核磁共振技术研究裂缝性致密油藏注二氧化碳提高采收率机理

The main characteristics of fractured tight reservoir are tight matrix and developed fracture. Injected CO2 first flows along the fracture zones, and then enters the matrix by diffusion, capillary force and so on. At the same time oils can enter the fracture and are displaced. CO2 EOR mechanisms of fractured tight reservoir are studied by NMR. The main research contents include two parts: (1) CO2 EOR experiments under the static condition in fracture-tight matrix core. The investigated factors include matrix permeability, wettability, exposed area, pressure and exposed time. (2) CO2 EOR experiments under the displacement condition in fracture-tight matrix core. The investigated factors include injection mode, injection pressure and injection rate. CO2 injection process can be visualized on micro scale by T2 spectrum and MRI. The main influence factors of CO2 EOR can be identified and fluid exchange characteristics can be cleared in fractured tight reservoir. And CO2 EOR mechanisms of fractured tight reservoir can be uncovered.

裂缝性致密油藏的主要特征为基质致密和裂缝发育，注入的二氧化碳首先沿着裂缝窜流，然后通过扩散、毛管力等作用进入致密基质。基质中的原油被动用，进入裂缝，然后被驱替。本项目利用核磁共振技术研究裂缝性致密油藏注二氧化碳提高采收率机理。主要研究内容包括两个方面：（1）静态条件下裂缝-致密基质岩心注二氧化碳提高采收率实验，考察致密基质渗透率、润湿性、裂缝与基质接触面积、压力和接触时间对注二氧化碳采收率的影响；（2）驱替条件下裂缝-致密基质岩心注二氧化碳提高采收率实验，考察注入方式、压力、注入速度对二氧化碳采收率的影响。利用核磁共振T2谱和成像分析，从岩心的微观尺度研究二氧化碳在裂缝性致密油藏的注入过程，识别裂缝性致密油藏注二氧化碳提高采收率的主控因素及作用规律，明确二氧化碳注入后裂缝-基质流体交换特征，阐明二氧化碳注入对裂缝和基质中流体的主要作用机理，揭示裂缝性致密油藏注二氧化碳提高采收率机理。

作为非常规资源的致密油藏已经成为我国能源的重要组成部分。致密油藏开发过程中主要依靠天然能量衰竭开发，衰竭开发过程中主要采出裂缝中的原油，大量的原油滞留在基质区，弹性开采的采收率只有8%左右，亟需寻找能量补充方式。CO2以较好的注入性和独特的驱油机理被认为是提高裂缝性致密油藏采收率的主要方式。认识和利用裂缝性致密油藏注CO2提高采收率机理成为致密油藏效益开发的关键。本项目利用核磁共振技术开展裂缝性致密油藏注CO2提高采收率机理研究，分别利用核磁共振可视化和核磁共振T2谱技术定量和定性分析CO2注入对裂缝性致密岩心的影响。项目研究以揭示CO2与裂缝性致密岩心静态作用特征和动态驱替作用特征为目标，研发了基于核磁共振仪的无磁流体相互作用评价装置，评价了渗透率、压力、接触时间、接触次数和接触面积等因素对静态接触采收率的影响，明确了不同条件下、不同尺寸孔隙中注CO2采收率的变化规律，揭示了静态条件下注CO2动用裂缝性致密油藏的主要作用机理；进一步评价了裂缝性质、压力、注入速度和CO2注入方式等因素对动态驱替过程中波及特征和驱油效率的影响，明确了不同因素对采收率的影响规律，揭示了驱替条件下注CO2动用裂缝性致密油藏的主要作用机理，划分了CO2连续驱替开发方式的各个开发阶段，明确了各阶段裂缝和基质流体的主要特征和主要作用机理，提出了CO2驱替+异步周期注采开发方式，认识了驱替+异步周期注采开发方式的周期开发特征，明确了各周期裂缝和基质流体的动用特征，驱替+异步周期注采开发方式结合了驱替和吞吐开发方式的优点，能够充分发挥CO2对裂缝的驱替作用和对基质的膨胀、萃取等机理，可以实现裂缝性致密油藏注CO2效益开发。研究成果“多井CO2异步周期注采开发方式”在中国石油化工股份有限公司华东油气分公司金南2-1井区进行了应用，对应井组先后见到增油效果，应用效果良好。截止到2018年5月份，已增油4000吨，增加经济效益1600万元，目前仍处于见效期。预测最终提高采收率5%，增加经济效益1亿元。