二氧化碳混相驱数值模拟结果的主要影响因素
二氧化碳驱油效果影响因素与分析.kdh
油的采收率大小,对其敏感性进行分析。 (1)渗透率、平面非均质性影响 在建立的初始模型的基础上,调整储层渗透率分别
为:0.5md、5md 、10md 和 100md,计算不同渗透率下 的原油采收率(图 2),从图中可以看出随渗透率的增大, 采收率减小。
图2 不同渗透率下的储层采收率 因为低渗透率可提供充分的混相条件,减少重力分 离,渗透率太高容易导致早期气窜,从而造成较低的驱油 效率。 改变平面非均质系数,计算不同平面非均质系数下的 原油采收率,分析可知,随着非均质性的增强,采收率变 小。因为非均质油藏中,注入的 CO 优先进入高渗透层,
从而使 CO 较早突破,生产井 CO 的含量很快上升,所
2
2
获得的采收率偏低。
3.3 CO 注气方式 2
为对比不同注入方式的开发效果,设计衰竭后注气、
连续注气和水气交替注入(WAG)三种方式进行计算,结
果表明 WAG 效果最佳。水气交替注入过程中,由于气相
图6 不同原油密度下采收率对比图
由图 6可以看出,随着原油密度的增大,其采收率减 小,变小的主要原因为由于油气密度差越大,浮力作用越 明显,CO 气体越容易沿着油层的顶部流动,气体突破的
2
时间就越短,大大降低了 CO 气体的体积波及系数,导致 2
采收率下降。 (2)扩散、弥散作用。 混相流体的混合作用有分子扩散、微观对流弥散、宏
C 32 HINAPE T ROLE UMANDCHEM ICALINDUSTRY 中国石油和化工
CPCIPetroleumEngineeringTechnology 『石油工程技术】
[6] Holm L. W. CO flooding: its time has come 2
CO2混相驱提高低渗透油田采收率数值模拟研究(胜利)
渗透率
非均质 裂缝
粘性指进的较好办法。
汇报内容
一、CO2混相驱建模技术 二、CO2混相驱方案优化技术 三、CO2混相驱驱替特点
一、G89-1块概况
构造位置:位于正理庄油田北部。 含油层系:沙四上 2 含油面积: 4.1km 高89-1 块位置图 地质储量:247×104t 有效厚度:10.5m 油藏埋深:3000m 平均渗透率:4.7×10-3um2 平均孔隙度10.9% 地层原油密度:0.8637g/cm3 地层原油粘度: 1.59mPa.s 油藏类型:低孔特低渗透薄互层油藏,常规 注水开发比较困难。
行于注采方向的裂缝影响的更严重。
一、CO2混相驱模型建立
(三) 储层模型的设计
(3) 裂缝的影响
裂缝对开发效果的影响指标对比
35
32.8 30.01 28.08
采出程度(%)
32 29 26
23.19 23 20 无裂缝 斜交裂缝 平行裂缝 平行裂缝 (气窜停井 )
裂缝的存在造成了混相驱开发效果的变差
一、CO2混相驱模型建立
(一)流体相态模型的建立 例:G89-1块组分拟化
组分 CO2 N2 、 C1 C2 – C3 C4 – C5 mol% 0.453 24.7094 12.0821 17.4819
1、组分的拟化
组分拟化原则: 相图一致原则
C6
C7 - C11 C12 – C21 C22 – C29 合 计
渗透率,10-3um2
CO2气易向高渗透方向驱替,该方向 气窜速度加快。
非均质模型的采收率明显低于均质模型,但 在高渗透方向采取气窜关井措施后,采收 率有了一定提高。
一、CO2混相驱模型建立
(三) 储层模型的设计
多种方法确定CO2驱最小混相压力
多种方法确定CO2驱最小混相压力摘要: co2最小混相压力是确定油藏能否采用co2混相驱的重要依据。
细管实验是测定最小混相压力的首选实验方法。
它通常被用来确定某一给定的原油最小混相压力。
在获得的驱油效率与注入孔隙体积倍数以及驱油效率与驱替压力的关系曲线中,曲线拐点所对应的压力(或组分组成)即为最低混相压力。
除了细管实验外,本文还采用了经验公式计算和状态方程法等方法预测最小混相压力,最后确定co2混相驱最小混相压力,为进行二氧化碳混相驱先导试验提供决策依据。
abstract: an important parameter used to determine the feasibility of miscible displacement is the minimum miscibility pressure. slimtube measurements are the preferred method for establishing minimum miscibility pressures experimentally. slim-tube displacement tests are commonly used to determine an mmp for a given crude oil. the minimum miscibility pressure is defined as the pressure of which the oil recovery vs. pressure curve (as generated from the slimtube test) shows a sharp change in slope, i.e. the inflection point. in addition to the slimtube simulations,several algorithms for estimating the minimum miscibility pressure have been compared. minimum miscibility pressure between formation crude and co2 is determined. it will providedecision basis for the pilot test of co2 miscible displacement in this block.关键词: co2驱;最小混相压力;细管实验;经验公式;状态方程key words: co2 flooding;minimum miscible pressure;slim-tube displacement tests;empirical correlations;equation of state中图分类号:te35 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)23-0039-020 引言确定混相压力是混相驱的一项重要工作,核心问题是最小混相压力的确定。
