000

50000＼&40

60

80

100＼&8

10

12

15＼&0.5

1.0

1.5

2.0＼&]

1.2 驅(qū)替實驗步驟

<E：＼123＼中小企業(yè)管理與科技·下旬刊201610＼97-197＼21-1.jpg>

2 ?驅(qū)替實驗結(jié)果

2.1 實驗結(jié)果

按照設(shè)計方案，通過巖心流動實驗，在不同條件下，以二氧化碳驅(qū)替稠油，根據(jù)采出的稠油量，計算出原油采收率，實驗結(jié)果見表4。

表4 ?實驗結(jié)果表

[因素＼&滲透率

（mD）＼&黏度（mPa.s）＼&溫度＼&壓力 注入量（PV）＼&注入量（PV）＼&采收率（%）＼&實驗1

實驗2

實驗3

實驗4

實驗5

實驗6

實驗7

實驗8

實驗9

實驗10

實驗11

實驗12

實驗13

實驗14

實驗15

實驗16

極差＼&50

50

50

50

250

250

250

250

1200

1200

1200

1200

2500

2500

2500

2500

9.075＼&5000

10000

25000

50000

5000

10000

25000

50000

5000

10000

25000

50000

5000

10000

25000

50000

8.175＼&40

60

80

100

60

40

100

80

80

100

40

60

100

80

60

40

3.925＼&8

10

12

15

12

15

8

10

15

12

10

8

10

8

15

12

3.25＼&0.5

1

1.5

2

2

1.5

1

0.5

1

0.5

2

1.5

15

2

0.5

1

7.9＼&3.8

7.5

6.2

7.3

17.4

15.2

9.8

6.3

18.5

13.2

15.8

13.6

26.4

21.2

6.8

6.2

＼&]

2.2 影響因素分析

研究結(jié)果表明，所研究的影響因素中，以滲透率對采收率的影響最大，其次依次是黏度、注入量、溫度和壓力。

3 ?結(jié)論

通過實驗數(shù)據(jù)，取得如下結(jié)論：

①超臨界二氧化碳可以提高稠油的采收率。

②通過正交實驗，考察了滲透率、黏度、溫度、壓力和注入量對采收率的影響。結(jié)果表明：在研究因素中，滲透率對采收率的影響最大，黏度次之。

③在研究水平范圍內(nèi)，滲透率以水平3為最好，黏度為水平1最好，溫度為水平4最好，壓力位水平2最好，而注入量以水平4最好。即最佳的實驗條件為滲透率1200mD，黏度5000mPa.s，溫度100℃，壓力10MPa，注入量為2.0PV，對應(yīng)的采收率為26.4%。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 趙博，趙煥省.超臨界二氧化碳流體鉆井技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011（11）.

[2] 王存新，孟英峰，鄧虎，李皋，陳勇.氣體鉆井注氣量計算方法研究進(jìn)展[J].天然氣工業(yè)，2006（12）.

[3] 李孟濤，單文文，劉先貴，尚根華.超臨界二氧化碳混相驅(qū)油機理實驗研究[J].石油學(xué)報，2006（03）.

[4] 郭萬奎，等編著.注氣提高采收率技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社，2003.