CO2混相驱机理及影响因素研究2012
CO2混相驱机理及影响因素研究2012年7月1日摘要CO2驱是把CO2注入油层,依靠CO2的膨胀、降粘等机理来提高原油采收率的技术。
随着人们对温室效应认识,将CO2 注入地层不仅能够提高原油采收率,还可以起到封存CO2的作用,是三次采油方法中最具有潜力的采油技术。
本文首先调研了CO2驱油技术的研究现状,了解CO2驱油技术在国内外的应用情况、研究方向和存在的主要问题。
然后详细调研了CO2驱的驱油机理、驱油方式、注入方式和影响因素。
然后,介绍了当前主流的用于描述CO2驱的数学模型,主要有组分模型、拟四组分模型、改进的黑油模型及传输-扩散模型,并介绍了一种考虑扩散的CO2驱多相多组分分区渗流模型。
最后,分别就碳水驱和CO2段塞注水,调研其动态计算方法。
关键字:混相驱;CO2驱;驱油机理;注入方式;数学模型目录1、研究现状及存在问题 (1)1.1 国外CO2驱发展情况 (1)1.1.1 美国CO2驱项目情况 (1)1.1.2 CO2混相驱的应用与研究 (1)1.1.3 重油CO2非混相驱的研究与应用 (1)1.2 国内CO2驱研究应用现状 (2)1.3 CO2混相驱存在的问题 (2)2、 CO2混相驱机理及影响因素 (3)2.1 CO2的基本性质 (3)2.2 驱替机理 (4)2.2.1 CO2驱机理 (4)2.2.2 CO2混相驱机理 (7)2.3 CO2混相驱作用方式 (8)2.3.1 一次接触混相 (8)2.3.2 多次接触混相 (9)2.3.3 轻质油加CO2混相驱 (9)2.4 CO2混相驱影响因素 (9)2.5 CO2混相驱注入方式 (10)3、 CO2混相驱数学模型 (12)3.1 组分模型 (12)3.2 拟四组分模型 (13)3.3 改进的黑油模型 (14)3.4 传输-扩散模型 (15)3.4.1传质扩散渗流时的连续性方程 (15)3.4.2 一维传质扩散渗流方程 (16)3.5 考虑扩散的CO2驱多相多组分分区渗流模型 (17)3.5.1 传统注CO2渗流数学模型 (17)3.5.2 考虑扩散的注CO2渗流数学模型 (18)参考文献 (21)1、研究现状及存在问题20世纪50、60年代,在美国、加拿大进行了大量的烃类混相驱现场试验,近期的混相驱主要是CO2混相驱。
低渗透油藏C02混相驱提高采收率试验
低渗透油藏C02混相驱提高采收率试验很多低渗透油藏在开发注水效果方面都没有得到较好的效果,想要对CO2的混相驱在这一油藏中的适用性进行验证,促进其采收率不断提高,本文将以油田作为基础,分析原油细管试验和微观试验等,对CO2油田原油最小的混相压力进行确定,为我国石油企业的发展做好基础保障。
本文将对低渗透油藏CO2混相驱提高采收率试验进行分析。
标签:低渗透油藏;CO2混相驱;提高采收率我国在开发低渗透油藏的时候出现了很多问题,比如自然产能比较低和地层能量缺乏等导致的采收率较低的现象,想要对这些问题进行处理,就要通过混相气驱对其进行解决,就我国EOR技术的应用现状分析,CO2混相驱有助于渗透油藏的采收率提高。
一、对CO2和原油最小的混相压力进行确定的试验分析(一)实验中需要准备的设备就细管试验而言,这是指一维人造模型基础上的一种溶剂驱替物的理模拟试验,目的在于原油和CO2最小的混相压力的确定,该试验的开展是在长10m和内径是3.8mm的紧密中填充纯净石英砂,需要注意的是充填层孔隙度是39%,此时的温度为90℃,CO2的纯度是99.9%,选择的原油是油田地层的原油。
(二)试验开展的具体步骤这一装置在操作中的主要步骤是指,2h细管恒温,并且需要在试验压力基础上对原油进行饱和,之后通过RUSKA高压泵对CO2进行匀速注入,利用回压阀对系统压力有效控制,出口气液总是会在常压分离器当中出现闪蒸分离,平均每半个小时记录一次,还要在试验中对流出物的颜色进行观察,并对1.2PV的溶剂进行注入,之后结束,利用试验曲线的压力采收率改变折点,并对其进行全面观察。
(三)试验的结果压力不同,采收率的曲线也是不同的,折点位置的压力一般是20MPa,细管试验中需要对气体突破的瞬间图像进行观察,由17MPa未混相的图像中能够看出,对没有混相时进行驱替,如果气体突破的话,所流过的流体就是气液交替的两相流动,之后再将其改变成为气相中间边缘的原油流动,此时的原油颜色没有发生任何变化,可以从20MPa混相图像中观察到混相过程中的气体突破流过液体手电是从黑色向棕红色改变,然后再向浅黄色进行变化,和未混相存在很大的差异。
CO2驱相态随集油管线变化规律的数值模拟研究
计算机与软件工程
图 2 不同压力 CO2 密度随温度变化曲线
图 3 不同温度 CO2 密度随压力变化曲线
图 4 不同压力 CO2 粘度随温度变化曲线
图 5 不同温度 CO2 粘度随压力变化曲线
1.2 CO2随温度变化的物性参数
在 CO2驱 不 同 温 度 和 压 力 下, 通 过 使 用 Visual
Basic 程序和 Refprop 软件分别计算出 CO2 各项基本 物性参数。
4 0 2019 年第 04 期
计算机与软件工程 Fra bibliotek图 6 不同压力 CO2 焓值随温度变化曲线 图 7 不同温度 CO2 焓值随压力变化曲线
足压力饱和时,CO2 逐渐液化,呈现过渡气液共存状 态;一 旦 超 过 压 力 饱 和 时, CO2 为 液 相。 CO2 呈 现 液 态,压力值低于饱和时,CO2 呈现气态。
图 1 CO2 基本相态图
CO2的相关物性参数如表 1 所示。
表 1 CO2 的物理性质
物性
参数
物性
参数
临界温度
31.19 ℃
对压力与温度变化较大,其相态为超临界状态;压力 高于 10 MPa 时,CO2 密 度 随 温 度 呈 反 向 变 化。 图 3 中低于 40 ℃ 的六条曲线 CO2密度随压力增加呈正向 变化,说明 低 于 CO2 临 界 温 度, 不 断 增 加 压 力 会 使 CO2为液态,密度值变化趋势明显;在 30 ℃ 以上的五 条曲线中,CO2 密度随压力增加缓慢提高,说明高于
临界压缩系数
0.315
三相点
-56.6 ℃ ,0.527 MPa
临界偏心因子
0.225
CO2驱提高采收率
CO2驱提高低渗透油藏采收率的应用现状我国低渗油藏的资源比较丰富,到2002年已探明地质储量约63亿吨,目前的状况是其动用率还不到一半,其余多数低丰度、特低渗透油藏在目前的经济技术条件下仍难以动用。
开发实践表明:低渗透油藏由于渗透率过低,或者储层中水敏性粘土矿物较多,见水后发生膨胀阻塞孔隙,以致注水时吸水能力差,甚至注不进水,或者难以见到注水效果。
在这种情况下改而采取注气的方式,常可取得好的效果[1-2]。
国外80年代注气混相和非混相驱油技术在低渗透油藏中已得到广泛的应用,并获得较好的经济效益[3]。
国内随着江苏、胜利吉林和等油田中小规模的CO2气藏的发现,松辽盆地大型高含CO2气藏频频发现,注CO2驱油技术也开始在油田进行了现场应用[4-5],因此分析注CO2驱开发低渗透油藏的应用现状有着十分的必要性。
1CO2驱提高采收率机理CO2驱按作用机理可分为CO2混相驱和CO2非混相驱,其提高采收率的主要作用机理为促使原油膨胀、降低粘度、降低油水界面张力、改善储层渗透率、萃取和汽化原油中轻质烃和形成内部溶解气驱等[1-5]。
几种机理在注CO2开发油田过程中是同时存在的,但每种机理所起作用的大小各不相同,受油藏的岩性、流体性质及开发方式决定,可能是一种或者几种机理占主导地位。
1. 1混相驱混相驱是指在多孔介质中,一种流体驱替另外一种流体时,由于两种流体之间发生扩散、传质作用,从而使两种流体能互相溶解而不存在分界面,这样就完全消除了界面张力,毛细管准数变为无限大,同时多孔介质中的毛细管力降为零,从而减少了毛管力对石油的圈闭,理论上可使微观的驱油效率达到100%。
混相驱按其混相机理可以分为一次接触混相和多次接触混相。
一次接触混相是在一定的温度和压力下,注入流体按任何比例直接与地下原油进行混相,并且保持单相的过程;多次接触混相是在一定的温度和压力下,注入流体与地层原油虽然不能发生一次接触混相,但是在流动过程中,经过反复接触。
提高二氧化碳驱油数值模拟精度及动态混相评价方法
据。一般情况下无法获得地层流体的组成,需要通过
变量,根据各参数的敏感性分析,优先拟合敏感参数较
脱气油及井口气样室内实验分析,根据气油比参数计
少的实验,合理设置拟合实验权重,减少回归计算工作
算得到,
其方法如下:
量。
GOR=V 气/V 油=(ng·22.4)/(n·
)
o (M 脱气油/ρO 地面)
* 收稿日期:2019-06-03
预测与生产动态差别很大,无法指导实际生产。从室内混相压力的拟合出发,量化了相态模拟、数值
模拟精度的影响因素,优化了调参方法,提出了新的混相程度量化方法,应用了典型区块,拟合及预
测精度达到 85%以上,
为提升低渗透油田 CO2 驱开发效果、完善 CO2 驱应用技术提供了技术方法。
关键词:
二氧化碳驱;数值模拟;相态模拟;混相程度;模拟精度
非均质、网格尺寸、差分方法等参数进行了量化研究,
主要原因是,小的网格步长能较精确的模拟气体粘性
明确了各参数对 CO2 驱油效果及模拟精度的影响,形
指进,采油井见气提前,波及面积小,采收率下降。随
成了数值模拟精度的参数设置及修正方法,为提高数
着注入 CO2 量的增加,误差在放大。
值模拟精度奠定了基础。
合并原则,C2-C3、C4-C6 可以合并,C7 以上重组分利
小混相压力的拟合方法。
用数学建模的方法 [2] 划分为 4 个组分最佳。通过对多
1.1
地层原油组成含量设置方法
个取样井的室内实验数据拟合,归纳总结出了回归参
地层原油的组成是相态模拟计算的原始流体数
数优化方法,通过回归分析确定拟合实验顺序和回归
中图分类号:TE34 文献标识码:A 文章编号:1004-5716(2019)11-0052-04
CO2驱最小混相压力影响因素研究
CO2驱最小混相压力影响因素研究汤勇;赵雪梅;汪洋【摘要】CO2驱油是提高原油采收率中一种比较有前景的方法.CO2不仅能溶解于原油中,还可置换出原油中某些轻质烃或中间组分的烃类物质,故油藏原油组分组成对CO2驱过程的组分传质和最小混相压力影响大.因此,量化表征原油组成对注CO2混相驱的最小混相压力的影响对油藏筛选具有工程意义.基于国内某油田原始地层流体为研究对象,开展了地层原油注CO2混相驱过程的多级接触混相机理研究,并运用相态模拟软件CMG中的Winprop模块对实验数据进行相态模拟计算,研究表明:CO2与原油最小混相压力与原油中组分N2、C1和C11+的摩尔组成成正比,与C2~C10的摩尔组成成反比.而要使CO2—油藏流体达到混相就需要油藏压力高于最小混相压力,这就要求在筛选注CO2驱的油藏时,尽量考虑C2~C10的摩尔含量高,C24+摩尔含量低的油藏.该研究对于进行混相驱替设计与混相预测具有很重要的指导意义.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2018(008)004【总页数】4页(P42-45)【关键词】CO2混相驱;最小混相压力;原油组分—组成;相态模拟【作者】汤勇;赵雪梅;汪洋【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发国家重点实验室,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE33据IEA2008年分析,世界CO2—EOR的增油潜力为1 600~3 000亿桶,相当于当前世界可采储量的7%~14%。
2010年,美国Journal of Oil and Gas《油气杂志》的EOR调查报告中指出,CO2—EOR是近十年内全球增长最快的注气采油措施[1]。
CO2混相驱技术具备适用范围大、成本低、驱油成效显著,可回收重复利用等优势,使得CO2混相驱得以迅速发展,尤其是在低渗透油藏、碳酸盐岩油藏上的应用。
文184断块二氧化碳混相驱及油藏数值模拟研究
文184断块二氧化碳混相驱及油藏数值模拟研究 高正龙 (中原石油勘探局勘探开发科学研究院,河南濮阳457001) 杨铁梅 (中原石油勘探局测井公司,河南濮阳457001) 张俊法,高有瑞 (中原石油勘探局勘探开发科学研究院,河南濮阳457001)[摘要]依据文184断块油藏条件和原油物性特点,认为采用CO 2混相驱是提高该区采收率的一种有效方法。
通过对全区注水处理的历史拟合,设计了两种不同注入方式——单段塞注气和水气交替注入。
油藏数值模拟结果表明,CO 2与文184断块地层流体在目前压力下可以混相,水气交替注入方式比单段塞注气方式提高采收率幅度要高。
[关键词]提高采收率;混相驱;注二氧化碳;溶剂段塞驱;油藏数值模拟;东濮凹陷[中图分类号]T E357.45[文献标识码]A [文章编号]10009752(2000)04006102 a a 中原油田有些断块油藏原油物性较好,油藏压力较高,使得CO 2易与油藏原油形成混相,且在许多油层中CO 2的密度与原油密度类似,从而减少了CO 2与原油的重力分离[1]。
特别是随CO 2分离技术的成熟和天然CO 2矿藏的发现,CO 2混相驱在中原油田便成为一种具有潜在经济效益的提高采收率方法。
为此,笔者对文南油田文184断块CO 2混相驱进行了研究,旨在了解CO 2混相驱在中原油田的适应性,为今后大规模应用提供技术准备。
1 地质概况文184断块位于东濮凹陷中央隆起带文留构造西翼南端,为NNE 向展布的长条状断阶构造,长约4.5km,宽0.7~1.0km,面积3.5km 2。
该区含油层位为沙河街组Es 下2亚段,属河流相沉积,共分为8个砂层组,其中1~3砂组为气层,4~8砂组为油层,4砂组为主力含油层系;地层倾向东南,倾角约15°,断块内有一呈近EW 走向的次断层将该区分为南北两块;流体分布受构造、地层、岩性等诸多因素控制,油水层交互出现,呈层状分布,为多套油水系统组合。
沙一下油藏CO2混相驱替提高采收率的研究
沙一下油藏CO2混相驱替提高采收率的研究1. 引言1.1 研究背景和目的1.2 文献综述1.3 研究的贡献和意义2. 理论基础2.1 CO2混相驱替原理2.2 油藏物理化学性质2.3 CO2混相驱替优点和局限性3. 实验方法3.1 油藏模拟实验3.2 实验步骤和流程3.3 实验系统设计和参数设置4. 实验结果与分析4.1 油藏CO2混相驱替提高采收率的实验数据分析4.2 实验结果与模拟结果对比分析4.3 实验结果的可行性和可靠性分析5. 结论和展望5.1 实验结果的总结5.2 研究限制和未来展望5.3 该方法在实际生产中的应用前景1. 引言近年来,能源需求的迅速增长,使得油藏开采成为了全球热议的话题。
然而,传统的开采方法难以满足当下的需求,因此,越来越多的研究旨在找到一种更为高效的开采方式。
其中,采用CO2混相驱替提高采收率的方法引起了广泛关注。
CO2混相驱替是一种较为成熟的油藏采油技术。
该方法通过将CO2注入到油藏中,形成混相,使油藏中的原油被推动,在提高采收率的同时,实现了减少温室气体排放的目的。
该方法具有许多优点,例如提高采收率、可持续发展、环保等。
然而,目前对于该方法的研究尚不完善。
许多问题和矛盾还需得到更加深入的探究和解决。
对于这些问题和矛盾的探讨,有助于进一步优化CO2混相驱替的采油效果,推动其在实际生产中的应用。
本文将介绍CO2混相驱替提高采收率的研究情况,重点围绕CO2混相驱替的原理、油藏物理化学性质、实验设计、实验结果等方面展开论述,旨在提供有益的理论参考和科学思路。
2. 理论基础2.1 CO2混相驱替原理CO2混相驱替利用CO2和原油的物化性质不同,采用将CO2注入到油藏中的方式,形成CO2-油混相体系,从而提高原油采收率的技术。
具体流程如下:首先,在注入CO2气体前,油藏中的壳聚糖等有机物会阻碍CO2气体通过孔隙流向石油。
接着,随着CO2气体的注入,孔隙中原有的油将被推向孔隙口,并与CO2形成混合物。
毕业设计(论文)-考虑传质扩散作用的co2驱油数学模型及其影响因素研究[管理资料]
中国石油大学(华东)毕业设计(论文)考虑传质扩散作用的CO2驱油数学模型及其影响因素研究学生姓名:学号:05021129专业班级:石油工程2005-3班指导教师:开始日期:2009年3月20日完成日期:2009年6月20日摘要随着二氧化碳在油田开发中的应用,其驱油机理日益成为研究热点。
本文在调研国内外二氧化碳驱油发展史、驱油机理以及相关数学模型基础上,利用数值方法求解了考虑CO2驱油传质扩散机理的一维混相数序模型,分析了原油粘度、扩散吸附等因素对驱替效果的影响。
在原油粘度和扩散吸附作用下建立模型并求解,计算结果表明,考虑CO2的扩散吸附作用,CO2驱油前缘发生运移滞后,降低了驱油效果;原油粘度越大,CO2降粘效果越明显;混相驱替时CO2浓度越大,降粘效果越明显。
本文对于完善CO2驱油数学模型,研究CO2驱油特性具有一定指导意义。
关键词:二氧化碳驱油;传质扩散;扩散吸附;浓度分布;运移滞后ABSTRACTThis paper mainly researched the phenomenon of diffusion and mass transfer in CO2 drive. Advantages and disadvantages of three common model of CO2 drive was evolved,based on analysis of CO2 drive’s developmental situation and mechanism of driving,and the description of some relational model at home and abroad. On the basis of the above, one-dimensional mathematical model of diffusion and mass transfer of CO2 was established considering miscible drive. The model was solved by numerical , the changes in trends of the concentration of CO2, proliferation and adsorption,and the diversification of viscosity and pressure was obtained by compiling the model-related program. Finally,the effect of crude viscosity ,proliferation and adsorption, and injection velocity to consequent of CO2 drive was obtained by contrasting. The greater the viscosity of crude oil, CO2, the more obvious the effect of viscosity; miscible displacement greater when the CO2 concentration, the more obvious the effect of viscosity .In this paper, the perfect mathematical model of CO2 flooding, CO2 flooding characteristics of study has a certain significance.Keywords:CO2drive; diffusion and mass transfer; proliferation and adsorption; concentration distribution; transport lag目录第一章前言 (1)研究二氧化碳驱油的目的意义 (1)本文的主要成果 (2)第二章国内外二氧化碳驱油开发概况 (4)国内外研究现状 (4)二氧化碳驱的油藏条件 (5)二氧化碳驱油机理 (5)多孔介质中的扩散和吸附现象 (9)二氧化碳驱油中主要的吸附机理及作用力 (10)二氧化碳驱替注入方式[2] (12) (13)第三章二氧化碳驱油数学模型研究现状 (14)国外关于二氧化碳模型的研究现状 (14)国内关于二氧化碳模型的研究现状 (16)二氧化碳驱的数学模型[4] (18)组分模型 (19)传输-扩散模型 (20)改进的黑油模型 (21) (22)第四章二氧化碳驱油混相驱模型建立及求解 (23)理想扩散渗流方程的建立 (23)扩散定律—Fick定律 (23)传质扩散渗流时的连续性方程 (23)一维传质扩散渗流方程 (25)考虑粘度差的互溶液体的传质扩散模型 (25)模型的建立 (26)模型的求解 (27)计算结果 (29)考虑带吸附作用的传质扩散模型 (33)扩散剂在表面上的吸附过程[15] (34)带吸附现象的扩散模型的建立 (35)模型的求解 (35)考虑吸附时的计算结果 (38) (44)第五章结论 (45)致谢 (46)参考文献 (47)第一章前言研究二氧化碳驱油的目的意义一次采油后,约70%的原油残留在地下。
二氧化碳驱油机理
图2-1 原油粘度降低与二氧化碳饱和压力的关系(50℃) μo--原油粘度; μm—溶有二氧化碳的原油粘度
(2 )改善原油与水的流度比 二氧化碳溶于原油和水,使其碳酸化。原油碳酸化后,其粘度随之降低,同 时也降低了水的流度,改善了油与水流度比,扩大了波及体积。 (3) 膨胀作用 二氧化碳注入油藏后,使原油体积大幅度膨胀,便可以增加地层的弹性能量, 还有利于膨胀后的剩余油脱离地层水以及岩石表面的束缚,变成可动油,使驱油 效率升高,提高原油采收率。原油的密度越高,相对分子质量越小,原油的膨胀 系数越大[1]。。图2-2为原油的膨胀系数与二氧化碳物质的量分数关系。从图2-2 可以看到,原油中二氧化碳物质的量分数越大,原油的膨胀系数越大。
长25年以上。
2、国内CO2驱研究及应用概况
CO2吞吐:
国内部分油田(吉林、胜利等)也陆续实施了许 多CO2吞吐项目。 滨南采油厂在一些油井进行CO2吞吐后,原油产量 大幅提高。经测算,投入产出比为1:4。证实CO2吞吐 作为单井增产措施,效果显著。
关于实施CO2驱几个问题的讨论
1. 实施CO2驱的开发时机的选择 据对国外CO2驱项目的统计,以前的大部分项目选在含 水率为60—70% 时开始实施CO2驱。近年来的研究与应用证 明, CO 2 驱在注水开发晚期的油田实施仍有很好的效果。 例如美国的Postle油田就是注水油田开发晚期实施CO2驱提 高采收率的一个成功例子。 Postle 油田发现于 1958 年, 1970 年产量达到高峰为 3498m3/d。注CO2前平均产油量仅318m3/d,含水高达98%。 1996年实施注CO2,采用水气交替注入方式。至2000年产量 达到1590m3/d,预计提高采收率10%—14%。
关于实施CO2驱几个问题的讨论
二氧化碳混相驱数值模拟结果的主要影响因素
的关键
考 虑 到模 型模 拟精度 和运算速 度 的关 系 以及 重 组分 所 占 比例 较小 的情 况 , 目前 在 混 相驱 模 拟 中组
分数一 般 确定 为 7~l 较为合 适 。因此在 相态 研 0个 究 中须对原 有 的组 分 进 行合 并处 理 即组 分 的拟 化 ,
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第 1 5卷
第 4期
油
气
地
质
与
采
收
率
Vo .1 1 5, No. 4
20 0 8年 7月
Per l u Ge lg n c v r fiin y toe m o o y a d Re o e y Ef c e c
J1 20 u 0 8
发生 了较 大 的变 化 , 些 变 化 须 在 模 拟 模 型 中得 到 这
8 9—1块 流 体 参 数 为 例 , 用 模 型库 中 隐含 参 数 计 利 算 的原 油高压 物 性参 数 ( 积 系 数 、 油 粘 度 、 油 体 原 原
密度 ) 实 验 实 测 数据 的误 差 约 为 2 % 。为此 , 与 0 利 用等 组 分膨胀 实验 、 异分 离实验 的相关参 数 , 差 通过
二氧 化碳 混相驱数值模拟结果 的主要影响 因素
宋道万
( 中国石化股份胜 利油 田分公司 地质科学研究 院, 山东 东营 2 7 1 ) 50 5
摘 要 : 合 胜 利 油 区开 展 的低 渗透 油 藏 c 相 驱 先 导 试 验 , 用 数值 模 拟 方 法 , 用 概 念 模 型 和 实 际 油 藏 模 最 小 混 相 压 力 的通 用 方
低渗透油藏CO2驱影响因素研究
低渗透油藏CO2驱影响因素研究发布时间:2023-02-17T03:00:16.477Z 来源:《科学与技术》2022年第19期作者:高松阳[导读] 低渗透油藏非均质性强,注水能量补充困难,压力分布不均衡,导致开发效果差异大。
高松阳中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东,东营 257015摘要:低渗透油藏非均质性强,注水能量补充困难,压力分布不均衡,导致开发效果差异大。
室内及矿场试验表明,CO2驱可以有效提高原油采油收率。
CO2驱油效果好坏与储层发育特征、原油物性和生产参数密切相关,严重时可导致气窜,影响后期的采收率和经济效益,为此本文以正理庄油田樊142-1块为例,采用油藏工程方法和数值模拟方法,分析了注采方向、压裂规模、地层压力、井网形式和注采井距等CO2驱影响因素,为下步低渗油藏动态调整提供一定的指导意义。
关键词:低渗油藏;CO2驱;气窜;动态调整1.区块概况樊142-1块位于山东省高青县,构造位置属于济阳坳陷东营凹陷博兴洼陷金家-正理庄-樊家鼻状构造带中部,正理庄油田北部,主要含油层系为沙四上纯下亚段1、2砂组,埋深2800-3200m,含油面积5.5km2,地质储量298.3万吨。
按照砂体厚度、平面展布特征及坝砂发育情况分为坝砂连片型、滩砂连片型和滩砂分散型三种类型。
储层物性主要受坝砂分布影响,坝砂的物性明显好于滩砂,孔隙度平均11.4%,渗透率平均1.81mD,属于低孔特低渗储层。
樊142-1块自2005年投入开发,主要为弹性开发方式生产,后期开井率、液量和油量逐年降低。
截止到2021年区块累油17ⅹ104t,平均单井日油1t/d,采油速度0.1%,采出程度5.7%,处于低采油速度、低采出程度开发模式。
2. 注气受效影响因素研究受注气影响的油井与弹性驱的油井在产量、气油比、井口CO2含量等特征上存在较大差异,同时由于储层的非均质性及开发因素影响,单向受效、多向受效以及早期气窜后受效的油井在产量、气油比、井口CO2含量等方面也存在较大不同,这些差异性可以作为油井受效分析的依据。
CO2驱最小混相压力的影响因素分析
CO2驱最小混相压力的影响因素分析宋文鹏【摘要】In recent years, CO2 miscible flooding method is considered as a better enhance d oil recovery method in modern flooding technology. Detecting whether a reservoir to achieve miscible conditions is to compare the formation pressure with the minimum miscibility pressure, so to determine the minimum miscibility pressure has very practical significance. By studying the minimum miscibility pressure, effect of component, temperature and CO2 purity on the miscible pressure was analyzed.%CO2混相驱油方法被认为是现代驱油技术中,比较好的提高采收率方法。
检测一个油藏是否能达到混相的条件是这个油藏的地层压力与最小混相压力进行比较,看是否高于最小混相压力。
如此说来,确定最小混相压力就显得很有实际意义。
通过研究最小混相压力,分析组分、温度、CO2的不纯度对混相压力的影响。
【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)004【总页数】3页(P680-681,723)【关键词】CO2驱;提高采收率;最小混相压力;计算方法;影响因素【作者】宋文鹏【作者单位】东北石油大学,黑龙江大庆 163318【正文语种】中文【中图分类】TE357在现有的提高采收率技术中,注气驱是在聚合物驱、热采、水驱之后,又一个重要的提高采收率的方法。
CO2混相驱拟含气率与采出程度图版的建立
CO2混相驱拟含气率与采出程度图版的建立孙雷;冯乔;陈国利;张华;靳美玉【摘要】针对Y区块注CO2混相驱动态开发评价方法不够全面不够系统、利用水驱童氏图版评价气驱开发效果不够准确等特点,首先定义了A型气驱特征曲线,在此基础上推导了适合Y区块的CO2混相驱拟含气率和采出程度的关系式,绘制了CO2混相驱特征理论图版,用改进后的图版预测了Y区块注CO2后所提高的最大采收率,并将预测的采收率与现场预测的采收率进行比较,其结果比较吻合,说明该图版能很好地预测CO2混相驱动态开发效果,同时对该区块下一步的开发及评价具有指导意义。
%Because the dynamic evaluation methods of CO2 miscible drive is not enough comprehensive and systematic,and also the improved water flooding chart is not suitable for the evaluation of the CO2 miscible drive,we first define the type A gas flooding characteristic curve. Then on the basis of it,we have derived the relational expression between the equivalent gas rate and recovery degree,and draw the calibration chart. We use this chart to predict the biggest increased recovery of Y block after injecting CO2,and by comparing with the scene results,we find that two of them are consistent. So the results that the chart is a good predictor of the biggest increased recovery after injecting CO2. In general,this method is more significant for the block’s further development.【期刊名称】《西南石油大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P83-88)【关键词】CO2混相驱;拟含气率;采出程度;提高的最大采收率;图版【作者】孙雷;冯乔;陈国利;张华;靳美玉【作者单位】油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学,四川成都610500;油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学,四川成都610500;中国石油吉林油田公司,吉林松原 138000;中国石油吉林油田公司,吉林松原 138000;库尔勒巴音郭楞职业技术学院,新疆库尔勒 841000【正文语种】中文【中图分类】TE357.45在注水开发油藏的过程中,应用油田实际生产资料以统计性的方法研究油藏的开发动态是国内外较常用的方法之一,目前已经建立了许多快速预测开发指标的水驱特征曲线关系式和图版。
Box_Behnken法研究二氧化碳驱油效果影响因素
第17卷第4期国内外研究和应用表明,CO 2地质处置的最有效的方式是注入油气田,不但封存了CO 2,而且还可提高油气田的采收率[1]。
影响CO 2驱油效果的因素主要分为储层参数、地层流体性质两大类[2]。
在综合考虑各个影响因素的基础上[3],笔者引入反映CO 2驱油效果的5个无因次变量,借助Box-Behnken 响应曲面法,通过数值模拟手段对关键因子进行了研究。
传统的单变量优化试验不考虑各因子之间交互作用,虽然全因子试验可以解决这一问题,但费时费力[4]。
响应曲面试验设计是一种优化过程的综合技术,不仅可以建立连续变量曲面模型[5-6],对影响过程的因子及其交互作用进行评价[7],而且所需的试验组数相对较少,可节省人力物力[8]。
1数值模型的建立建立地质模型,平面上划分40×1的网格,纵向上划分20个小层,网格步长d x =30m ,d y =200m ,d z =6m ,近似2D 的均质倾斜油藏(见图1)。
注气井位于油藏的高部位,连续注气,控制注气井井底流压不得高于26.2MPa ,生产井位于油藏的低部位,控制生产井底流压不Box-Behnken 法研究二氧化碳驱油效果影响因素王涛1姚约东2朱黎明2傅礼兵2(1.中海油田服务股份有限公司,北京101149;2.中国石油大学,北京102249)基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目“温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存研究”(2006CB705800)资助摘要温室气体CO 2使全球气候变暖,对人类的生存和社会经济的发展构成了严重威胁。
CO 2地质处置的最有效方式就是注入油气田。
国外很多油田已成功地进行大规模CO 2驱并取得较好的效果,证明CO 2驱是三次采油中最具潜力的提高采收率方法之一。
针对这一问题,文中综合考虑各种影响因素,基于详细理论研究与分析,建立典型CO 2驱油模型,开展数值计算,在单因素分析的基础上,引入综合反映CO 2驱油效果的无因次参数,运用Box-Behnken 试验设计,通过曲面反应法建立计算CO 2驱油采收率的二项式计算模型,并对反应曲面结果进行分析,得出无因次参数对CO 2驱油效果的影响顺序和交互影响的显著性。
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二氧化碳混相驱数值模拟结果的主要影响因素摘要:结合胜利油区开展的低渗透油藏CO2混相驱先导试验,应用数值模拟方法,利用概念模型和实际油藏模型,确定了影响CO2混相驱数值模拟结果的主要因素,分析了模型设计及状态方程的选取等因素对CO2混相驱的影响程度。
研究结果表明,网格参数的选取会对模拟结果产生重大影响,模型对储层参数的描述精度也是模拟成败的关键。
关键词:二氧化碳;采收率;混相驱;数值模拟CO2混相驱油技术是提高油藏采收率的重要技术之一。
CO2混相驱油模拟技术所用模型已从最初的改进黑油模型,到后来的传输—扩散模型,发展到目前应用最广泛的组分模型。
在目前的商业化数值模拟软件中,多数提供了混相驱的模拟功能,如斯伦贝谢公司的组分模型Eclipse300和CMG公司的组分模型GEM等。
CO2混相驱的机理主要体现在膨胀地层原油、改善原油流动性、形成溶解气驱、萃取和降低界面张力等方面。
这些机理造成了油藏中不同位置原油的组成、粘度、体积系数、密度等参数均发生了较大的变化,这些变化须在模拟模型中得到真实的体现。
通过实际应用来看,目前的组分模型能够描述CO2混相驱的主要机理。
但是通过近几年笔者完成的研究项目来看,低渗透油藏CO2混相驱数值模拟研究也有着本身的技术特点,例如模型设计、相态分析的重要性更加突出,历史拟合精度要求更高,方案优化工作更加复杂等。
因此在模拟研究过程中,必须重点体现这些技术特点,对影响模拟的主要因素进行反映和刻画,是CO2混相驱模拟成败的关键。
一、状态方程及其参数的确定在流体研究过程中选择合适的状态方程是关键因素之一。
目前的组分模型提供了多种状态方程,其中三参数状态方程SRK和PR应用最广。
SRK方程适用于非极性分子及其混合物气液平衡计算,在天然气和凝析气休系的PVT相态计算中应用较广。
PR方程考虑了分子密度对分子引力的影响,适用于含硫化氢和CO2等较强极性组分体系的气液平衡计算,因此,对于低渗透油藏CO2混相驱,选择三参数PR状态方程更为合适。
在选择了状态方程后还须对状态方程的大量参数进行修正,其主要原因是利用模型库中的隐含参数进行计算可能会产生较大的误差。
以高青油田高89-1块流体参数为例,利用模型库中隐含参数计算的原油高压物性参数(体积系数、原油粘度、原油密度)与实验实测数据的误差约为20%a。
为此,利用等组分膨胀实验、差异分离实验的相关参数,通过流体相态的回归计算对状态方程参数进行修正,以减少计算误差。
1、组分的拟化考虑到模型模拟精度和运算速度的关系以及重组分所占比例较小的情况,目前在混相驱模拟中组分数一般确定为7-10个较为合适。
因此在相态研究中须对原有的组分进行合并处理即组分的拟化,其原则是合并性质相近的组分,保证拟化前后流体相图的相似性。
2、最小混相压力日前细管实验是测定最小棍相压力的通用方法。
在棍相驱数值模拟研究中,模拟细管实验是必须要做的工作:须建立一维长细管模拟模型,通过调整模型参数拟合室内实验结果,一方面确定模拟模型的混相压力,另一方面,检验建立的组分状态方程是否适用。
3、网格模型的设计网格模型的设计在数值模拟研究中是基础的也是关键的一步,其中网格方向和网格步长的选择尤为重要。
网格方向的选择除了考虑油藏渗透率的各向异性外,还须重点考虑网格划分所产生的网格方向效应[3]。
对网格步长的选择来讲,理论上网格步长越小,计算结果越接近实际。
但同时模拟成本也大大提高;网格步长大到一定程度则会发生数值弥散,驱替效率和波及系数产生失真的现象。
利用了一个概念模型分别分析了网格方向和网格步长的选择对C02混相驱模拟所产生的影响。
概念模型参数包括油藏埋深为3000m,平均渗透率为4.7 x 10-3平方微米,平均孔隙度为10.9%,注采井距为300m,采用五点井网。
3.1网格方向性的影响为了分析网格方向性的影响,选用了2个典型网格方向进行分析,一个为对角网格模型,注采方向与网格方向成450;一个为平行网格模型,注采方向与网格方向一致。
从模拟结果来看,如果在计算中选用目前最常用的五点差分算法,网格方向效应在混相驱过程中显得尤为明显。
在对角网格模型中,计算驱替方向与注采方向不一致,这与实际情况相矛盾,计算驱替过程严重失真。
而在平行网格模型中指进现象则过分严重。
如果在计算中选用九点差分算法,从模拟结果来看,对角网格模型和平行网格模型的计算驱替方向和与注采方向一致。
从采出程度来看,对角网格的采出程度略高,但两者已经非常接近。
因此,建议在CO:混相驱模拟中选择九点差分算法,虽然增加了模型计算时间,但可以避免网格方向的不利效应,是解决网格方向效应的最好方法。
3.2网格步长的影响网格步长对C02混相驱的影响程度要远远大于水驱(图1)。
随着网格步长的减小,模型计算的水驱采收率增加,主要原因是随着网格步长的减小,数值弥散减少造成的;当网格步长减小到一定程度后,水驱采收率基本不再发生变化。
因此对于水驱模拟来讲,一般会存在一个合理的经济的网格步长。
但在C02混相驱模拟过程中则不存在经济的网格步长。
从模拟结果看(图1),随着网格步长的减小,模型计算的气驱采收率减小,这与水驱的结论恰好相反,其原因是随着网格步长的减小,虽然数值弥散较少,计算的驱替效率增加,但不利的流度比使波及系数减小幅度更加明显,造成了采收率随着网格步长的减小呈明显的下降趋势,也导致了CO2混相驱模拟过程中难以利用网格步长与模型采收率及模型计算时间的关系确定经济的网格步长。
因此,在CO2混相驱模拟中须针对具体油藏作用网格步长与采收率的关系曲线,以修正因网格步长造成的预测误差。
二、储层参数在C02混相驱过程中储层参数对开发效果的影响十分明显,虽然这些参数基本上是不可改变的,但了解其影响程度有利于开发方案的设计和模拟工作的开展。
1、地层压力以高89-1块低渗透油藏C02混相驱为例,分析了在不同油藏压力下开展混相驱的开发效果。
高89-1块的混相压力为28. 94MPa,在混相压力以上开展混相驱,预测采收率在29%以上;当地层压力下降到25MPa时开展混相驱,预测采收率下降为25.7%;当地层压力下降到20MPa时开展混相驱,预测采收率下降为21%,因此保持较高的地层压力对开展混相驱是十分必要的。
2、渗透率模拟研究表明,油藏渗透率对C02混相驱的开发效果有着明显的影响,随着渗透率的增加,采收率明显降低,经济注气孔隙体积倍数减小。
如模型渗透率由10x10-3,平方微米,增加到50x10-3平方微米,模型采收率由30.3%下降为24.5%;经济注气孔隙体积倍数由0.21降低为0.16。
纵向上,随着渗透率的增加气体超覆现象变得更加明显,驱替效率降低。
这也是在低渗透率薄层进行混相驱可以取得更好效果的原因。
3、非均质性利用概念模型分析了油藏非均质性对.COZ混相驱开发效果的影响。
模型1是渗透率为4.7 x 10-3,平方微米的均质模型;模型2为非均质模型,渗透率分别为4.7 x 10 -3 平方微米和10 x 10 -3 平方微米,面积各占50% ;模型3是渗透率为10 x 10-3,衬的均质模型。
由图2可以看出,在均质模型下有效驱替体积比和采收率相对较高,在非均质模型下有效驱替体积比和采收率大幅下降,可见油藏的非均质性大大减小了注气的有效驱替体积,严重影响注气的开发效果。
4、裂缝低渗透油藏会存在裂缝,利用概念模型分析了油藏无裂缝、裂缝方向与注采方向平行及裂缝方向与注采方向呈45°情况下的CO2混相驱开发效果。
概念模型的模拟结果表明,无裂缝模型的采收率为32.8%,斜交裂缝模型的采收率降为30.01%,而平行裂缝模型的采收率则大幅下降至23.19%。
可见裂缝的存在对混相驱的开发效果影响较大。
通过以上分析可以看出,地层压力、渗透率、非均质性和裂缝等储层参数是影响CO2混相驱的敏感性因素,因此在模拟模型中须利用现代油藏描述手段对以上因素进行精细的刻画,保证模拟结果的可靠性。
三、方案设计参数CO2混相驱方案设计是一个复杂的系统工程,涉及到开发层系、开发方式、开发井网和开发速度等,许多参数的确定与具体的油藏参数有关。
这里仅介绍注气方式对开发效果的影响。
目前在C0z混相驱实施方案中,在注气方式上以连续注气方式和气、水交替方式为主。
以高89-1块为例分析了2种注入方式下的驱替效果和注水开发效果。
从模拟结果来看,气、水交替注人方式远远好于连续注气方式(图3)。
当模型的水驱残余油饱和度为0.325时,对于水驱开采方式来讲含油饱和度小于0.325的模型体积分数为0。
但对于混相驱来讲,由于可以减小水驱残余油饱和度,提高驱油效率,连续注气方式开采情况下残余油饱和度小于0.325的模型体积分数为0.122。
模型中含油饱和度大于0.6的部分基本代表了未动用区域,水驱开采方式下模型体积分数为0.275,而连续注气开采方式下模型体积分数高达0.718,说明了连续注气的波及体积远远小于连续注水。
而气、水交替注人方式则可以结合两者的优势,一方面使波及体积大大增加[4-61,另一方面也可以提高驱油效率。
因此,对于有条件注水开发的低渗透油藏在混相驱过程中可以利用水驱油波及体积比气驱高的原理将水驱与气驱相结合171,采用气、水交替的注人方式。
四、结束语CO2混相驱数值模拟研究有其技术特点,模型对地层压力、渗透率、非均质性和裂缝等储层参数的正确描述是模拟成败的基础;选取正确的网格参数及流体状态方程是正确模拟的关键。
明确了在开展CO2,驱数值模拟研究中须考虑的技术方法,对开展CO2混相驱数值模拟研究具有一定的实用价值。
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